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解距离模糊的方法

 goandlove 2018-09-21

脉冲多普勒(PD)雷达通过增加积累的脉冲数来提高雷达的作用距离,改进目标检测性能,从而能够在强杂波环境下检测出微弱的目标。

1 PRF与PRI的理解

脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)是脉冲重复周期(Pulse Repetition Interval, PRI)的倒数。对于脉冲多普勒雷达,通常需要对N个脉冲回波进行相参积累,对积累的结果再进行检测,目标回波的信噪比可改善N倍。

2 不模糊距离/速度

最大不模糊距离(maximum unambiguous range)和最大不模糊速度都是由PRF决定的,表达式如下:

当目标距离或速度超过该最大值,脉冲多普勒雷达将无法根据检测到的目标回波距离门或速度门来直接判断目标的距离或速度。不同的PRF会带来不同程度的距离/速度模糊。

很明显的,低的PRF可以增大Rmu而减小Vmu,也就是降低距离模糊程度但是会增大速度模糊程度;高的PRF减小Rmu而增大了Vmu,也就是增加了距离模糊程度但减小了速度模糊程度;因此,想同时避免距离模糊和速度模糊会产生矛盾。

3 解距离模糊

对于固定PRF的雷达,在发射第二个脉冲信号之前,前一个发射脉冲的目标回波如果尚未接收,那么目标的真实距离Rtrue超过了PRF对应的距离,那么测量的将是模糊距离Ram,它与真实距离之间有如下关系:

其中k表示模糊数,取值范围是0~K,K由最大测距范围决定。


下面以《雷达系统分析与设计MATLAB版第三版》一书中所写的两个PRF的方法为例来解距离模糊:

其中PRF1和PRF2互成质数,上图中选择的PRF1=5*PRF,PRF2=4*PRF。在所期望的脉冲重复间隔Td内,两个脉冲重复频率只在某一个位置上重合,就是该目标的非模糊位置。

根据所测量的该目标分别在两个PRF中的延迟时间t1和t2,可以计算出模糊数M,从而计算出非模糊位置。由于脉冲雷达在发射脉冲时不能接收,这段时间会产生盲距,这个问题可以利用第三个脉冲重复频率加以解决。

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