《相參色噪聲的產(chǎn)生》PPT課件

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1、2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系16、相參色噪聲的產(chǎn)生復(fù)隨機(jī)變量與復(fù)隨機(jī)過程1、復(fù)隨機(jī)變量2、復(fù)隨機(jī)過程相參雷達(dá)的正交雙通道處理1、正交雙通道處理定義2、目標(biāo)回波模型——高頻窄帶模型3、正交雙通道處理框圖復(fù)高斯色噪聲的產(chǎn)生1、時(shí)域?yàn)V波法2、頻域逆變換法復(fù)非高斯色噪聲的產(chǎn)生1、零記憶非線性變換法：威布爾分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布2、球不變隨機(jī)過程法：威布爾分布、K分布3、幅相分離法2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系2《隨機(jī)信號(hào)分析》§4.2復(fù)隨機(jī)過程復(fù)隨機(jī)變量類似于復(fù)數(shù)，定義復(fù)隨機(jī)變量為：Z=X+jY式中X,Y皆為實(shí)隨機(jī)變量。理論上復(fù)隨機(jī)變量Z可視為一個(gè)實(shí)值隨機(jī)矢量[XY]T，

2、由實(shí)部X、虛部Y的聯(lián)合概率密度函數(shù)fXY(x,y)來定義其PDF等統(tǒng)計(jì)量。復(fù)高斯隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)、特征函數(shù)（實(shí)虛部位具有相同方差的獨(dú)立實(shí)高斯隨機(jī)變量）：復(fù)隨機(jī)變量與復(fù)隨機(jī)過程2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系3復(fù)隨機(jī)過程考慮隨時(shí)間變化的復(fù)隨機(jī)變量，就得到復(fù)隨機(jī)過程，定義為：Z(t)=X(t)+jY(t)式中X(t),Y(t)皆為實(shí)隨機(jī)過程。復(fù)隨機(jī)過程的自相關(guān)函數(shù)是共軛對(duì)稱，功率譜為非負(fù)實(shí)函數(shù)。平穩(wěn)復(fù)高斯隨機(jī)過程：實(shí)部nc(t)和虛部-ns(t)為具有相同協(xié)方差函數(shù)的平穩(wěn)聯(lián)合高斯隨機(jī)過程所構(gòu)成的復(fù)隨機(jī)過程，且滿足條件[見《檢測、估計(jì)和調(diào)制理論》中文卷IIIP659]注：顯然

3、實(shí)部和虛部均為高斯變量或過程的復(fù)變量或過程不一定就是復(fù)高斯變量或復(fù)高斯過程。復(fù)隨機(jī)變量與復(fù)隨機(jī)過程實(shí)虛部具有相同協(xié)方差函數(shù)且互協(xié)方差函數(shù)為奇函數(shù)正交雙通道處理的定義中頻回波信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)相似的支路分別處理，其差別僅是其基準(zhǔn)的相參電壓相位差900，這兩路稱為：同相支路(InphaseChannel)——I支路正交支路(QuadratureChannel)——Q支路目標(biāo)回波模型——高頻窄帶過程點(diǎn)目標(biāo)回波信號(hào)頻率(單基地主動(dòng)雷達(dá))：式中通常在雷達(dá)探測區(qū)域中同時(shí)存在許多不同徑向速度(方向有正有負(fù)、速率有大有小)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)/雜波，則雷達(dá)回波信號(hào)將是一個(gè)帶通信號(hào)，其中心頻率為f0，而帶寬為目標(biāo)多普勒

4、頻移的范圍(取決于所探測目標(biāo)的最大多普勒頻率)，不同頻率分量的幅度反映不同速度目標(biāo)的回波強(qiáng)度，它可表示為一個(gè)高頻窄帶過程。相參雷達(dá)的正交雙通道處理2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系4目標(biāo)回波模型——高頻窄帶過程《隨機(jī)信號(hào)分析》第四章“窄帶隨機(jī)過程”講述任何一個(gè)實(shí)平穩(wěn)窄帶隨機(jī)過程X(t)均可表示為：萊斯表示式：式中準(zhǔn)正弦振蕩表示式：相參雷達(dá)的正交雙通道處理實(shí)回波信號(hào)對(duì)稱頻譜正交雙通道處理框圖相參雷達(dá)的正交雙通道處理2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系6注：盡管傳統(tǒng)正交雙通道處理是針對(duì)中頻信號(hào)而言(尤其是對(duì)微波雷達(dá))，但隨著A/D采樣頻率的提高，為減少射頻前端模擬器件引入的通

5、道不一致性，直接在射頻端進(jìn)行A/D采樣、數(shù)字處理的方案已逐漸成為可能，尤其適用于高頻雷達(dá)情形，即所謂的“軟件雷達(dá)”。概念的相對(duì)性實(shí)現(xiàn)方式：模擬、數(shù)字相參雷達(dá)的正交雙通道處理2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系72021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系8第4講《高斯色噪聲的產(chǎn)生》已涉及。時(shí)域?yàn)V波法《隨機(jī)信號(hào)分析》Ch4：若是零均值高斯過程，則也是零均值的高斯過程，且二者是聯(lián)合高斯的，在同一時(shí)刻是正交、不相關(guān)、獨(dú)立的兩個(gè)隨機(jī)變量?！话闱樾螐?fù)濾波法有待深入研究，可采用頻域逆變換法若X(t)的雙邊功率譜分別關(guān)于其中心頻率對(duì)稱，則是兩個(gè)正交、不相關(guān)、獨(dú)立的高斯隨機(jī)過程。對(duì)稱PSD實(shí)自

6、相關(guān)函數(shù)復(fù)高斯色噪聲的產(chǎn)生h(t)復(fù)高斯白噪聲復(fù)高斯色噪聲線性變換特殊情形頻域逆變換法此方法可視為一般方法，其產(chǎn)生具有特定PSD的復(fù)高斯色噪聲框圖如下復(fù)高斯色噪聲的產(chǎn)生IFFT獨(dú)立復(fù)高斯相位序列復(fù)高斯色噪聲線性變換功率譜采樣序列單位高斯白噪聲→FFT簡化以上分析表明RichardL.Mitchell,RadarSignalSimulation,ArtechHouse,Inc.1976([美]R.L.米切爾著，陳訓(xùn)達(dá)譯，雷達(dá)系統(tǒng)模擬，科學(xué)出版社，1982.7)2021/7/30哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子工程系11高斯型PSD仿真結(jié)果圖（紅色——理論值，黑色——模擬值）2021/7/30哈爾濱工業(yè)

7、大學(xué)電子工程系12零記憶非線性變換法(ZMNL)若x(t)和y(t)為零均值、相互獨(dú)立且滿足高斯聯(lián)合分布的隨機(jī)過程，則由下圖的非線性模型可以產(chǎn)生相參非高斯雜波。威布爾分布：對(duì)數(shù)正態(tài)分布：復(fù)非高斯色噪聲的產(chǎn)生零記憶非線性變換法(ZMNL)1、威布爾分布G.LiandK.B.Yu,ModelingandsimulationofcoherentWeibullclutter,IEEProceedings,PtF,Communication,Radar,