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信号检测与估计理论在雷达系统方面的应用

摘要：

随着互联网应用的普与与发展,信号的检测与估计技术的应用也越来越受到人们的

关注.雷达中的信号检测是一个综合性问题 ,涉与多个学科 ,多领域知识 ,所以它是科学

领域最为关注的问题.近年来已经开展了大量雷达系统信号实现方法相关的研究课题,其中回

波信号的检测和估计是最为重要的方面.本论文就是针对雷达信号检测和估计的精确性问题

加以展开的.

关键词：雷达系统,信号估计,信号检测

第一章雷达系统

1.1 起源和发展

早期雷达用接收机、显示器并靠人眼观察来完成信号检测和信息提取的工作

收机对目标的回波信号进行放大、变频和检波等 ,使之变成能显示的视频信号 ,送到显

示器.人们在显示器的荧光屏上寻找类似于发射波形的信号 ,以确定有无目标存在和

目标的位置 .随着雷达探测距离的延伸 ,回波变弱 ,放大倍数需要增加 .于是 ,接收机前

端产生的噪声和机外各种干扰也随着信号一起被放大 ,而成为影响检测和估计性能的

.接

重要因素 .这时 ,除了降低噪声强度之外 ,还要研究接收系统频带宽度对发现回波和测

量距离精度的影响 .这是对雷达检测理论的初期研究 .后来 ,人们开始在各种干扰背景

中对各种信号进行检测和估计的理论研究 ,其中有些结论 ,如匹配滤波理论 ,关于滤

波、积累、相关之间等效的理论 ,测量精度极限的理论 ,雷达模糊理论等 ,已在实际工

作中得到应用 .

1.2 雷达的概述

雷达的英文名字是 radar,是"无线电探测与定位"的英文缩写.雷达的基本任务是探测感

兴趣的目标,测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数.雷达主要由天线、发射机、接收

机〔包括信号处理机〕和显示器等部分组成.

雷达发射机产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线.天线将这些电磁能量辐射

至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播.电磁波遇到波束内的目标后,将沿

着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取.天线获取

的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号.由于在传播过程中电磁波会随

着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没.接收机放大微弱的回波信号,

经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离、方向、速

度等.

为了测定目标的距离,雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间,

这个延迟时间是电磁波从发射机到目标,再由目标返回雷达接收机的传播时间.根据电磁波

的传播速度,可以确定目标的距离为：S=CT/2

其中 S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速

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