基于FPGA的MTD算法设计与实现+程序(2)
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多普勒雷达的发明 多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。1842年，奥地利物理学家多普勒发现波源和观测者的相对运动会使观测到的频率发生变化，这种现象被称为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度成正比，与振动的频率成反比。脉冲多普勒雷达是利用多普勒效应制成的雷达。当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，即多普勒频率，根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，脉冲多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备。装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。脉冲多普勒雷达可以采用可编程信号处理机，以增大雷达信号的处理容量、速度和灵活性，提高设备的复用性，从而使雷达能在跟踪的同时进行搜索并能改变或增加雷达的工作状态，使雷达具有对付各种干扰的能力和超视距的识别目标的能力。 1.2.2 MTI技术的提出与改进 当杂波和运动目标回波在雷达显示器上同时显示时，目标的回波信息的获取会变得非常困难。由于目标处在强杂波背景内，目标的回波信号太弱，淹没在强杂波中，特别是当强杂波使接收机发生过载时，将很难发现目标。目标回波和杂波在时域上难以区分，源]自{优尔^*论\文}网·www.youerw.com/ 但由于目标的速度远大于背景的速度，目标回波的多普勒频移远大于背景的多普勒频移，从而可在频域上区分目标与杂波。动目标显示滤波器（MTI）利用运动目标回波和杂波在频谱上的区别，能够有效地抑制杂波，从而提取出目标的回波信号。在雷达上加装MTI滤波器，大大的改善了雷达在强杂波背景中检测运动目标的能力。MTI有多种实现方法，包括传统的相消器和各种优化的FIR滤波器。随着在系统设计与实现技术的改进、数字技术的提高，主要是信号处理技术的发展，MTI雷达有了进一步的改进与完善，这就是MTD雷达的雏形。
1.2.3 MTD技术的诞生 早期的动目标显示（MTI）雷达性能不高，其改善因子一般在20dB左右，而雷达的实际杂波强波可能达到50dB甚至更高，动目标检测（MTD）是在MTI基础上发展起来的一项更有效的频域滤波技术。与动目标显示雷达相比，动目标检测雷达具有更大的信号处理的线性动态范围，增加了一组多普勒滤波器，从而更接近最佳线性滤波，进一步提高了改善因子，MTD技术不仅可以抑制平均多普勒频移为零的地杂波，还可以抑制由云雨、鸟群等运动目标造成的运动杂波。1.3本文的主要工作 本文的主要工作有以下三个方面： 1. 对 MTD 技术的原理进行深入的研究，结合现有条件，选择适用于 MTD仿真的硬件测试手段； 2. 使用 Xilinx 公司的硬件设计工具 ISE 对 MTD 算法进行设计与测试, 利用Matlab编写了用于比较Modelsim产生仿真结果和Matlab中FFT函数产生的结果的程序，从而验证了设计结果的正确性； 3. 对MTD测试结果进行分析，并得出结论。
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