雷达MTD
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雷达MTD(Moving Target Detection,动目标检测)是一种先进的雷达技术,旨在提高雷达在杂波背景下检测运动目标的能力。MTD技术通过使用多普勒滤波器组来抑制各种杂波,从而改善雷达的性能15。与MTI(Moving Target Indication,动目标指示)技术相比,MTD在多个方面进行了改进和提高。
首先,MTD技术通过增大信号处理的线性动态范围,提高了雷达的性能15。这意味着MTD能够处理更广泛的信号强度,从而更有效地区分目标和杂波。
其次,MTD使用一组多普勒滤波器,使之更接近于最佳滤波器,从而提高改善因子15。最佳滤波器由白化滤波器级联匹配滤波器构成,白化滤波器将杂波(有色高斯白噪声)变成高斯白噪声,而匹配滤波器则使输出信噪比达到最大1。
此外,MTD能够抑制地杂波(其平均多普勒频移通常为零),并且能同时抑制运动杂波,如云雨、鸟群、箔条等15。这一点对于在复杂环境中检测目标尤为重要。
MTD还增加了一个或多个杂波图,这对于检测地物杂波中的低速目标甚至切向飞行大目标更有利15。这使得MTD在处理复杂环境时具有更高的灵活性和准确性。
MTD与MTI处理不同,它直接对每一个距离单元内的慢时间数据序列执行谱分析,从而替代滤波处理4。目标检测直接在距离-多普波矩阵数据上进行,通过计算每个距离单元慢时间信号的一维频谱来实现。最常用的谱分析方法是计算数据矩阵中每一行慢时间数据序列的离散傅里叶变换(DFT),也可以采用其他谱分析方法4。
MTD技术在机载动目标检测雷达(airborne MTD radar)中得到了广泛应用,它依靠多普勒原理等技术方法来实现目标探测6。这种雷达的应用领域包括航天、航空、航海等,对于现代战争的网络化、信息化发展具有重要意义6。
早期的MTI雷达性能并不高,改善因子一般在20dB左右,这是由于多方面原因造成的,如锁相相参系统的高频性能稳定性不够,采用模拟延迟线通常只能做一次相消,且性能不稳定7。然而,通过信号处理的潜在能力以及合理的系统配合,MTI的性能还可以进一步提高和改善,例如增大信号处理的线性动态范围7。
最近的研究结合压缩感知理论,提出了一种新的全相参动目标检测(MTD)技术,该技术通过在正常脉冲重复间隔(PRI)上叠加一个随机扰动,并把PRI的随机变化转化为稀疏观测矩阵的受限等距性质(RIP),从而提高检测性能8。
综上所述,雷达MTD技术通过多种改进和提高,显著增强了雷达在杂波背景下检测运动目标的能力,对于现代航天、航空、航海事业以及战争的网络化、信息化发展具有重要的应用价值。