雷达信号处理基础-基本流程

后续的内容主要涉及信号处理中的各个部分，在这之前，了解一个常见的信号处理流程，有助于后续的认知和理解。

下面仅给出了一个常见的信号处理流程，主要包括现象，信号的调节与干扰抑制，成像，检测和后处理。

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雷达的时间尺度

在雷达的信号处理中，由于涉及到不同类型的处理或操作，其对应的时间尺度可以很短，也可以很长。

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FMCW雷达系统中对应的快时间与慢时间

在这里主要分为两类，一类是单个脉冲的处理，另一类则是对多个脉冲的处理。其中在对单个脉冲进行处理的时候，对应的时间尺度往往都极短。因此在进行雷达信号处理的时候，我们通常定义单个脉冲对应的时间尺度为快时间。在快时间上，会进行脉冲压缩和匹配滤波等操作。

对于多个脉冲的处理，考虑到脉冲的重复间隔PRI，对比单个脉冲的采样时间，此时的采样较慢，因此通常定义对多个脉冲的操作和处理是在慢时间维进行的。快时间上的处理一般包括多普勒处理，以及一些空时自适应处理，成像等等。

现象学

在进行信号处理之前，首先要对所要处理信号的特性进行了解。现象即指雷达接收到的信号特性。这些特性主要有：功率，频率，极化，到达角，信号随时间的变化，随机性等。这些现象即与发射回波的特性决定，也和雷达自身的特性决定，如发射波形，极化，天线增益等。

信号调节和干扰抑制

信号的调节主要是为了提高数据的SIR，便于后续的参数估计，检测成像等处理。通常包括一些波束形成，脉冲压缩，杂波滤除和一些多普勒处理等。

成像

大多数人对雷达的了解都是屏幕上不断闪烁的光点，实际中的检测和跟踪雷达系统的确有可能是这样子的。雷达在成像中相比于光学成像，它的分辨率和图像的质量是不能比较的，但是雷达所采用的射频波长具有一个显著的特点，穿透性，这就使得雷达在恶劣天气下工作的可靠性，而光学成像在这种恶劣天气下则是失效的。

为了得到高分辨的成像，雷达采用两种方法，一种大带宽的波形，可以获得距离维得高分辨率。另一种是采用合成孔径雷达技术，可以获得垂直距离维的高分辨率。

检测

雷达信号处理的目的就是希望判知回波中是否有我们感兴趣的目标，这个时间就需要到检测，大多数情况下，采用门限检测的方法可以获得最佳的检测性能。此时的信号已经经过了前面一系列的信号调节和干扰抑制等处理，通过将信号的幅度和门限进行比较，判断该回波中是否存在目标。

当然这种处理方法也存在着一定的错误概率，有可能出现的干扰强过我们认为的目标信号，导致检测到虚假目标，雷达信号处理中将其定义为“虚警”，在实际中，我们往往是通过估计接收回波数据本身的统计特性进行门限计算，这一过程即为“恒虚警率CFAR”检测。

其他处理

在进行检测处理后，即为数据处理的部分，一般在经过检测处理，我们可以得到目标信号，然后根据得到的目标信号，可以估计出其相应的参数，比如距离，速度，角度等等。给出目标的这些参数，主要用于后面的数据处理，数据处理中一般主要实现跟踪轨迹等功能。

题图：organization-chart-geralt，来自网络

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