现代信号及其应用。
雷达信号处理技术发展综述。
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日期:2015/4/10
摘要。本文简单介绍了雷达发展、雷达工作原理、雷达分类、航迹、航迹处理、滤波器、滤波器工作原理以及滤波器在航迹处理中的应用。
abstract
this ***** simply introduces the development of radar, the working principle of radar, the classification of radar,the track, the tracking processing, application of filter, the filter and filter in the working principle of the track processing.
目录。1前言4
2雷达42.1雷达意义简述4
2.2雷达分类4
2.3.1雷达原理4
2.3.2影响雷达监测目标的影响因素4
2.3.3探测范围4
2.3.4探测距离5
2.3.5发射距离5
2.3.6发射频率5
3航迹53.1航迹形成过程5
3.2航迹处理5
3.3.1滤波器5
3.3.2滤波器的工作原理6
3.3.3滤波器在航迹处理过程中的应用6
4总结7雷达信号处理技术发展综述。
1 前言。自第二次世界大战以来,雷达技术得到了迅猛的发展,雷达家族不断扩大。雷达的用途早已超出了检测与定位的范畴。
特别是为适应现代战争和现代经济发展的需要研制的不同用途的雷达,更是种类繁多,五花八门,本文下面简单介绍雷达的发展史以及滤波器在航迹处理过程中的应用的部分内容。
2 雷达。2.1 雷达意义简述。
雷达为英文rader一词的译音,**于词组radio detection and ranging,意为无线电监测与定位,即雷达是利用无线电方法来发现目标并测定目标位置参数的一种电子系统。
2.2 雷达分类。
雷达种类繁多,以下是雷达的一种分类方法:
1)监视雷达:
2)气象雷达。
3)测速雷达。
4)测高雷达。
5)着陆雷达。
6)军用雷达。
2.3.1 雷达原理。
下面以脉冲雷达为例,说明雷达探测目标的基本原理:雷达是通过目标对雷达波的反射来探测目标并进而确定目标的位置及其他性质的。具有一定反射面积的金属物体能够有效的反射雷达天线所辐射的电磁波,这就是雷达发现目标的基本原理。
2.3.2 影响雷达监测目标的影响因素。
被监测物体本身的物理性质(导电性质)、形状、反射面积、雷达自身发射电磁波的频率、入射角度等因素。
2.3.3 探测范围。
探测范围指雷达正常工作的感应范围,即雷达能够探测到在此范围以内的所有物体运动从而产生报警状态。
2.3.4 探测距离。
雷达在正常工作下所能探测到的最远距离,雷达分为四档:分别是2-3m、3-4m、5-6m、6-8m。
2.3.5 发射距离。
报警系统中无线器件在被触发后将无线报警信号以电磁波的形式发射出去的最远距离,雷达在空旷地带为100km。
2.3.6 发射频率。
电磁波发射的频率用hz计算,国家电磁波管理委员会规定的公用波段频率是315/433mhz。
3 航迹。3.1 航迹形成过程。
航迹定义:通常是指航行时在水面所留下的痕迹。即船舶、舰艇、鱼雷航行时在水面所留下的痕迹。
而在航空领域航迹则指飞机、火箭等飞行器在空中或空间中形成或遵循的飞行轨迹。雷达航迹数据处理设备接收了由信号处理设备送来的检测点迹报告, 并对雷达测量数据进行跟踪滤波和航迹关联等处理, 可以有效地抑制量测过程中引入的随机误差, 精确估计目标位置和有关的运动参数, **目标下一时刻的位置, 并形成稳定的目标航迹。
3、航迹处理——滤波器等的应用。
3.2 航迹处理。
雷达航迹处理是从每一时刻雷达探测到的点迹中找出目标的运动轨迹并对目标的运动进行跟踪或**。通常人们把经回波信号处理和确定点迹的过程做雷达信号的一次加工或雷达目标的点迹处理,而把经过点迹关联处理获得航迹文件及目标运动参数的过程叫做雷达信息的二次加工或雷达目标的航迹处理。
由于高频地波对海探测超视距雷达的角分辩率和距离分辩率低,使得接收机、fft处理器、恒虚警估值器得到的数据集合中除了带噪声的目标点迹外,还包含大量的假目标。为此,在高频雷达中,航迹处理的主要任务是在剔除假目标的基础上对目标进行位置和运动参数的估计,它主要包括截获目标,起始跟踪跟踪,目标互联,新旧航迹计算,航迹删除,不良数据补偿等操作。航迹处理的性能指标直接影响着雷达系统的指标。
雷达航迹处理主要包括雷达航迹起始、雷达航迹数据关联和雷达航迹跟踪滤波。
3.3.1 滤波器。
改变一个信号中各频率分量的相对大小,或者全部消除某些频率分量,这样的一种过程称为滤波。目前航迹处理中多采用卡尔曼滤波的三种非线性卡尔曼滤波算法:扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波和平方根不敏卡尔曼滤波。
3.3.2 滤波器的工作原理。
滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的特性阻抗不连续,将射频电磁波中的大部分能量反射回源处。
3.3.3 滤波器在航迹处理过程中的应用。
如果直接将接收到的数据在显示系统中显示,则有可能会发生某段航迹的缺失或跳跃等,将其平滑地显示出来,对多源数据进行取舍、验证、修改等处理,生成综合信息。基于数据融合技术的航迹处理采用多雷达获取航迹信息,因此需要对航迹用卡尔曼滤波算法进行滤波融合,通过建立备选与正式航迹,进行航迹点互连和对多部雷达滤波数据进行线性加权融合处理,得到唯一航迹。当新点迹来到时,根据它和等待着的**点的远近,判断这一数据是属于哪一批目标的。
为此必须在每一个**点的周围划定一个大小适中的区域,称作“波门”。
航迹处理的典型过程如图1所示:
航迹处理流程图:(visio制图)
航迹跟踪滤波保证了目标运动状态的一致性。航迹在跟踪过程中,由于杂波或者不同航迹的相关波门重叠的问题,导致相关波门内有多个候选回波,航迹数据关联的目的是在众多的候选回波中找到最有可能是真实目标的那个量测点。航迹数据关联分为单目标航迹数据关联和多目标航迹数据关联。
在航迹处理过程中,主要有航迹起始、跟踪滤波、航迹关联、航迹终止等环节运用到滤波器。
1.航迹起始。
雷达航迹起始的工作是从众多的点迹中建立目标运动的航迹;雷达航迹数据关联决定如何从多个候选回波中找出最可能的那个回波作为目标点。
2.跟踪滤波。
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