后續(xù)的內(nèi)容主要涉及信號(hào)處理中的各個(gè)部分,在這之前,了解一個(gè)常見(jiàn)的信號(hào)處理流程,有助于后續(xù)的認(rèn)知和理解。
下面僅給出了一個(gè)常見(jiàn)的信號(hào)處理流程,主要包括現(xiàn)象,信號(hào)的調(diào)節(jié)與干擾抑制,成像,檢測(cè)和后處理。
雷達(dá)的時(shí)間尺度
在雷達(dá)的信號(hào)處理中,由于涉及到不同類(lèi)型的處理或操作,其對(duì)應(yīng)的時(shí)間尺度可以很短,也可以很長(zhǎng)。
FMCW雷達(dá)系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的快時(shí)間與慢時(shí)間
在這里主要分為兩類(lèi),一類(lèi)是單個(gè)脈沖的處理,另一類(lèi)則是對(duì)多個(gè)脈沖的處理。其中在對(duì)單個(gè)脈沖進(jìn)行處理的時(shí)候雷達(dá)信號(hào)處理基礎(chǔ)課后答案,對(duì)應(yīng)的時(shí)間尺度往往都極短。因此在進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)處理的時(shí)候,我們通常定義單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間尺度為快時(shí)間。在快時(shí)間上,會(huì)進(jìn)行脈沖壓縮和匹配濾波等操作。
對(duì)于多個(gè)脈沖的處理,考慮到脈沖的重復(fù)間隔PRI,對(duì)比單個(gè)脈沖的采樣時(shí)間,此時(shí)的采樣較慢,因此通常定義對(duì)多個(gè)脈沖的操作和處理是在慢時(shí)間維進(jìn)行的。快時(shí)間上的處理一般包括多普勒處理,以及一些空時(shí)自適應(yīng)處理,成像等等。
現(xiàn)象學(xué)
在進(jìn)行信號(hào)處理之前,首先要對(duì)所要處理信號(hào)的特性進(jìn)行了解。現(xiàn)象即指雷達(dá)接收到的信號(hào)特性。這些特性主要有:功率,頻率,極化,到達(dá)角,信號(hào)隨時(shí)間的變化,隨機(jī)性等。這些現(xiàn)象即與發(fā)射回波的特性決定,也和雷達(dá)自身的特性決定,如發(fā)射波形,極化,天線增益等。
信號(hào)調(diào)節(jié)和干擾抑制
信號(hào)的調(diào)節(jié)主要是為了提高數(shù)據(jù)的SIR,便于后續(xù)的參數(shù)估計(jì),檢測(cè)成像等處理。通常包括一些波束形成,脈沖壓縮,雜波濾除和一些多普勒處理等。
成像
大多數(shù)人對(duì)雷達(dá)的了解都是屏幕上不斷閃爍的光點(diǎn),實(shí)際中的檢測(cè)和跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)的確有可能是這樣子的。雷達(dá)在成像中相比于光學(xué)成像,它的分辨率和圖像的質(zhì)量是不能比較的,但是雷達(dá)所采用的射頻波長(zhǎng)具有一個(gè)顯著的特點(diǎn),穿透性,這就使得雷達(dá)在惡劣天氣下工作的可靠性,而光學(xué)成像在這種惡劣天氣下則是失效的。
為了得到高分辨的成像,雷達(dá)采用兩種方法,一種大帶寬的波形,可以獲得距離維得高分辨率。另一種是采用合成孔徑雷達(dá)技術(shù),可以獲得垂直距離維的高分辨率。
檢測(cè)
雷達(dá)信號(hào)處理的目的就是希望判知回波中是否有我們感興趣的目標(biāo),這個(gè)時(shí)間就需要到檢測(cè),大多數(shù)情況下,采用門(mén)限檢測(cè)的方法可以獲得最佳的檢測(cè)性能。此時(shí)的信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了前面一系列的信號(hào)調(diào)節(jié)和干擾抑制等處理,通過(guò)將信號(hào)的幅度和門(mén)限進(jìn)行比較,判斷該回波中是否存在目標(biāo)。
當(dāng)然這種處理方法也存在著一定的錯(cuò)誤概率,有可能出現(xiàn)的干擾強(qiáng)過(guò)我們認(rèn)為的目標(biāo)信號(hào),導(dǎo)致檢測(cè)到虛假目標(biāo),雷達(dá)信號(hào)處理中將其定義為“虛警”,在實(shí)際中,我們往往是通過(guò)估計(jì)接收回波數(shù)據(jù)本身的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行門(mén)限計(jì)算,這一過(guò)程即為“恒虛警率CFAR”檢測(cè)。
其他處理
在進(jìn)行檢測(cè)處理后,即為數(shù)據(jù)處理的部分,一般在經(jīng)過(guò)檢測(cè)處理,我們可以得到目標(biāo)信號(hào),然后根據(jù)得到的目標(biāo)信號(hào),可以估計(jì)出其相應(yīng)的參數(shù),比如距離,速度,角度等等。給出目標(biāo)的這些參數(shù)雷達(dá)信號(hào)處理基礎(chǔ)課后答案,主要用于后面的數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)處理中一般主要實(shí)現(xiàn)跟蹤軌跡等功能。
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