►窄带滤波器组信号处理的优点
► 信噪比提高：白噪声N 倍；有色杂波，各个滤 波器输出端 I 均有提高：越靠近杂波中心的滤 波器，改善程度越差；杂波谱越宽，改善程度 越差。
► 通过改变特定滤波器的检测门限，对运动杂波 亦可抑制。
第八节 速度测量
v
vr
fd
2vr

除固定建筑物外，杂波均属于分布杂波，包含内部运动。 天线不扫描时，固定杂波频谱位于nf r 处，用对消器可以全 部滤去。 天线扫描时，杂波谱展宽可用高斯函数表示：
实验测定，当频率 f=1GHz时，杂波功率谱可表示如下：
►关于杂波的总结
杂波平均速度为零而只有内部起伏时，杂波的 频谱位置在 nf r 上，但每根谱线均展宽。如果 杂波有平均速度，则会产生多卜勒频移。
§8.4.1 目标回波和杂波的频谱特性
►目标回波的频谱特性
雷达发散相参脉冲串，脉宽为τ，重复频率为 f r 。 天线不扫描时，目标回波为无限脉冲串。 调制信号：
高频连续振荡：
扫描时，设天线方向图可用高斯函数来表示 则，收到的回波脉冲串的包络函数为
则，回波为
- fd + fr
fd + fr
►杂波频谱
第八章 运动目标检测及测速
第二节 MTI雷达工作原理及组成
§8.2.1 基本工作原理 相位检波器的输入端加上
在整个接收信号期间连续 存在的基准电压（和发射 信号频率相参且保存发射 信号的初相），各种回波 信号均与基准电压比较相 位；相检器输出的视频脉 冲串（固 等幅，动 调 幅），在送到终端前将采 用相消设备消去固定杂波， 保存运动目标信息。
定义：当系统输出端信号功率与对消剩余杂波功
率之比
等于发现动目标回波信号所需的数
值V0时，接收机输入端的杂波功率与信号功率
之比
。
第六节 动目标检测（MTD）
为弥补MTI的缺陷，由最佳滤波器理论发展起来。
优点：
► 增大信号处理的线性动态范围 ► 增加一组多普勒滤波器，使之更接近最佳滤波 ► 能抑制地杂波，且能同时抑制运动杂波 ► 增加一个或多个杂波图，帮助检测切向飞行大目标
相参电压获取
固定杂波消除
§8.2.2 获得相参振荡电压的方法
►中频全相参动目标显示
此时的相位为 ωct+ω0tr+φc
►锁相相参动目标显示
每一重复周期的发射
脉冲高频起始相位是 随机的，不是全相干。 为得到与发射脉冲起
脉冲
磁控管
调制器
发射机
高频锁相脉冲
收发开关 高频回波脉冲
始相位保持严格关系 混频器
当
时， 最大，即对动目标有最佳响应
频域观点
►数字相消器
相干视频 采样保持电路
模数转换电路
数字延迟线 相减器
延迟 数字信号
相消视频 数模转换电路
输出
习题
第三节 盲速盲相的影响及其解决途径
§8.3.1 盲速
►盲速及消除盲速的方法
n = 1时为 第一盲速
第一盲速——重复周期内目标走过的距离为半个波长
k=+2～-2
►递归型二次相消滤波器
第五节 动目标显示雷达的 工作质量及质量指标
§8.5.1 质量指标
►改善因子（I）
MTI系统输出端信杂比（功率比）和输入端信杂比之比。
0
系统对信号的
平由均于功率：增益
►信杂比改善（ISCR）
多普勒滤波器输出端信杂比和输入端信杂比之比。
►杂波中的可见度SCV
在给定检测概率和虚警概率条件下，检测到重叠于杂波 上的运动目标时，杂波功率和目标回波功率的比值。
►一次相消器
►递归型一次相消器
► 引入了新的极点，z=K1，K1<1 ► 滤波器的频率响应为单位圆上的点到零点的长度除去该点
到极点的长度。 ► 若K 接近于1，则凹口越窄，其他部分越平坦。 ► 简单的MTI 中，利用此法来扩大速度相应范围。 ► 递归型滤波器：灵活，暂态响应长。
►二次相消器
k=2
采用N个参差重复频率时：
§8.3.2 盲相
由相位检波器特性所引起，减弱雷达对运动目标的检测能力。
►点盲相和连续盲相
基准电压方向
对消输出
相检器输出
差矢量
连续盲相后果：可能使得在某次天线扫描时丢失在强杂波 背景下的运动目标。 解决办法：改进相位检波器的特性解决盲相问题（早期）
使用矢量对消器解决盲相问题(现代)
►线性MTI的实现框图
高中频线性化：通过AGC 实现大的动态范围； 增益控制 要求快速且电压与杂波强度成比例，相继周期的增益变化 是准确、已知的。 储存杂波图来控制各个距离单元的中放增益。
§8.6.2 多卜勒滤波器组
►理论推导
单个脉冲的 匹配滤波器
对相参脉冲串 进行匹配滤波
►具体实现
N个输出的横向滤波器（N 个脉冲和 N-1 个延迟线），经 过个脉冲的不同加权并求和，可做成N 个相邻的窄带滤波 器组。覆盖范围0 ～ fr 。
►测速模糊和测距最大模单糊值的不模关糊系距离
例：
？
常用解决办法：首先保证测距无模糊，再解决测速 模糊问题。
►参差重复频率对动目标显示性能的影响
设 f r 1 、 f r 2 均满足无模糊测距 对消器输出分别为： 不采用参差重频时：
采用参差重频时： 同时盲速称为等效第一盲速 vr0' 取 n 1、 n 2互为质数
输 入 0 ~fd max
1
…
N
窄带滤 波 器f1
窄带滤 波 器f2
频 率 计1 频 率 计2
0
fd max
f
窄带滤 波 器fN
频 率 计N
►图 8.39 多卜勒频率测量
►连续波雷达测速
二次检波后，提取多普勒频率，测出目标速度。
►8.8.2 脉冲雷达测速
► 和连续波雷达测速不同之处在于, 取样工作后信号频谱
展宽使得对消器不能很好的滤去杂波，有多卜 勒频移时，应使滤波器凹口对准杂波谱的平均 多卜勒位置。展宽影响MTI 的质量。
§8.4.2 动目标显示滤波器
►地杂波的功率谱
均匀分量的功率谱密度 杂波特性决定的梳状分量
信号S( f ) 最佳滤波器的频响
实际杂波抑制滤波器只能使滤波器特性的凹口基本上和 杂波梳状谱的宽度相当，为准最佳滤波。
►相位检波器的输出
►消除固定回波的方法
频谱抑制法 对消法
滤波器组，每个滤波单元抑制其中一个n fr
相邻重复周期信号相减，固定目标由于振 幅不变而相互抵消；动目标相减后剩下相 邻重复周期振幅变化的部分作为输出。
►相消设备特性
时域观点
延迟一个T r
相减
包络振幅
相消后的信号包络
相消设备输出速度响应
当
时，输出振幅 为零，出现盲速
稳定本振
混频器
的基准电压，可用高 频锁相或中频锁相 （对应于高频相检和 中频相检），即在发
中频锁相脉冲
中频回波
中频相参 相参电压 相位 中频回波 中频
振荡器
检波器
放大器
射脉冲中取出很少一 部分能量用以控制高
对消视频 对消器
频或中频相干振荡的
相位，使其与发射脉
冲相位同步。
§8.2.3 消除固定目标回波
► 有时雷达重复频率的选择不能满足不模糊测速的要求, 即由窄带滤波器输出的数据是模糊速度值。 要得到真实的速度 值, 就应在数据处理机中有相应的解速度模糊措施。解速度模 糊和解距离模糊的原理和方法是相同的。
►中频对消
思路：直接取出反射回波 的差矢量，可避免盲相和 回波振幅的多普勒调制
对于相参中频信号，相邻重复周期的动目标回波可分别写为
中频对消器 输 出电压振幅
►中频对消的缺点
当中频为重复频率的整数倍，即
时，中频对消能消
除零速的固定杂波，此时输出中频信号振幅为
，
当
时，输出也为零
盲速。盲速是由于脉冲取
和对应窄带滤波器的频响均是按雷达重复频率fr, 周期地重复出
现, 因而将引起测速模糊。为保证不模糊测速, 原则上应满足：
fd max
1 2
fr
►式中，fdmax为目标回波的最大多卜勒频移, 即选择重复频率fr
足够大, 才能保证不模糊测速。因此在测速时, 窄带滤波器的数
目N通常比用于检测的MTD所需滤波器数目要多。
§8.6.1 限幅的影响和线性MTI
►限幅的影响
对消器输出的杂波剩余功率
强杂波时，大的杂波剩余将使 Pfa 明显增大及终端饱和。 若中频采用限幅中放，限幅电平 L选择满足 L / Ni = I，则相消 器输出的杂波功率近似为噪声电平，得到近似恒虚警的性能。 限幅会使杂波背景上的运动目标信号受到损失，使杂波谱展 宽，加大杂波剩余，而且增加相消次数不能有效提高 I。
样工作方式产生的，因而中频对消不能解决，只有用高重复
频率或参差重复频率才能在一定范围内解决盲速影响。
零中频处理
►正交双通道处理
► 零中频处理的理论分析
例：
时，
，ωd的正负无法判断。
习题
第四节 回波和杂波的频谱及 动目标显示滤波器
►作用：了解运动目标回波和杂波在频谱结构 上的区别，以达到抑制固定杂波、显示运动 目标回波的目的。