MTI雷達

MTI雷達是雷達的種類之一。動目標檢測雷達。該類型雷達能夠抑制雜波保留目標信號。對MTI雷達進行了仿真，並利用參差重頻消除盲速影響，討論了MTI雷達參差比取不同的值對盲速的影響。

早期的MTI(動目標顯示)雷達性能不高，其改善因子一般在20dB，這是由於多方面原因造成的，如鎖相相參系統的高頻性能穩定性不夠，採用模擬延遲線是通常只能做一次相消而且其性能不穩定，這時MTI濾波器的抑制凹口寬度不能和雜波頻譜寬帶相"匹配"，從而導致濾波器輸出雜波剩餘功率較大等結果。

依靠信號處理的潛在能力再加上合理的系統配合，MTI的性能還可以進一步提高和改善：

1、增大信號處理的線性動態範圍；

2、增加一組多普勒濾波器，使之更接近與最佳濾波，提高改善因子；

3、能抑制地雜波(其平均多普勒頻移通常為零)且能同時抑制運動雜波(比如氣象、鳥等)；

4、增加一個或者多個雜波圖，可以起到幫助檢測切向飛行大目標的作用。

做了上述改進的系統稱為動目標檢測(MTD，MovingTargetDetention)系統，以區別於只有對消器的MTI(MovingTargetIndication)系統。 ^[2] 

MTI雷達利用動目標回波的多普勒頻移來區分動目標和固定目標。在脈衝雷達系統中，這一多普勒頻移表現為相繼返回的雷達脈衝間回波信號的相位變化。假設雷達所輻射的射頻脈衝能量被一幢樓房和飛向雷達站的一架飛機所反射。反射回波需經一定的時間方能返回雷達。雷達又發射第二個射頻脈衝，樓房反射的回波信號仍將經歷完全相同的時間後返回。但是從飛機反射回的信號所經歷的時間卻稍微少一些，這是因為在兩個發射脈衝之間，飛機已向雷達的方向靠近了一段距離。回波信號返回雷達所需的準確時間並不重要，但脈衝間時間是否變化卻很重要。時間的變化（對飛機目標而言，數量級為幾個毫微秒）可以用回波信號的相位與雷達基準振盪器相位之間加以比較來確定。如目標在脈衝間發生移動，則回波脈衝的相位就會發生變化。 ^[2] 

MTI(Movingtargetinidcation)是動目標顯示的縮寫，動目標顯示雷達這個術語通常指的是能夠提供模糊速度和無模糊距離目標數據並用延遲線對消濾波器從不動的背景中區分出動目標的系統。雖然早在第二次世界大戰中使用的CPS一50雷達就採用了延遲線對消濾波器技術，但MIT雷達的廣泛使用與迅速發展則是五、六十年代以後的事情。從1965年的越美戰爭開始，飛機人侵、空襲的方式逐漸由原來的高空向中空、低空演變，以致發展到今天的超低空人侵方式。過去飛機之所以採用高空侵人、空襲，主要是為了躲避地面高炮的攻擊。而50年代以來發展起來的地空導彈則彌補了高炮的缺陷，就連飛行在兩萬米高空的U一2飛機都難以躲過地空導彈的攻擊。

要理解這種演變，就必須從雷達的工作方式談起。由雷達發射機產生的脈衝電磁能，經收發轉換開關後傳輸給天線，由天線將此電磁能以電磁波的形式定向輻射於大氣中。電磁波能在大氣中以光速傳播，如果目標恰好位於定向天線的波束內，則它將要截取一部分電磁能。目標將被截取的電磁能向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷達接收方向。雷達天線收集到這部分散射的電磁波後，就經傳輸線和收發開關饋給接收機。接收機將這微弱信號放大並經信號處理後即可獲取所需信息(如目標斜距、方位角等)，並將結果送至終端顯示器顯示出來。當飛機採用低空侵人時，目標周圍的背景(如地物、海浪等)將會和目標一樣反射電磁波。這些背景可能是完全不動的，如山和建築物，也可能是緩慢運動的;如有風時的海浪，一般來説，其運動速度遠較目標為小。這些背景產生的回波稱為雜波。

當雜波和運動目標回波在雷達顯示器上同時顯示時，會使目標的觀察變得很困難。如果目標處在雜波背景內，弱的目標淹沒在強雜波中，特別是當強雜波使接收機系統產生過載時，發現目標將變得十分困難。為使雷達能在強雜波中發現並提取目標信息，雷達設計師們想起了100多年前就已發現的多普勒效應。雖然目標回波和雜波在時間域上難以區分，但由於目標的速度遠大於背景的速度，目標回波的多普勒頻移將遠大於背景的多普勒頻移，從而可在頻率域區分開目標與雜波，基於這種思想，雷達設計師們在原來雷達的基礎上加上特殊的濾波器，濾去雜波而取出運動目標的回波，從而大大改善了雷達在強雜波背景上檢測運動目標的能力，並導致MIT雷達的誕生。

MIT雷達一誕生就顯示出強大的生命力，現在軍事上使用的雷達幾乎都具有MIT功能。正是因為有了MIT技術，才使得機載預警雷達成為可能。近10多年來，機載雷達如何檢測地面低速目標(汽車、坦克等)已變成雷達界的一個熱門研究領域，新的MIT技術(如空時自適應處理STAP等)將會陸續投人使用。 ^[2] 

雷達在探測運動目標時經常會受到雜波的干擾，為了檢測運動目標，必須對雜波進行抑制。動目標顯示(MTI)雷達的任務就是抑制雜波干擾，顯示運動目標。對於地面脈衝雷達，由於地物雜波相對於雷達是靜止的，而運動目標相對於雷達是運動的，因此地物雜波在相位檢波器中輸出的是等幅脈衝串，而運動目標回波輸出的是幅度受到多普勒頻率調製的脈衝串，所以通過相鄰週期回波信號相減的方法，就可以消除地物雜波而保留運動目標信號，這樣就達到了抑制地物雜波顯示運動目標的目的。對於MTI雷達而言，在不考慮盲速和頻閃的情況下，目標的徑向速度越大，其多普勒頻率就越高，越有利於檢測；目標的徑向速度越低，其多普勒頻率就越低，越不利於檢測。因此，對於MTI雷達的測速性能，人們更關心的是最小可檢測速度(MDV)。

我們首先給出MTI雷達速度靈敏度的定義：速度靈敏度表示MTI雷達檢測慢速運動目標的能力，能檢測的目標速度越小，則雷達的速度靈敏度就越高。MTI雷達的速度靈敏度通常用最小可檢測速度MDV表示。當運動目標的速度不小於MDV時，MTI雷達就能(以一定的發現概率和虛警概率)正常檢測出這個目標；如果運動目標的速度低於MDV，則運動目標就會被雜波淹沒，不能被可靠地檢測出來。由MTI雷達速度靈敏度的定義可知，MDV主要受雜波限制，因此要想提高速度靈敏度，就必須儘量減小雜波電平，同時使運動目標回波不衰減或衰減很小，這是由MTI濾波器或對消器來實現的。 ^[3]