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“模糊函數”的幾點應用

2018-12-19  goandlove

雷達模糊函數通常由雷達發射波形和濾波器特性決定。根據模糊函數可知發射波形在釆用最優信號處理條件下雷達系統的分辨率、 模糊度、測量精度和抑制雜波能力等性能。

模糊函數的推導采用“點目標”的數學模型。雷達回波信號和發射信號的區別僅限于時延和多普勒頻移,略去了鑒別目標的其它參數。同時一些與發射波形無關的因素,如距離衰減、天線方向特性等也不考慮進去。

模糊函數可以作為不同用途的雷達選擇波形的指南,可定量描述當系統工作于多目標環境下,發射該波形并采用相應的處理濾波器,雷達系統對不同距離、不同速度目標的分辨能力。

各種體制的雷達信號,其調制方式和參數取值不同,產生的信號形式眾多。但是按模糊圖的觀點來看,雷達信號可分為四種類型:正刀刃形、斜刀刃形、圖釘形,釘床形。


模糊函數的推導和性質在幾乎任意一本雷達基礎書籍中均有介紹,可自行查看。這里我們僅簡單介紹其應用。例如下面這二本的英文版我們以前有過分享,其中《雷達系統分析與設計第三版》的第五章和第六章給出了各種信號的模糊函數的Matlab仿真程序。

模糊函數的應用

目標分辨情況

模糊函數與目標環境圖結合起來,可以觀察目標分辨情況。當多個目標同時存在于目標環境圖上其中一個是待觀測目標時,其余目標都是干擾目標。此時可將模糊圖的原點直接重合到目標環境圖上。如果干擾雜波或目標落入模糊橢圓之內,則不能分辨。否則可以分辨。

測量精度

若沒有噪聲(理想情況),根據匹配濾波器的輸出可以精確地復現信號的模糊函數。有主峰的位置可以精確估計目標,即目標距離和相對徑向速度。通常存在噪聲,主峰的最大值位置會產生偏移,帶來測量誤差。主峰越尖銳,噪聲引起的主峰值的偏移越小,目標距離、速度的測量精度越高。

模糊情況

有些信號除了在原點存在模糊函數的主峰外,在其它地方還按一定規律分布著尖峰-模糊瓣。當干擾信號落入模糊瓣內,則會造成混淆。我們設計波形時,應盡量避免回波信號落入模糊瓣內。


雜波抑制能力

若已知目標環境圖,它與目標環境圖重疊,觀察主峰與雜波干擾是否交疊,可以迅速地判斷此種信號在這種環境下是否適用,也可用此法選擇在此環境條件下適用的波形。若在雜波干擾區內,模糊函數,則此波形具有良好的雜波抑制能力。

輸出功率波形

模糊圖函數可以看成是匹配濾波器響應模值平方的組合,因此可以用來描述匹配濾波器對目標環境圖中的匹配目標與鄰近目標的輸出功率波形。

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