文档介绍：第 2 章动目标显示(MTI) 霄达序言本章陈述位于地表的雷达,如站点在陆地上或舰船上的雷达。对于机载雷达,平台的快速运动对设计和性能有很大的影响,参见第 4 章的讨论。动目标显示(MTI) 雷达的基本理论,如同前儿版《雷达于册》中所讲的一样,没有本质上的改变。然而 MTI 雷达的性能却得到了很大改进,主要由于四方面的进展(1)雷达子系统,如发射机、振荡器和接收机稳定性的提高接收机和模数 CAID) 转换器动态范围的提高(3)更快更强的数字处理对 MTI 的局限有更清楚的认识,并意识到需要的解决方法,即要求 MTI 系统与环境相适应。这四个方面的进展使许多年前曾经考虑过、有时尝试过但无法实施的复杂技术变得可实用。例如,过去超越当时已有技术水平的速度指示相干积累(VIC 和相干记忆滤波器 CMF) [2. 等。尽管这些进展已经使 MTI 性能有很大改进,然而仍然没有 MTI 雷达全部问题的完美解答,设计一个 MTI 系统仍然既是一门科学又是一门艺术。当前的问题例子包括:当接收机具有大的动态范围时,系统不稳定性的局限会造成更多的杂波残留(相对于系统噪声),从而造成虚警探测:应用杂波图来防止来自杂波残留的虚警探测在固定的雷达系统上工作得很好,但很难例如在舰载雷达上实施,因为随着舰艇的移动,每个杂波单元的方位和距离发生改变,应用杂波图后会造成更多的残留。降低杂波图的分辨力以对付快速变化的杂波残留, 会大大降低杂波内可见度(见本章下文) ,而杂波内可见度是最少受到人们赞赏的成功的 MTI 工作秘诀。 MTI 雷达必须在包含强静止杂波、鸟、蝙蝠、昆虫、天气、汽车和大气管道的环境中工作。大气管道,又称反常传播,导致来自地表的杂波回波出现在很远的距离上,这加剧了鸟和汽车带来的问题,也导致对几百千米外静止杂波的探测。本章中的杂波模型是几种必须处理的杂波类型的近似。精确的定量数据,如每种杂波的精确频谱和幅度、鸟的精确数目或单位面积上的点反射体数(如水塔或油井铁架)并不重要;因为 MTI 雷达设计者必须制造一个鲁棒的系统,不管真实遇到的杂波偏离杂波模型多少,系统都应很好地工作。 MTI 雷达可以用旋转的天线或固定孔径电扫描(相控阵)天线。旋转天线可采用连续波,使用有限脉冲响应滤波器 CFIR) 或无限脉冲响应滤波器处理:或采用一组相干处理间隔组成的批波形。这样的波形在 FIR 中以 N 个脉冲为一组进行处理(本章经常使用的术语 MTI 滤披器,是一个类的命名,包括 FIR 和。有限的目标照射时间要求使用批处理方案。有许多成功 MTI 技术的不同组合,但是任何特定的 MTI 系统必须有一个基于天线参数、发射机、波形、信号处理和工作环境的总体方案。为了提供对环境的更好理解,本章列举了一些多年前的平面位置显示器(Pp I)照片,. 些环境图片很难在现代雷达中看到,但它们比任何语言描述都能更好显示出 MTI 的工作、鸟、昆虫和大气管道。特别要请读者注意的是节"适用于 MTI 雷达系统的一些考虑"。这一节提供对 MTI 系统几十年的发展中学到的关于硬件和环境方面的经验和教训的深入了解。雷达手册(第二版) MTI 雷达介绍 MTI 雷达的目的是抑制来自建筑物、山、树、海和雨之类的固定或慢动的无用目标信号, 并且保留对如飞机之类的运动目标信号的检测或显示。图是一对平面位置显示器(Pp 的照片,说明一部 MTI 雷达的效果。从中心亮点到平面位置显示器的最边缘为 40nmile ,距离刻度环间距为 On 。其中,左图是正常的视频显示,主要显示了固定的目标回波:右图示出了 MTI 雷达抑制杂波的效果。在天线扫描次的时间内,右图的照相机快门始终是打开的,因此飞机目标呈现为连续的个回波。(b) 视频(a) MTI 系统的效果这两张照片显示了 MTI 系统的效果。在天线连续转圈的时间内,由于照相机的快门一直是打开的,所以在右面的照片上,飞机显示为相邻的个亮点。的量程是图 MTI 雷达利用动目标带给回波的多普勒频移来区分动目标和固定目标。在脉冲雷达系统中,这种多普勒频移表现为相继返回的雷达脉冲间回波信号的相位变化。假设雷达所辐射的射频脉冲能量被一幢楼房(固定目标)和飞向雷达站的一架飞机(动目标)所反射。反射回波脉冲需经一定的时间方能返回雷达。雷达然后发射第二个射频脉冲,楼房反射的回波信号仍将经历完全相同的时间后返回。但是从运动的飞机反射回的信号返回所经历的时间却稍微少一些,因为在两个发射脉冲之间,飞机已向雷达的方向靠近了一段距离。回波信号返回雷达所需的准确时间并没有根本性的重要性,重要的是脉冲间的时间是否变化。时间的变化(对飞机目标而言,数量级为几毫微秒)可以用回波信号的相位与雷达基准振荡器相位之间的比较来确定。如目标在脉冲间发生移动,