一．原理
在雷达接收机的输入端，微弱的回波信号总是和噪声及其它干扰混杂在一起的，有时雷达信号甚至淹没在噪声中。在一般情况下，噪声是限制微弱信号检测的基本因素。雷达总是在噪声背景下发现并检测目标，因此雷达检测能力实质上取决于信号的信噪比。 使用脉冲积累的方式可以提高回波信号的信噪比。雷达信号检测中广泛使用奈曼-皮尔逊准则，这个准则要求在给定信噪比的条件下，满足一定虚警概率时的发生概率最大。这一准则的实现方法是将雷达接收机接收到的回波信号与某一预设的门限电压进行比较，若包络幅度超过门限，则认为目标存在，否则认为目标不存在。所以雷达检测的关键是要设置合适的门限检测电平，显然提高雷达回波信号的信噪比可以提高门限检测电平，从而提高发生概率。 脉冲积累可以提高回波信号的信噪比，对n个脉冲观测的结果就是一个积累的过程，积累可简单地理解为n个脉冲的叠加。早期雷达中常用的积累方法是利用阴极射线管荧光的余辉加上雷达操作员眼睛和大脑的积累特性。
积累可以在包络检波前完成，称为“检波前积累”或“相干积累”。信号在相干积累时要求信号间
有严格的相位关系，即信号是相参的，故又称为相参积累。积累也可以在包络检波以后完成,，称为“检波后积累”或“非相干积累”。由于信号在包络检波后失去了相位信息而只保留下幅度信息，因而检波后积累就不需要信号间有严格的相位关系，因此又称为非相参积累。
通常雷达回波脉冲上叠加了噪声，幅度时大时小，但回波脉冲是周期性的、时间相关的，而噪声是随机的、时间无关的，多个脉冲积累后可以有效地提高信噪比，从而改善雷达的检测能力。
由脉冲重复频率为，天线波束宽度为，扫描速率为每秒的扫描雷达收到的来自一个点目标的回波脉冲数为
史记三家注名词解释
式中，=转数/min（如果天线360度旋转）。收到的脉冲数n通常叫做“，每次扫描击中次数”或“每次扫描的脉冲数”。
如果n个脉冲都有相同的信噪比，由理想的无损耗检波前积累器进行完善的积累，那么，积累后的信噪（功率）比将正好是单个脉冲的信噪比的n倍。因此，
在此情况下，可将雷达方程中单个脉冲信噪比用来替代。其中是n个脉冲进行无损耗检波前积累时，所要求的每个脉冲的信噪比。如果同样的n个脉冲由理想的检波后积累器得到，得到的信噪比要小于单个脉冲信噪比的n倍。这样积累效率上的损耗是由第二检波器的非线性作用引起的，在整流过程中，它将一部分信号能量变成噪声能量。检波后积累的积累效率可定义为
当n个脉冲积累时，信噪比的改善叫做“积累改善因子”，。它还可以理解为“等效积累脉冲数”，。对于检波后积累来说，小于n；对于理想的检波前积累来说，。因此，假定两种情况下每个脉冲信噪比相同，则对于同样的积累后信噪比，检波后积累比检波前积累需要更多的脉冲。
当积累n个脉冲时，雷达方程为
每个脉冲信噪比的近似值可由Albersheim的经验公式得到，因此可以得到
该方程在n=1—8096，=0.1—0.9，范围内的误差小于0.2dB。
二．MATLAB仿真
（1）问题
一部MMW雷达具有如下指标：中心频率=94GHz，脉冲宽度，峰值功率，方位角，脉冲重复频率PRF=10kHz，噪声稀疏F=7dB，天线直径D=12in，天线增益G=47dB，目标雷达截面积是=20，系统损耗L=10dB，雷达扫描时间=3s。计算波长、距离分辨率、带宽B、天线版功率波束宽度、天线扫描速率和辐射目标的时间。计算对应10dB SNR的距离。画出SNR作为距离的函数的曲线。最后，计算可以用于积累的辐射到目标的脉冲数和使用脉冲积累时对应的新检测距离，假定SNR保持不变（即与单个脉冲相同）。假定=290K。
（2）分析
波长为
距离分辨率为
雷达工作带宽B为
唱游课天线3dB波束宽度为
辐射目标的时间为
市场营销
可以用于积累的脉冲数为
个脉冲
相干积累情况：
使用雷达方程，得到=2.245km。由于相干积累94个脉冲，SNR改善为19.73dB。然而，因为要求SNR维持为10dB，所以可以计算新的检测距离为
使用MATLAB函数“radar_eq表贴式永磁同步电机.m”:
[snr]=radar_eq(4,94e9,47,20,290,20e6,7,10,6.99e3)
得到SNR=-9.68dB。这意味着在6.99km处使用94个脉冲的相关积累，每个脉冲的SNR为-9.68dB，可以提供与SNR=10dB的单个脉冲在2.245km处相同的检测准则。结果如图所示。
非相干积累情况：
因此，94个脉冲非相干积累时单个脉冲的SNR是-4.16dB。
因此，非相干积累的净增益为
进一步得到最大检测距离为
这意味着在5.073km处使用94个脉冲非相干积累，每个脉冲的SNR为-4.16dB，可以提供与SNR=10dB的单个脉冲在2.245温岭注浆泵km处相同的检测准则。管坯
（3）MATLAB仿真
主程序：
close all
clear all
pt = 4; % peak power in Watts
freq = 94e+9; % radar operating frequency in Hz
g = 47.0; % antenna gain in dB
sigma = 20; % radar cross section in m squared
te = 293.0; % effective noise temperature in Kelvins
b = 20e+6; % radar operating bandwidth in Hz
nf = 7.0; %noise figure in dB
loss = 10.0; % radar losses in dB
range = linspace(1.e3,12e3,10000); % range to target from 1. Km 12 Km, 1000 points
snr1 = radar_eq(pt, freq, g, sigma, te, b, nf, loss, range);
index = find(snr1>9.99999 & snr1<10.0099);
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议