下面仅给出了一个常见的信号处理流程,主要包括现象,信号的调节与干扰抑制,成像,检测和后处理。
雷达的时间尺度
FMCW雷达系统中对应的快时间与慢时间
在这里主要分为两类,一类是单个脉冲的处理,另一类则是对多个脉冲的处理。其中在对单个脉冲进行处理的时候,对应的时间尺度往往都极短。因此在进行雷达信号处理的时候,我们通常定义单个脉冲对应的时间尺度为快时间。在快时间上,会进行脉冲压缩和匹配滤波等操作。
对于多个脉冲的处理,考虑到脉冲的重复间隔PRI,对比单个脉冲的采样时间,此时的采样较慢,因此通常定义对多个脉冲的操作和处理是在慢时间维进行的。快时间上的处理一般包括多普勒处理,以及一些空时自适应处理,成像等等。
现象学
在进行信号处理之前,首先要对所要处理信号的特性进行了解。 现象即指雷达接收到的信号特性 。这些特性主要有:功率,频率,极化,到达角,信号随时间的变化,随机性等。这些现象即与发射回波的特性决定,也和雷达自身的特性决定,如发射波形,极化,天线增益等。
信号调节和干扰抑制
信号的调节主要是为了提高数据的SIR,便于后续的参数估计,检测成像等处理。通常包括一些波束形成,脉冲压缩,杂波滤除和一些多普勒处理等。
成像
大多数人对雷达的了解都是屏幕上不断闪烁的光点,实际中的检测和跟踪雷达系统的确有可能是这样子的。雷达在成像中相比于光学成像,它的分辨率和图像的质量是不能比较的,但是雷达所采用的射频波长具有一个显著的特点,穿透性,这就使得雷达在恶劣天气下工作的可靠性,而光学成像在这种恶劣天气下则是失效的。
检测
雷达信号处理的目的就是希望判知回波中是否有我们感兴趣的目标,这个时间就需要到检测,大多数情况下,采用门限检测的方法可以获得最佳的检测性能。此时的信号已经经过了前面一系列的信号调节和干扰抑制等处理,通过将信号的幅度和门限进行比较,判断该回波中是否存在目标。
当然这种处理方法也存在着一定的错误概率,有可能出现的干扰强过我们认为的目标信号,导致检测到虚假目标,雷达信号处理中将其定义为“虚警”,在实际中,我们往往是通过估计接收回波数据本身的统计特性进行门限计算,这一过程即为“恒虚警率CFAR”检测。
其他处理
在进行检测处理后,即为数据处理的部分,一般在经过检测处理,我们可以得到目标信号,然后根据得到的目标信号,可以估计出其相应的参数,比如距离,速度,角度等等。给出目标的这些参数,主要用于后面的数据处理,数据处理中一般主要实现跟踪轨迹等功能。
题图:organization-chart-geralt,来自网络
雷达信号处理基础-基本流程
下面仅给出了一个常见的信号处理流程,主要包括现象,信号的调节与干扰抑制,成像,检测和后处理。雷达的时间尺度 FMCW雷达系统中对应的快时间与慢时间 在这里主要分为两类,一类是单个脉冲的处理,另一类则是对多个脉冲的处理。其中在对单个脉冲进行处理的时候,对应的时间尺度往往都极短。因此在进行雷达...
雷达信号处理概述
数字信号处理方法包括数字卷积、频谱分析、数字滤波(FIR、IIR)。雷达信号处理核心任务是抑制噪声、干扰,提取目标属性信息。广义上,涉及发射波形选择、检测理论、性能评估、电路装置设计,完成信号变换和参数提取。具体步骤包括信号产生(调制、上变频等)、信号提取(解调、滤波、检测等)、信号变换(频率、A...
雷达信号处理基础的介绍
《雷达信号处理基础》介绍了雷达系统与信号处理的基本理论和方法,主要内容包括:雷达系统导论、雷达信号模型、脉冲雷达信号的采样和量化、雷达波形、多普勒处理、检测基础原理、恒虚警率检测、合成孔径雷达成像技术、波束形成和空-时二维自适应处理导论。书中包含了大量反映雷达信号处理最新研究成果和当前研究热点...
雷达信号处理基础内容简介
检测基础原理和恒虚警率检测章节则是雷达信号处理的关键技术,它们对于提高雷达系统的目标检测性能和减少误报率具有重要作用。合成孔径雷达成像技术则展示了雷达在高分辨率成像方面的应用潜力,而波束形成和空-时二维自适应处理导论则介绍了雷达信号处理的高级技术,旨在提高雷达系统的抗干扰能力和目标识别能力。...
fmcw雷达回波数据的处理流程是什么?
首先,射频前端过程包括波形配置、发射信号、接收回波信号、混频、低通\/带通滤波和ADC采样。接着,雷达信号处理流程包括距离维FFT(含加窗)、静态杂波滤除、角度估计、CFAR检测、幅相通道校正、多普勒相位补偿和速度估计。最后,雷达数据处理流程涉及聚类算法、跟踪算法、航迹关联匹配和后续的AI高级算法,最后...
雷达信号处理基础-采样理论
雷达信号处理主要是数字信号的处理,数字信号是对模拟信号的离散得到的。其中主要涉及两个离散,一个是变量的离散(连续变量到离散变量,采样),另一个是对信号数值的离散化(信号幅度的量化)。对模拟信号进行采样的时候采样间隔该如何确定?通常情况下,可以根据奈奎斯特采样定理给予我们指导,如果一个信号x...
雷达原理(基础篇)
脉冲雷达测距基于电磁波反射原理,通过比较发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,计算目标距离。公式计算距离为光速乘以时间差的两倍,体现了“距离=速度*时间”的基础数学原理。调频连续波雷达测距利用频率随时间变化的信号特性,通过混频器处理回波与发射波信号,输出差频信号。差频信号频率与回波延时成正比,从而...
联系课文内容画一画雷达的工作原理示意图
雷达的工作原理示意图可以表示为以下步骤:发射器产生高频无线电波;无线电波通过天线向空间发射;无线电波遇到目标后反射回来;接收器接收到反射回来的无线电波;信号处理系统提取出目标的信息;显示器显示目标的位置、速度等信息。雷达的示意图可以包括以下几个部分:发射器,包括产生高频无线电波的电路和将电波...
雷达信号处理技术内容简介
全书分为三个部分:首先,第1至3章介绍了雷达信号处理的基础理论和基础知识,为后续深入研究奠定了坚实的基础;其次,第4至10章详细剖析了典型雷达信号处理技术,包括其概念、原理、实现方法以及性能特点;最后,第11章聚焦于雷达信号处理系统设计,阐述其特点与流程,并给出了实际设计示例,以帮助读者掌握...
雷达信号处理基础-空间频率
存在一个波长为λ的正弦波,传播速度为c,沿x正向传播。正弦脉冲的时间和频率频率 我们现在在其中的一个波峰位置设置一个空间观测位置x0,在这个位置上观测者将以时间周期T=λ\/c连续的观测到波峰,因此,这个正弦波的时间频率为F=1\/T=c\/ λ Hz或者2π \/ λ rad\/s。这个时候我们可以定义该正弦波的...