《雷达原理及系统》雷达系统（第二章）.pptx

信号检测与估值理论研究背景
①信号受传播、反射影响呈现的不规则性
②噪声和外来各种杂乱对信号的随机性干扰
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检测理论:获取目标回波的最佳处理方法
估值理论:精确测定回波参量方法
前提
雷达信号的检测是雷达最基本的任务。
研究方法——数学统计方法
单次(个别)观察随机量结果不规则,而长期观察的
平均具有规律性
第二章雷达信号检测
第二章雷达信号检测
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匹配滤波与相关接收
雷达信号最佳检测
二进制积累
恒虚警率处理
背景
雷达方程
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最小可检测信号功率
与接收SNR有关
(接收机发现目标所需SNR )
当一定时, 检测能力
①
②降低接收机噪声
③信号处理
受限于功率管,传输系统功率承受能力
取决于高频低噪声放大器的噪声系数
匹配滤波等
输入为信号+噪声,
使输出信噪比最大
提高SNR的方法
白噪声条件下的匹配滤波器
匹配滤波器的输出信噪比
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LTI
设时, 输出为最大值
-> 最大输出信号功率:
①
对负载
白噪声条件下的匹配滤波器
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②滤波器输出的平均白噪声功率:
均值为零,噪声功率谱密度为。
什么是白噪声?
平均输出噪声功率为:
③滤波器输出端信噪比
使峰值信号功率与平均噪声功率之比
如何设计,使最大?
匹配滤波器设计问题
白噪声条件下的匹配滤波器
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根据许瓦兹不等式:
当且仅当时,取等号
当且仅当时,上式取等号
信号能量
白噪声条件下的匹配滤波器
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当LTI系统的传递函数为时,接收机输出
信噪比最大
匹配滤波器
匹配滤波器与信号形式有关
最大输出信噪比:
输出最大信噪比与信号能量有关,与信号形式无关
匹配滤波器的频率响应特性
匹配滤波器的传递函数
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相频是信号相位取反(共轭)并附加线性相位
相频响应:
幅频响应: , 为常数
幅频与信号幅度谱相同
时间的恒定延时
匹配滤波器的频率响应特性
幅频响应特性
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幅频响应: , 为常数
匹配滤波器幅频特性= 信号幅频特性
最大限度地保留信号能量,抑制噪声
信号谱分量通过匹配滤波器时
获得较大增益;
物理意义
噪声为均匀谱与不匹配
而被抑制
匹配滤波器的频率响应特性
相频响应特性
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匹配滤波器的相频与信号相频相反,附加线性相位项
物理意义
信号的不同频率成分通过匹配滤波器后,在某一特定时刻全
部同相相加,从而获得最大信号输出;
相频响应:
而噪声的各频率成分的相位是随机的,与滤波器的相频特性
之间无任何确定关系,不能同相相加。