PRC-CW雷達(dá)地雜波相關(guān)特性分析
E[A2i]=E[(xi+yi+zi)2]=3R(0);
2.不同波束在時間特性上是完全相關(guān)的
假定xi、yi、zi,…(i=0,1,2,…,N-1)分別代表不同波束的回波信號,i代表時間序列中的序號,并且,xi、yi、zi,…是完全相關(guān)的同分布的高斯N(0,σ2)隨機變量,有:
E[x2i]=E[y2i]=E[z2i]=…=R(0);
E[xixi+τ]=E[yiyi+τ]=E[zizi+τ]=…=R(τ);
E[xiyi+τ]=E[yizi+τ]=E[xizi+τ]=…=R(τ);
Q個碼元迭回后的序列為:
Ai=xi+xi+1+xi+2+…+xi+Q-1,i=0,1,…,N-1
則E[A2i]=QR(0)+2(Q-1)R(1)+2(Q-2)R(2)+…+2R(Q-1);
E[AiAi+τ]=QR(τ)+(Q-1)R(τ+1)+(Q-2)R(τ+2)
+…+R(τ+Q-1)+(Q-1)R(τ-1)
+(Q-2)R(τ-2)+…+R(τ-Q+1).
仍對相關(guān)函數(shù)進(jìn)行歸一化,并與沒有發(fā)生碼元迭加時的歸一化相關(guān)函數(shù)相比較:m=E[AiAi+τ]/E[A2i]-R(τ)/R(0).求解此解析式,可得:
如果成立,則迭加后的相關(guān)性將增強,反之,相關(guān)性將減弱.分析脈沖雷達(dá)的時間相關(guān)特性,可知上述不等式都是成立的,所以,在有碼元迭加的情況下,如果不同波束間是完全相關(guān)時,則時間相關(guān)性將增強,且增強的程度取決于上述不等式的差異.
因此,對于PRC-CW雷達(dá)而言,由于碼元和碼元之間既不可能完全獨立,又不可能完全相關(guān),而是介于其中,所以其時間相關(guān)特性也應(yīng)介于上面兩種極端情況之間,也就是說,當(dāng)碼元回波發(fā)生迭回時,其時間相關(guān)性總是要增強的.
通過對相關(guān)函數(shù)作傅立葉逆變換或利用AR模型,就能得到信號的功率譜密度[5].
四、地雜波相關(guān)特性仿真結(jié)果
實驗中對多種典型地物在PRC-CW雷達(dá)下的回波信號進(jìn)行了計算機模擬,圖3~圖6分別示出在不同條件下的裸土和油菜的功率譜曲線,它們的空間分布參數(shù)及相應(yīng)的空間相關(guān)系數(shù)參數(shù)、時間相關(guān)系數(shù)參數(shù)列于表1中,采樣時間為25微秒.針對不同雷達(dá)工作參數(shù)得到不同的回波碼元迭加次數(shù),進(jìn)行模擬得到PRC-CW雷達(dá)發(fā)生碼元迭加時的地雜波回波復(fù)振幅序列Vg(t),再分析其頻譜特性.
表1 典型地物雜波參數(shù)
地物 | 空間相關(guān)參數(shù) | 時間相關(guān)參數(shù) | 空間分布參數(shù) | |||||
as | b(m) | c(m) | at | α(ms) | β(ms) | 形參 | 雜噪比 | |
裸土 | 0.0 | 7.89 | 188.6 | 0.0 | 20.0 | 500.0 | 3.2 | 10dB |
油菜 | 0.24 | 0.30 | 90.16 | 0.60 | 10.0 | 18.0 | 2.9 | 10dB |
圖3 |
圖4 |
圖5 |
圖6 圖3、圖4是以油菜和裸土為例,示出了當(dāng)不同波束在時間特性上是相互獨立的情形下,存在碼元迭加時地雜波的功率譜特性,可以看出在一定的誤差范圍內(nèi),迭加前后回波信號的相關(guān)性及對應(yīng)的功率譜密度曲線不變,與我們前邊的分析一致. 五、結(jié) 論 |
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