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根据最小功率原则的自适应MTI滤波器的规划

摘要 在雷达接收回波信号过程中,杂波信号的存在对有用信号的检测和提取会产生干扰。因此,必须抑制杂波。文中提出了一种基于最小功率准则的自适应MTI滤波器的设计,通过仿真波形看出,该方法可以有效地抑制动

摘要 在雷达接纳回波信号过程中,杂波信号的存在对有用信号的检测和提取会发生搅扰。因而,有必要按捺杂波。文中提出了一种根据最小功率原则的自适应MTI滤波器的规划,经过仿真波形看出,该办法能够有用地按捺动杂波。

现代雷达面对的使命日益杂乱,这就要求进步雷达在杂乱多变环境中的检测功能,但是在雷达作业的过程中,可能会碰到比如地物、波浪、云雨及敌人施放的金属箔等杂波。杂波分为固定杂波和动杂波。关于固定杂波,需求选用凹口坐落零频邻近的滤波器来按捺。但是关于频谱方位有相应多普勒频移的动杂波,就需求滤波器的凹口对准杂波均匀多普勒频率方位才干得到杰出的按捺效果。

1 相关理论介绍

MTI技能是最早用于杂波按捺的技能之一。MTI的规划思路是使滤波器止带凹口尽量对准杂波谱的中心频率。典型的MTI体系一般选用非递归的有限冲击呼应(FIR)滤波器来完成对杂波的按捺,设输入信号为x(t),每级延迟线的延迟时间为Tr,则MTI滤波器的输出为

根据最小功率原则的自适应MTI滤波器的规划

一般用一次抵消和二次抵消来作MTI处理,但这样的处理对停止杂波有较好的效果,但对动杂波的处理则不甚抱负。跟着自适应信号处理的开展,可用自适应技能来规划最佳滤波器。本文选用最小功率原则,自适应估量杂波的中心频率,使得滤波器的凹口对准杂波的中心频率然后到达按捺杂波的意图。

假定杂波比方针和噪声大得多,当滤波器加权系数为最佳时,杂波被很多滤出,输出主要为信号重量。但当权系数不是最佳时,因为杂波没有被很多滤出,而因为杂波强,则输出总功率较大。所以只需确保输出功率最小,就能使信号杂波比到达最大。

根据最小功率原则的自适应MTI滤波器的规划

由图1能够看出

根据最小功率原则的自适应MTI滤波器的规划
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2 多普勒相位估量补偿的AMTI办法

根据以上杂波抵消办法的缺陷,文中介绍了一种根据最小功率多普勒相位系数补偿抵消的AMTI办法。首要,选用自适应双门限进行杂波方位的断定,然后对所确认的杂波方位信号进行杂波多普勒相位估量,最终选用最小功率原则挑选杂波多普勒相位补偿系数并进行杂波的自适应抵消,完成框图如图2所示。

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3 仿真成果

对上述理论进行仿真,雷达参数设置如下:发射信号波长0.1 m,脉冲重复频率1 kHz,脉冲宽度42μs,带宽2 MHz,杂波谱选用瑞利散布来描绘,假定在雷达的勘探规模中都有强杂波的影响,而在间隔16 km,30 km和80.25 km有3个动方针,其多普勒频率别离为800 Hz,500 Hz和300 Hz。仿真成果如图3所示。

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从图3中能够看出,方针彻底淹没在强杂波中,假如仅用上述处理办法,很难检测出方针信号。

经过对图3和图4的比照,能够看出,最小功率原则的AMTI处理能够有用地按捺强杂波,较好地检测出了方针信号。

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假定在雷达的勘探规模里,别离在60 km和93 km处,有两段杂波区,其宽度别离为39μs和20μs,其多普勒频率别离为800 Hz和570 Hz,仿真成果如下所示。

经过图5和图6比照可知,在有两段杂波区杂波按捺过程中,根据最小功率原则的AMTI处理效果不显着,而在整个雷达勘探规模里有强杂波的杂波按捺过程中,效果显着。

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经过式(2)看出,经过前一回波与后一回波与系数W相乘相消来到达按捺杂波的方针的,系数W的效果相当于将在杂波区现已偏转的相位从头偏转回来,再相消然后按捺杂波。因为杂波是动杂波,假定两段杂波区的多普勒频率为f1,f2,且均在回波信号的相位上,假定多普勒频率给相位带来的变化为φ1,φ2,即在回波信号在的相位别离偏转了φ1,φ2。如图7所示。

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但是如式(5)所示,用前一回波和后一回波一切的点来核算W,假定W的相位为φW,当后一回波与系数W相乘时,抱负情况是在杂波区使回波的相位别离偏转φ1,φ2,这样才干在前一回波的相消过程中消去杂波,但是W的求解注定其相位φw不行能在两段杂波区别离为φ1和φ2,而只能为一个中心值,所以,得到了图6的仿真成果。

要彻底按捺杂波,经过上述剖析能够得到启示,假如能在两段杂波区别离求出两个系数,使其在杂波区一的相位为φ1,在杂波去二的相位为φ2,则在与后一回波相乘时,就能够使相位偏转到所期望的方位,且可经过根据杂波多普勒相位估量补偿的办法来求解系数W。

由图8可知,改善后的AMTI算法能够较好地按捺杂波,效果杰出。

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4 结束语

在雷达接纳回波信号的过程中,杂波信号的存在对有用信号的检测和提取一向起着搅扰的效果,所以有必要按捺杂波,而动方针显现(MT I)技能对停止杂波有较好的按捺才能,但对动杂波则显得力不从心,选用自适应技能则可有用按捺动杂波。本文提出了一种按捺动杂波的办法,而且给出了相应的Matlab仿真波形,经过仿真波形能够看出,该办法能够有用地按捺杂波。

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