频率捷变-MTD不兼容问题

姓名:张钰林    学号:22021110333    学院:电子工程学院

【嵌牛导读】MTD是实现雷达杂波抑制和脉间相参积累的重要技术,在PD雷达中,MTD可同时提高回波的信噪比和信杂比。然而传统MTD技术要求一次CPI内的脉冲具有相同的载波频率且脉冲重频固定或重频参差固定。然而频率捷变雷达为了获取优异的电子对抗性能,其载频在不同的脉冲间是随机跳变的,因此传统雷达MTD方法不兼容于频率捷变雷达,无法兼顾波形抗干扰能力与杂波抑制。

【嵌牛鼻子】频率捷变信号    MTD

【嵌牛提问】频率捷变信号如何进行常规信号的MTD?

【嵌牛正文】

        常规MTD采取多普勒滤波器组的方式对回波信号进行相参积累,简单举例说明如下:LFM信号载频为f_{c},发射脉冲数为N,脉冲重复周期为T_{r},目标径向速度为v,则忽略掉包络项的某采样单元对应的各脉冲接收数据可表示为:

                                                                s_r(t)=exp[j2\pi f_{c}{\frac{2viT_{r}}{c}}]

        由于LFM脉冲串的速度分辨率为\Delta v={\frac{c}{2f_{c}NT_{r}}},则v\approx \overline{v}=k^{\prime}\Delta v,其中k^{\prime}为目标速度对应的多普勒通道,\overline{v}为目标速度检测值,当上述回波信号经过多普勒滤波器组后,其输出为:

                                                s_{co}(k)=\sum_{i=0}^{N-1}exp[j2\pi f_{c}(\frac{2viT_{r}}{c})]exp(-j2\pi k \frac{i}{N})

也即将相残积累问题转换为了多普勒通道匹配问题,当且仅当k^{\prime}=k时,相参积累效果最好。

        当信号为捷变频信号时,第i个脉冲对应的载频为f_{c}+n_{i}\Delta{f},其中\Delta f为频率步进量,n_{i}表示第i个频率调制编码,且有n_{i}\in \{ 0,1,···,M-1\},其中M为可选频点个数,则忽略掉包络项的某采样单元对应的各脉冲接收数据可表示为:

                                                        s_r(i)=exp[j2\pi (f_{c}+n_{i}\Delta f){\frac{2viT_{r}}{c}}]

        上述回波信号经过多普勒滤波器组后,可表示为:

                                \begin{align} 
s_{co}(k)&=\sum_{i=0}^{N-1}exp[j2\pi (f_{c}+n_{i}\Delta f)\frac{2viT_{r}}{c}]exp(-j2\pi k \frac{i}{N})\\
&\approx\sum_{i=0}^{N-1}exp[j2\pi (f_{c}+n_{i}\Delta f)(\frac{2iT_{r}}{c})(k^{\prime}\frac{c}{2f_{c}NT_{r}})]exp(-j2\pi k \frac{i}{N})\\
&\approx \sum_{i=0}^{N-1}exp[j2\pi \frac{f_{c}+n_{i}\Delta f}{f_{c}}k^{\prime}\frac{i}{N}]exp(-j2\pi k\frac{i}{N})
\end{align}

        此时由于存在随机频率捷变,传统MTD的相参积累方法已经不适用,它无法对捷变频体制下的目标回波信号的速度进行有效的估计。

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