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相參、相參積累和相參雷達

.在訊號理論中,相參又稱為相干,相參訊號的英文是coherent signal,定義為脈衝之間存在確定的相位關係。簡單來說,脈衝間的相位可以互相對照,知道其中一個相位就有辦法知道另外一個。相參處理的意義在於脈衝積累時提高信噪比,提高多普勒頻率的準確度。

相參是指脈衝之間的初始相位具有確定性(第一個脈衝的初相可能是隨機的,但後序的脈衝和第一個脈衝之間的相位具有確定性,這是提取多普勒資訊的基礎。第一個脈衝初始相位的隨機性並不影響後序的訊號檢測,因為檢測前是要進行取模的),非相參是指脈衝之間的初始相位都是隨機的,彼此不相關。

相參和非相參是一個與硬體發展相關的一組概念。原來的脈衝產生方式是讓振盪器通過一個精度不高的開關,由於開關的精度不高,微小的時延誤差就會導致高頻訊號的初相出現大的差異,因此產生出來的脈衝訊號初始相位可以看作是在[0,2*pi]之間的均勻分佈,下一個脈衝也是如此。現代雷達已經完全解決了這個問題,因此都是相參體制的了,非相參雷達已經稱為歷史。

當然,相參體制的雷達訊號處理也可以採用非相參處理方式。在白噪聲背景的訊號檢測中,信噪比較大時,非相參積累比相參積累損失的信噪比不多,檢測效能相近,而且非相參積累實現簡單。

現在的訊號產生一般採用高精度晶體振盪器加直接數字頻率合成(DDS)。當然,這種訊號產生方式也是有相位誤差的,衡量相參效能好壞的指標好像有頻率穩定度、相位噪聲等,我不搞工程,說得不完整,請其他人斧正。

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雷達中相參積累的含義就是複數相加,分兩種情況:對相對雷達固定的目標的回波,直接相加就可以了;對運動目標的回波,由於目標回波疊加了運動目標的相移,實現相參積累的方法一般是快速傅立葉變換(FFT),也就是對每項移相相加。 下面看一下FFT: FFT