第9章高分辩力雷达 (2).pptVIP

此时的横向线分辨力与目标距离P无关，且与阵元尺寸D成正比，这是完全不同于实际孔径天线的。聚焦处理时要补偿由边缘波差产生的平方相位差，即要做信号处理，因此，首先要分析工作过程中点目标回波的性质。第94页，共158页，星期日，2025年，2月5日2)从脉冲压缩技术的观点来阐述合成孔径雷达的原理现将目标(地面的某一处)作为点源来分析，见图9.18。根据多卜勒效应可知，当雷达与目标存在相对运动时，双程产生的多卜勒频率为目标作等速直线飞行时，垂直于其航线方向的某一目标，相对于飞机的径向速度是变化的，如图9.18(a)所示。在角度θ不大时，因为而x=vt第95页，共158页，星期日，2025年，2月5日所以多卜勒频移fd与x或t的关系近似为直线，见图9.18(b)。这一点可以进一步由图9.19得到证明，图中，雷达与目标之间的距离R0与雷达位置x的关系为当角度不大时忽略高次项d2,则球面波引起的波程差为(9.2.15)由波程差引起的相对相移(双程相移)为(9.2.16)第96页，共158页，星期日，2025年，2月5日由雷达运动引起的多卜勒频移为(9.2.17)由式(9.2.16)可知，相移φ与x呈平方关系，见图9.18(b)。多卜勒频移fd与x呈线性关系，见图9.18(b)。第97页，共158页，星期日，2025年，2月5日图9.19动目标坐标及其相位-距离(或时间)的关系(a)动目标坐标；(b)相位-距离(时间)关系第98页，共158页，星期日，2025年，2月5日图9.20动目标坐标及其相位一距离(时间)的关系第99页，共158页，星期日，2025年，2月5日这就说明，雷达接收机收到的将是一个线性调频信号，其宽度等于单个天线波束宽度所决定的能收到信号的时间。国这个信号若采用一般检取振幅显示的办法显示，则显示器画面的亮弧将与单个天线波束宽度一致，即角分辨度由单个天线决定。如前分析，这是不能满足要求的。既然接收到的信号是线性调频信号，那么，能否用线性调频信号的脉冲压缩网络使收到的信号变窄呢?当然是可以的。我们知道，线性调频信号经过匹配滤波器之后，脉冲包络受到压缩，这等效于把天线的波束宽度变窄了，从而提高了角度分辨力。不过，这时所用x轴(或时间t)不是目标的斜距离，而是代表θ，即方位角度变化。所以，压缩后的信号是提高角分辨力而不是提高距离分辨力，这个信号宽度远大于信号往返于最大作用距离的时间，如果为脉冲法工作，则远大于信号重复周期。第100页，共158页，星期日，2025年，2月5日把辐射信号以复信号形式表示为(9.2.18)它经过点目标反射后又到达雷达天线。设该点目标的点反射系数为K(为了简化，先略去方向图的影响)，则反射信号为(9.2.19)通常飞机高度远小于距离，故(9.2.20)第101页，共158页，星期日，2025年，2月5日式中，td为双程延迟时间；R0相当于航路捷径的垂直距离。通常xR0，故(9.2.21)代入(9.2.19)式，有(9.2.22)式中，第二项相移是垂直距离R0引起的，为一个常量；第三项相移为沿x轴的且与接收单元天线位置有关的相移，与x成非线性关系。第102页，共158页，星期日，2025年，2月5日式中，v为飞机飞行速度，令第三项相移为(9.2.23)(9.2.24)根据已学知识可知，相位函数随时间成平方关系的信号为线性调频信号，其角频率为ω=ω0+μt=ω0-2bv2t(9.2.25)第103页，共158页，星期日，2025年，2月5日其中可见，调频信号的角频率变化速度μ与飞机速度的平方成正比，与垂直距离成反比。这些可以从图9.18中的角速度与径向速度的变化直观地看出来。因此，飞机运动时，目标角位置的有用信息主要包含于相位函数φ(x)之中，这个φ(x)或多卜勒频率变化情况可从检波器输出端得到。这个信号也可叫零中频信号即多卜勒频率信号或叫相参视频。第104页，共158页，星期日，2025年，2月5日(9.2.26)φ(x)中x的最大值是天线方向图主瓣照射的边界，即 (θ4dB为单个天线2/π强度处波束宽度即瑞利波宽。因为所以(9.2.27)第105页，共158页，星期日，2025年，2月5日又D为实际天线孔径,所以(9.2.28)(9.2.29)即最高多卜勒频率等于单个天线孔径的倒数，为一常量。因为频偏为2fmax，所以线性调频