雷达侦察的信号处理课件.ppt

雷达侦察信号处理雷达侦察信号处理1￿￿￿￿￿雷达侦察系统是一种利用雷达侦察系统是一种利用无源接收无源接收无源接收无源接收和和信号处信号处信号处信号处理理理理技术，对雷达辐射源信号环境进行检测和识别、技术，对雷达辐射源信号环境进行检测和识别、对雷达信号和工作参数进行测量和分析，从中得对雷达信号和工作参数进行测量和分析，从中得到有用信息的设备到有用信息的设备 2信号处理流程信号处理流程（（（（1 1））））典型的射频信号检测和测量电路输出是对每一典型的射频信号检测和测量电路输出是对每一个个射频脉冲射频脉冲射频脉冲射频脉冲以指定长度以指定长度( (定长定长) )、指定格式、指定格式( (定格定格) )、、指定位含义指定位含义( (定位定位) )的数字形式的信号参数描述字，的数字形式的信号参数描述字，通常称为通常称为脉冲描述字（脉冲描述字（脉冲描述字（脉冲描述字（PDWPDW））））2 2））））由信号处理设备根据不同的雷达和雷达信号特由信号处理设备根据不同的雷达和雷达信号特征，对输入的实时征，对输入的实时PDWPDW信号流进行信号流进行辐射源分选辐射源分选辐射源分选辐射源分选、、参数估计参数估计参数估计参数估计、、辐射源识别辐射源识别辐射源识别辐射源识别、、威胁程度判别威胁程度判别威胁程度判别威胁程度判别和和作战态作战态作战态作战态势判别势判别势判别势判别等。

等3n n￿ ￿雷达侦察系统前端输出的雷达侦察系统前端输出的{ {PDWPDWi i} }∞ ∞i i=0=0的具体内容的具体内容和数据格式取决于侦察系统前端的组成和性能和数据格式取决于侦察系统前端的组成和性能在典型的侦察系统在典型的侦察系统4典型雷达信号调制形式典型雷达信号调制形式5信号处理设备的主要技术要求信号处理设备的主要技术要求n n可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度可分选、识别的雷达辐射源类型和可信度n n可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精可测量和估计的辐射源参数、参数范围和估计精度度n n信号处理的时间信号处理的时间n n可处理的输入信号流密度可处理的输入信号流密度6信号处理的基本流程（信号处理的基本流程（1））7信号分选的基本流程（软件）信号分选的基本流程（软件）8n n 三参数的空间分辨:9n n（（1）已知辐射源的分离与扣除）已知辐射源的分离与扣除已知辐射源扣除是将已知辐射源从脉冲流中扣除，以达到稀释脉冲流稀释脉冲流的目的10n n（（2 2）到达角（）到达角（DOA））分选分选n到达角的分选采用C-均值算法nPW和RF分选过程与DOA分选相似11n n（（3 3）脉冲重复间隔（）脉冲重复间隔（PRI））分选分选 脉冲重频分选可以分为脉冲重频分选可以分为两部分两部分两部分两部分，脉冲重复间隔，脉冲重复间隔的的确定确定确定确定以及重频确定后的以及重频确定后的分选分选分选分选（序列检索）。

序列检索） ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿从任一从任一PDPDWWi, i,j j起，如能其后出现起，如能其后出现N N个个连续连续连续连续的周的周期都能与某雷达信号的期都能与某雷达信号的t tP PRIRI特征相符合，则此特征相符合，则此PDPDWWi, i,j j便被作为该雷达的一个分选脉冲；如果在便被作为该雷达的一个分选脉冲；如果在T T时间内的分选脉冲数多于检测门限时间内的分选脉冲数多于检测门限V V，，便判为该雷便判为该雷达存在，否则为不存在达存在，否则为不存在————动态关联法动态关联法12n n动态关联法优点：优点：优点：优点：￿￿￿￿￿￿1￿￿￿￿￿￿1、能在很大程度上消除虚假脉冲、能在很大程度上消除虚假脉冲￿￿￿￿￿￿2￿￿￿￿￿￿2、运算量不大、运算量不大缺点：缺点：缺点：缺点：￿￿￿￿￿￿1￿￿￿￿￿￿1、仅适用于、仅适用于PRIPRI恒定恒定恒定恒定或或PRIPRI抖动很小抖动很小抖动很小抖动很小的雷达的雷达信号信号￿￿￿￿￿￿2￿￿￿￿￿￿2、对线性调频、频率捷变等雷达的分选过于、对线性调频、频率捷变等雷达的分选过于依赖依赖DOADOA、、PWPW等参数等参数￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿13n n相关函数相关函数PRIPRI鉴别法鉴别法￿￿￿￿￿相关函数法相关函数法PRIPRI鉴别技术的实质是计算延迟后鉴别技术的实质是计算延迟后的的重合脉冲数重合脉冲数重合脉冲数重合脉冲数，再根据计算结果以，再根据计算结果以脉冲数最多的脉冲数最多的脉冲数最多的脉冲数最多的基波基波基波基波来确定其来确定其PRIPRI。

14图4―12 几种典型tPRI工作样式的脉冲波形 15雷达信号时域参数的测量雷达信号时域参数的测量n ntTOA的测量n nτPW的测量n nAP的测量16n ntTOATOA的测量的测量的测量的测量17n nΔ Δt为时间计数器的为时间计数器的计数脉冲周期计数脉冲周期计数脉冲周期计数脉冲周期，，T T=Δ=Δt·2·2N N为时为时间计数器的间计数器的最大无模糊计数范围最大无模糊计数范围最大无模糊计数范围最大无模糊计数范围n n时时间间计计数数器器位位数数有有限限, ,为为防防止止长长脉脉冲冲重重复复周周期期的的雷雷达信号产生周期测量模糊达信号产生周期测量模糊, ,应保证应保证: : T T > > T Trmax (4―5) (4―5) T Trmaxrmax为为雷雷达达侦侦察察系系统统最最大大无无模模糊糊可可测测的的雷雷达达脉脉冲冲重复周期重复周期￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿减减减减小小小小Δ Δt 可可降降低低量量化化误误差差, ,提提高高时时间间分分辨辨力力，，但但对对于于相相同同的的T T，，减减小小Δ Δt t意意味味着着提提高高计计数数器器级级数数N N，，加加大大t tTOATOA测测量量的的字字长长，，增增加加信信号号处处理理时时数数据据存存储储和和计算的负担。

计算的负担18n n sv(t) )信号脉冲前沿的信号脉冲前沿的陡峭程度陡峭程度陡峭程度陡峭程度也将影响也将影响t tTOATOA测量测量的准确性，而脉冲前沿既的准确性，而脉冲前沿既取决于取决于取决于取决于输入信号输入信号s si i( (t t) )本身，本身，也取决于也取决于也取决于也取决于侦察接收机的侦察接收机的信道带宽信道带宽信道带宽信道带宽B Bv vn n通常在脉冲时域参数测量电路中通常在脉冲时域参数测量电路中, ,按照侦察系统的按照侦察系统的最小可检测脉宽最小可检测脉宽￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿来设置来设置B Bv v: :19n n￿￿￿￿￿￿￿￿为克服为克服信号时域重合信号时域重合信号时域重合信号时域重合对对t tTOATOA检测和测量的影响，检测和测量的影响，尽量将尽量将t tTOATOA检测与测量电路放在方位、频率滤波处检测与测量电路放在方位、频率滤波处理理之后之后之后之后，可充分利用设备在方位、频率上同时测，可充分利用设备在方位、频率上同时测量能力，降低量能力，降低s si i( (t t) )在时域参数测量时的信号重合概在时域参数测量时的信号重合概率。

率20n n如果在输入信号如果在输入信号￿ ￿si i( (t t) ) 中同时存在两个信号中同时存在两个信号s si1i1( (t t) )、、s si2i2( (t t), ),则由于信号的交调，将使合成信号则由于信号的交调，将使合成信号s si i( (t t) )的包络的包络呈现较复杂的起伏呈现较复杂的起伏 |si(t)|={|si1|2+|si2|2+2|si2|cos［(ω1-ω2)t+ φ1-φ2］}1/2 图4―5 si(t)中同时存在两个信号时的包络 (a)合成矢量；(b)合成波形 21n nτPWPW的测量的测量的测量的测量门限检测启动前,脉宽计数器的初值为零零, 门限检测信号①启动启动脉宽计数器对时钟时钟②计数,当sv(t)低于门限低于门限UT时,信号①使计数器停止计数停止计数，①的后沿的后沿使读出脉冲触发器产生锁存信号锁存信号③,将脉宽计数值存入τPW参数锁存器,③的后沿的后沿微分信号微分信号④使脉宽计数器重新清零重新清零,以便进行下一脉冲的脉宽测量22n nAPAP的测量的测量的测量的测量￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿门限检测门限检测①①前沿迟延前沿迟延前沿迟延前沿迟延τ τ后后后后用作采样－保持和用作采样－保持和A/DA/D变换器的启动信号变换器的启动信号②②,A/D,A/D变换器经过时间变换器经过时间t tc c变变换换, ,发读出允许信号发读出允许信号③③③③, ,其前沿微分脉冲其前沿微分脉冲④④④④将将A/DA/D变变换数据存入换数据存入APAP参数锁存器。

参数锁存器 迟延迟延τ τ是为了使是为了使A/DA/D变换的采样时刻更接近于输变换的采样时刻更接近于输入信号脉冲的顶部入信号脉冲的顶部。