[其他]数字校正可编程数字动目标显示系统

说明书

本发明属于雷达系统和雷达信号处理类。

在地物、气象、箔条干扰等杂波背景中，也就是在非白噪声中检测运动目标信息，一直是雷达技术领域中一项重要课题。为了实现动目标显示或检测，必须使雷达回波序列成为相参的产生相参回波序列的方法，一般有两种，一种是全相参方法，一种是局部相参方法。

目前广为采用的一种局部相参方法是锁相相参。在锁相相参动目标显示雷达系统中，由于受到发射机脉间脉内频率不稳和功率起伏、本振频率不稳、相参振荡器频率不稳和定相抖动等因素的限制，其系统改善因子多在23dB左右。这样低的质量指标，难以满足使用要求。为此，发展局部相参技术，寻找系统内部不稳的改善和校正方法，就成了一个重要的研究课题。

1977年，美国专利4040055号提出用下述运算实现相参并改善发射机不稳：

(1)

式中，I_m、Q_m正交发射信号样本，I_r、Q_r为正交回波信号，I_C、Q_C补偿后的正交输出。与锁相相参方案相比，它有以下优点：

（1）它是一种依靠数字运算获得相参序列的局部相参方法，即数字相参。由于系统中取消了相参振荡器，所以排除了相参振荡器不稳和定相抖动对改善因子的限制。

（2）它通过幅度规一化处理，消除了发射机功率起伏对改善因子的限制。

但它对发射机脉间脉内频率不稳改善不大。

崔普（R.L.Trapp）在1982年国际雷达会议上发表的论文《利用动态横向滤波器改善接收机相参雷达处理》（《ImprovedCoherent-on-ReceiveRadarProcessingwithDynamicTransversalFilter》（InternationalConferenceRADAR-82，PP505-508））中，提出用发射信号样本与回波信号互相关实现相参并改善局部相参动目标显示雷达性能。它除了具有4040055号专利的两个特点外，还能改善发射机脉内频率不稳。

由于目前还难以在互相关函数达到最大值时读数，所以崔普方法对发射机脉间频率不稳改善不大。一般说来，在发射机诸不稳因素中，发射机脉间频率不稳是主要的，功率起伏次之，第三是其脉内频率起伏，因此，发射机脉间频率起伏对动目标显示质量影响最大。此外，与脉冲前后沿相对应的相位梯度和相位起伏均较大，当发射脉冲宽度较窄时，它们所占的相对时间比例也较大，此时用崔普方法略好;但当发射脉冲宽度较宽时，脉冲顶部所占的时间比例变大，脉间频率起伏的影响就十分严重，此时，崔普方法的不足就成为显见的了。换言之，对宽脉冲，崔普方法的改善作用是非常有限的。另外，崔普没有指明用实相关还是复相关。

鉴于上述，本发明提出了一种局部相参方法，它籍助于发射信号样本对回波信号的数字校正运算来实现相参。根据发射脉冲的宽窄和脉内相位梯度的大小实施不同的校正运算，对宽发射脉冲，用发射信号样本对回波信号进行复褶积处理，对窄脉冲，一般可采用复相关处理。复褶积处理对发射机脉间频率起伏的改善作用远优于复相关处理。本发明除了具备崔普方法的三个优点外，还能改善发射机脉间频率不稳。

为了得到较高的系统改善因子，在数字校频子系统之前，接有线性范围大于60dB的正交接收机，之后接自适应可编程横向滤波器，以至于系统改善因子不低于40dB。因此，在非全相参雷达系统中，改装本发明提出的系统，将大大提高雷达在杂波背景中发现目标的能力。在边扫描边跟踪雷达系统中，改装本系统，将有效地减少杂波剩余造成的虚假点迹，从而减少计算机的过载率，对于多雷达信息处理系统，其得益尤其明显。本发明适于对现役雷达进行技术改造，也适于引入到正在研制的新的非全相参雷达系统中，使在付出代价较低的情况下，得到高的动目标显示性能。

本发明由三部分组成：数字校频子系统。自适应可编程五脉冲横向滤波器，线性范围大于60dB的正交接收机，如附图1所示。

1工作过程

在附图1中，磁控管发射机产生的射频脉冲信号，经定向耦合器分成两部分，绝大部分能量经收发开关馈给天线，向探测空间辐射;小部分能量馈给样本信号混频器，以产生中频发射信号样本。而射频回波信号经混频成为中频回波信号。中频发射信号样本和中频回波信号送到线性范围大于60dB正交接收机中。