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相参、相参积累和相参雷达

 追逐四叶 2018-01-31

. 在信号理论中,相参又称为相干,相参信号的英文是coherent signal,定义为脉冲之间存在确定的相位关系。简单来说,脉冲间的相位可以互相对照,知道其中一个相位就有办法知道另外一个。相参处理的意义在于脉冲积累时提高信噪比,提高多普勒频率的准确度。


相参是指脉冲之间的初始相位具有确定性(第一个脉冲的初相可能是随机的,但后序的脉冲和第一个脉冲之间的相位具有确定性,这是提取多普勒信息的基础。第一个脉冲初始相位的随机性并不影响后序的信号检测,因为检测前是要进行取模的),非相参是指脉冲之间的初始相位都是随机的,彼此不相关。

相参和非相参是一个与硬件发展相关的一组概念。原来的脉冲产生方式是让振荡器通过一个精度不高的开关,由于开关的精度不高,微小的时延误差就会导致高频信号的初相出现大的差异,因此产生出来的脉冲信号初始相位可以看作是在[0,2*pi]之间的均匀分布,下一个脉冲也是如此。现代雷达已经完全解决了这个问题,因此都是相参体制的了,非相参雷达已经称为历史。

当然,相参体制的雷达信号处理也可以采用非相参处理方式。在白噪声背景的信号检测中,信噪比较大时,非相参积累比相参积累损失的信噪比不多,检测性能相近,而且非相参积累实现简单。

现在的信号产生一般采用高精度晶体振荡器加直接数字频率合成(DDS)。当然,这种信号产生方式也是有相位误差的,衡量相参性能好坏的指标好像有频率稳定度、相位噪声等,我不搞工程,说得不完整,请其他人斧正。

 

-------------------------------------------------相参积累-------------------------------------------------------------------------

雷达中相参积累的含义就是复数相加,分两种情况:对相对雷达固定的目标的回波,直接相加就可以了;对运动目标的回波,由于目标回波叠加了运动目标的相移,实现相参积累的方法一般是快速傅立叶变换(FFT),也就是对每项移相相加。
下面看一下FFT:
FFT

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