雷达系统 - MTI 雷达
如果雷达用于探测移动目标,那么雷达应该只接收由于该移动目标产生的回波信号。这个回波信号是所需的信号。然而,在实际应用中,雷达除了接收由于该移动目标产生的回波信号外,还会接收由于静止物体产生的回波信号。
由于静止物体(地点)如陆地和海洋产生的回波信号被称为杂波,因为这些是不需要的信号。因此,我们必须选择一种雷达,使其只考虑由于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的原理来区分非静止目标和静止物体。这种类型的雷达被称为移动目标指示雷达,或简称为MTI 雷达。
根据多普勒效应,如果目标朝着雷达方向移动,则接收到的信号频率会增加。同样,如果目标远离雷达移动,则接收到的信号频率会降低。
MTI 雷达的类型
根据所使用的发射机的类型,我们可以将 MTI 雷达分为以下两种类型。
- 带功率放大器发射机的 MTI 雷达
- 带功率振荡器发射机的 MTI 雷达
现在,让我们逐一讨论这两种 MTI 雷达。
带功率放大器发射机的 MTI 雷达
MTI 雷达使用单个天线在双工器的帮助下进行信号的发送和接收。带功率放大器发射机的 MTI 雷达的框图如下所示。
下面列出了带功率放大器发射机的 MTI 雷达中每个模块的功能。
脉冲调制器 - 它产生脉冲调制信号,并将其应用于功率放大器。
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,它也称为稳定本地振荡器。本地振荡器的输出同时应用于混频器 I 和混频器 II。
相干振荡器 - 它产生具有中频 $f_c$ 的信号。此信号用作参考信号。相干振荡器的输出同时应用于混频器 I 和相位检测器。
混频器 I - 混频器可以产生施加在其上的频率的和或差。频率为 $f_l$ 和 $f_c$ 的信号被应用于混频器 I。这里,混频器 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,根据需要将天线连接到发射部分或接收部分。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。同样,当双工器将天线连接到混频器 II 时,天线接收频率为 $f_l+f_c\pm f_d$ 的信号。
混频器 II - 混频器可以产生施加在其上的频率的和或差。频率为 $f_l+f_c\pm f_d$ 和 $f_l$ 的信号被应用于混频器 II。这里,混频器 II 用于产生频率为 $f_c\pm f_d$ 的输出。
中频放大器 - 中频放大器放大中频 (IF) 信号。图中所示的中频放大器放大频率为 $f_c+f_d$ 的信号。此放大信号被用作相位检测器的输入。
相位检测器 - 它用于从施加的两个输入信号(频率分别为 $f_c+f_d$ 和 $f_c$)中产生频率为 $f_d$ 的输出信号。相位检测器的输出可以连接到延迟线抵消器。
带功率振荡器发射机的 MTI 雷达
带功率振荡器发射机的 MTI 雷达的框图与带功率放大器发射机的 MTI 雷达的框图类似。接收部分对应的模块在两个框图中都是相同的。而发射部分对应的模块在两个框图中可能有所不同。
带功率振荡器发射机的 MTI 雷达的框图如下所示。
如图所示,MTI 雷达在双工器的帮助下使用单个天线进行信号的发送和接收。带功率振荡器发射机的 MTI 雷达的工作原理如下所示。
磁控管振荡器的输出和本地振荡器的输出被应用于混频器 I。这将进一步产生一个中频信号,其相位与发射信号的相位直接相关。
混频器 I 的输出被应用于相干振荡器。因此,相干振荡器输出的相位将锁定到中频信号的相位。这意味着,相干振荡器输出的相位也将与发射信号的相位直接相关。
因此,相干振荡器的输出可以用作参考信号,以使用相位检测器将接收到的回波信号与相应的发送信号进行比较。
上述任务将针对每个新发送的信号重复执行。