如何解释歧义函数

信息处理 频谱 雷达 多普勒
2022-02-01 15:46:54

我需要评估几种不同波形的多普勒容限,以便在雷达应用中使用。所以我遇到了一个叫做歧义函数的东西。

下图显示了带有 7 个芯片的Barker-Code的模糊函数等值线图。

具有 7 个芯片的 Barker-Code 的歧义函数

我的问题是我不完全理解如何阅读它。

如果我采用 0Hz 多普勒切割,我会得到预期的、理想的巴克自相关。现在考虑一个以固定速度移动的目标。为了计算多普勒频率fd我可以应用以下公式:

fd=Δvcf0

Δv是目标的(相对)速度,c是介质(或介质中的波)的速度和f0是发射频率。

现在我的问题是,一个巴克代码不仅仅是由一个单一的频率建立起来的,我可以将其用作f0. 巴克码具有整个频率谱 (fft)。这也意味着我必须查看一堆多普勒频率而不是只看一个,对吧?...

因此,我不能仅仅采用 20kHz 多普勒切割来查看对于具有特定速度的目标我可以预期的相关结果。

我需要使用什么频率的信号频谱来计算多普勒频率?

在我的特殊情况下,我对 13x13(嵌套)巴克码进行 BPSK 调制,然后将其发送出去并计算接收信号的匹配滤波器响应。为了了解匹配滤波器输出的外观,我想在fd=... 但是我应该将载波频率作为f0? 或者我应该将频谱中的最大频率作为f0? (f0需要计算fd)

2个回答

模糊度函数在雷达系统中用于获取移动物体相对于发射器的距离和相对速度。之所以称为歧义,是因为它还说明了区分它们之间接近且具有相似矢量速度的对象的能力。

理想的模糊函数是两个域中的 Delta 函数。然而,没有具有这种模糊函数的波形。使用您的 Barker-Code,您可能难以识别距离 +/- <10us 且多普勒为 +/- <10 kHz 的不同物体。但是你可以区分两个 5us 的物体,一个是 5 KHz,另一个是 27 kHz。

为了估计多普勒和延迟,您首先计算巴克码和反射信号之间的模糊函数。您将获得上图的噪声版本,但在两个域中都发生了变化,具体取决于目标的延迟和多普勒。如果有更多目标,您将获得重叠的模糊函数,每个模糊函数在相关平面上的不同位置移动。

然后,您只需找到最大值的位置。从获得的多普勒中,您可以使用您编写的方程式获得速度。

我指的是您在原始帖子中提供的图表。图表的解释如下:图表的黄色部分越宽,您的系统对多普勒的免疫能力越强。通常希望系统不受源和目标之间的相对速度的影响,例如当您不知道目标速度时。因此,越黄越好。

我会寻找黄色部分的负 3dB 限制来执行代码和算法之间的任何比较。假设你不知道相对速度,越宽越好……