雷達(dá)信號處理的時(shí)間尺度，了解一下？

在時(shí)間尺度上，雷達(dá)信號處理發(fā)生的時(shí)間可以短到ns量級，長到幾十秒或者更長，跨度可達(dá)10到12個(gè)數(shù)量級。

快時(shí)間(一個(gè)PRI)

對于單個(gè)脈沖的處理都是在最短的時(shí)間尺度上完成的，因?yàn)橛擅}沖的瞬時(shí)帶寬決定的采樣率通常都在幾百M(fèi)Hz到幾GHz的范圍，對應(yīng)的采樣間隔的范圍從幾微秒到零點(diǎn)幾納秒，在這些樣本上的信號處理操作傾向于采用與采樣間隔相近的時(shí)間長度。 雷達(dá)發(fā)射脈寬為τ的脈沖信號，前沿對應(yīng)t=0時(shí)刻。對于單基地雷達(dá)，通常在脈沖發(fā)射期間并不進(jìn)行接收采樣，也就是在脈沖發(fā)射后的τ時(shí)間內(nèi)接收機(jī)是關(guān)閉的，這段時(shí)間內(nèi)的脈沖回波無法被接收，因此距離小于Rmin時(shí)，目標(biāo)的回波不能全部被接收，從而形成雷達(dá)盲區(qū)。

對于特定雷達(dá)的工作模式，雷達(dá)通常在R1到R2一段距離間隔中接收回波，這常被成為距離窗Rw，也叫距離測繪帶。因此，采樣發(fā)生在脈沖發(fā)射后的時(shí)刻t1=2R1/c，結(jié)束于t2+τ=2R2/c+τ，將產(chǎn)生的L個(gè)樣本存儲(chǔ)在數(shù)字存儲(chǔ)器中，這被認(rèn)為快時(shí)間采樣，得到L個(gè)距離門(距離單元)，復(fù)數(shù)樣本的相位則是脈沖回波數(shù)據(jù)的快時(shí)間相位歷程。

有一點(diǎn)需要注意的就是這里的距離單元是指距離上的采樣間隔，有時(shí)與分辨單元同義使用，但并不總是等于距離分辨率?？鞎r(shí)間采樣間隔為Ts，是采樣率的倒數(shù)，距離單元間隔為：

實(shí)際中，常用大于奈奎斯特采樣率的速率對快時(shí)間維進(jìn)行采樣，一般會(huì)有20%到50%的余量。典型的快時(shí)間信號處理包括：數(shù)字I/Q信號形成、波束形成、脈沖壓縮或匹配濾波、靈敏度時(shí)間控制。

慢時(shí)間(一個(gè)CPI)

脈沖體制雷達(dá)并不只發(fā)射一個(gè)脈沖，通常是發(fā)射連續(xù)的脈沖序列，例如以M個(gè)脈沖作為一組進(jìn)行處理。脈沖之間的時(shí)間間隔成為脈沖重復(fù)間隔(PRI)，其倒數(shù)就是我們所熟知的脈沖重復(fù)頻率(PRF)。典型情況下PRI是在數(shù)十微秒到幾百毫秒的數(shù)量級，所以多個(gè)脈沖的處理也采用與PRI 相近的時(shí)間尺度。 脈沖數(shù)所在的維度稱為慢時(shí)間軸，采集數(shù)據(jù)需要的時(shí)間為M·PRI，通常叫做相參處理時(shí)間(CPI)。除了某些特殊情況，一個(gè)CPI內(nèi)通常是固定的PRI和雷達(dá)頻率，并且發(fā)射波形相同，以便進(jìn)行多普勒測量。 與單個(gè)脈沖的采樣率相比較，這里的采樣較慢，因此稱這種多脈沖的處理是在慢時(shí)間上進(jìn)行的，典型的慢時(shí)間處理包括：相干和非相干積累、各種類型的多普勒處理(MTI/MTD)、合成孔徑成像(SAR)和空-時(shí)自適應(yīng)處理(STAP)。

多個(gè)CPI

更高層次的雷達(dá)信號處理就是在多個(gè)CPI的數(shù)據(jù)上進(jìn)行的，所以時(shí)間尺度更長，通常是毫秒級到秒級，甚至十秒級。 在這個(gè)時(shí)間尺度上進(jìn)行的處理包括：多重CPI檢測、 解模糊技術(shù)、多視SAR成像和跟蹤濾波等。一些雷達(dá)利用多個(gè)駐留的數(shù)據(jù)，在長達(dá)幾秒鐘甚至幾分鐘的時(shí)間上跟蹤檢測到的目標(biāo)。另外，還有一些成像雷達(dá)能對特定區(qū)域進(jìn)行長達(dá)數(shù)天、數(shù)月甚至數(shù)年的監(jiān)視，其時(shí)間尺度達(dá)到了天、月、年的量級。

審核編輯 ：李倩