MATLAB近程线性调频连续波雷达信号处理实现(3)
(1) 由于时宽和带宽可以独立选取，解决了测距性能和测速性能之间的矛盾。
(2) 由于信号的带宽大，降低了干扰的谱密度，增强了系统的抗干扰能力。
(3) 由于信号的时宽大，提高了了发射机的功率利用率，增强了发现目标的能力。
线性调频连续波体制的雷达既有连续波雷达功率小的优点又具有脉冲雷达探测目标的能力，对其目标回波进行快速傅里叶变换（FFT）能够提取距离和速度等信息，因此本文选择线性调频连续波作为发射信号的形式。
线性调频信号测距的原理是发射机产生连续的高频波，其频率随着时间线性变化，在电波发射遇到目标返回到接收机的这段时间内发射机发射信号的频率和回波信号的频率比较已经有了变化，利用这两个频率的差值就可以推算出目标的距离。测速的原理是利用目标与雷达之间存在相对的径向运动时所产生的多普勒效应来进行测速。
早期的雷达是将所接收到的信息全部显示出来，其中包括了目标回波、杂波、噪声和干扰，对目标的检测能力完全取决于雷达操作员的经验和水平。这样一种原始的方法使得雷达操作人员要时刻注意着显示器中目标回波的变化，以便于能从噪声、杂波和干扰中发现目标。而现在的雷达已经以“自动检测”为主，雷达自身按照一定的程序进行目标检测。雷达自动检测系统中一个重要的环节便是“恒虚警”，保证了雷达在变化的杂波环境中获得一个恒定的虚警率[9]。
本章首先从数学公式推导的角度论述了线性调频连续波信号测距测速的原理和实现方法，给出了信号处理的流程图，并且利用MATLAB软件进行了仿真验证。论述了采用恒虚警处理技术和目标合并技术对干扰背景下的目标进行检测的实现方法，并用MATLAB进行仿真验证。
2.2 线性调频连续波雷达的测距测速原理
线性调频信号的方式主要有对称三角波调频和锯齿波调频，本文中采用的是锯齿波调频的方式。假设所发射的信号的幅度为 ，脉冲重复周期为 ，载波频率为 ，初相位为 ，调频斜率为 。则雷达发射的信号可以表示为
(2.2.1)
其中， 在 ~ 之间， 是周期为 的信号。
假设雷达和目标之间的距离为 ，光速为 ，不考虑回波信号的增益，则回波信号的表达式如下
(2.2.2)
其中， 是接收机所接收到的回波信号相对于发射机所发射信号的延时。
从式2.2.1和式2.2.2可以看到，发射信号的瞬时相位为
回波信号的瞬时相位为
将回波信号与参考信号进行混频得到的混频信号表达式如2.2.5。
研究回波信号和参考信号的差频信号，差频信号的相位为
其中，所研究的 的范围在 之间，反映在实际处理过程中是一个低通滤波的过程，如图2.3.2所示。由式2.2.6可以看出，如果目标与雷达相对静止，此时 为常数， 为关于时间线性变化的函数，对其求导可得
(2.2.7)
式2.2.7中， 为一个恒定值，此时只要知道了这个频率的值就可以得到目标与雷达之间的距离信息。
现在建立一个新的时间坐标系，原来的时间坐标系中的 对应于新时间坐标中的 点，下面的分析都在新的坐标系中进行。如果目标与雷达之间有径向的速度，假设这个速度为 ，并且规定目标远离雷达的方向为正方向，这时有
(2.2.8)
下一篇：图像标注中的高效用户反馈技术研究