雷达系统 - MTI 雷达


如果雷达用于检测可移动目标,则雷达应该仅接收由于该可移动目标而产生的回波信号。该回波信号就是所需的信号。然而,在实际应用中,雷达除了接收由移动目标引起的回波信号外,还接收由静止物体引起的回波信号。

由于陆地和海洋等静止物体(地点)产生的回波信号称为杂波,因为这些是不需要的信号。因此,我们在选择雷达时必须只考虑可移动目标产生的回波信号,而不考虑杂波。

为此,雷达利用多普勒效应原理来区分非静止目标和静止物体。这种类型的雷达称为移动目标指示器雷达或简称为MTI 雷达

根据多普勒效应,如果目标朝雷达方向移动,接收信号的频率将会增加。同样,如果目标远离雷达,接收信号的频率也会降低。

MTI 雷达的类型

根据所使用的发射机类型,我们可以将 MTI 雷达分为以下两种类型。

  • 带功率放大器发射器的 MTI 雷达
  • 带功率振荡器发射器的 MTI 雷达

下面我们就来一一讨论一下这两款MTI雷达。

带功率放大器发射器的 MTI 雷达

MTI 雷达使用单个天线在双工器的帮助下发射和接收信号。带功放发射机的MTI雷达框图如下图所示。

功放发射机

下面介绍带功放发射机的 MTI 雷达各模块的功能

  • 脉冲调制器- 它产生脉冲调制信号并应用于功率放大器。

  • 功率放大器- 它放大脉冲调制信号的功率电平。

  • 本地振荡器- 它产生具有稳定频率 $f_l$ 的信号。因此,它也被称为稳定本地振荡器。本地振荡器的输出应用于混频器-I 和混频器-II。

  • 相干振荡器- 它产生具有中频 $f_c$ 的信号。该信号用作参考信号。相干振荡器的输出应用于混频器 I 和鉴相器。

  • Mixer-I - 混频器可以产生应用于它的频率的和或差。频率为 $f_l$ 和 $f_c$ 的信号被施加到 Mixer-I。这里,Mixer-I 用于产生频率为 $f_l+f_c$ 的输出。

  • 双工器- 它是一个微波开关,根据要求将天线连接到发射器部分或接收器部分。当双工器将天线连接到功率放大器时,天线发射频率为$f_l+f_c$的信号。类似地,当双工器将天线连接到Mixer-II时,天线接收频率为$f_l+f_c\pm f_d$的信号。

  • Mixer-II - 混频器可以产生应用于它的频率的和或差。频率为 $f_l+f_c\pm f_d$ 和 $f_l$ 的信号被施加到 Mixer-II。这里,Mixer-II 用于产生频率为 $f_c\pm f_d$ 的输出。

  • IF 放大器- IF 放大器放大中频 (IF) 信号。图中所示的IF放大器放大频率为$f_c+f_d$的信号。该放大信号用作鉴相器的输入。

相位检测器- 用于从应用的两个输入信号(频率为 $f_c+f_d$ 和 $f_c$)产生频率为 $f_d$ 的输出信号。相位检测器的输出可以连接到延迟线消除器。

带功率振荡器发射器的 MTI 雷达

带功率振荡器发射机的 MTI 雷达框图与带功率放大器发射机的 MTI 雷达框图类似。两个框图中对应于接收器部分的模块是相同的。然而,两个框图中对应于发射机部分的框图可能不同。

带功率振荡器发射机的MTI雷达框图如下图所示。

功率振荡器发射机

如图所示,MTI雷达使用单个天线在双工器的帮助下发射和接收信号。下面提到带有功率振荡器发射机的 MTI 雷达的操作

  • 磁控管振荡器的输出和本地振荡器的输出应用于混合器-I。这将进一步产生IF 信号,其相位与发射信号的相位直接相关。

  • 混频器-I 的输出应用于相干振荡器。因此,相干振荡器输出的相位将被锁定到IF信号的相位。这意味着,相干振荡器输出的相位也将直接与传输信号的相位相关。

  • 因此,相干振荡器的输出可以用作参考信号,用于使用相位检测器将接收到的回波信号与相应的发射信号进行比较。

对于每个新传输的信号将重复上述任务。