信噪比(SNR)是許多雷達信號處理的一個(gè)起基本決定性的質(zhì)量指標。下面給出一些重要的例子:
對于給定的虛警概率,檢測概率隨SNR的增加而提高;
提高SNR,則探測范圍、角度和多普勒頻率的測量精度得到改善(測量誤差的標準差減小);
隨著(zhù)SNR的提高,合成孔徑雷達(SAR)成像中圖像對比度(動(dòng)態(tài)范圍)得到提高。
很多雷達信號處理通過(guò)將多個(gè)數據樣本疊加(“積累”)來(lái)提高SNR。兩種重要的積累方式包括:相參積累與非相參積累。
相參積累增益
相參積累增益是將多次接收的帶有加性噪聲的信號通過(guò)相參積累的方式從而得到信噪比的提高。信號為復數數據時(shí)積累需要考慮相參性,從而可以利用信號的幅度和相位信息。
相參積累的增益來(lái)自于N個(gè)信號樣本在相位上的相加,信號分量能量的增益為N2,而噪聲積累的增益只有N。積累時(shí)在對相位調制信號的補償后實(shí)現相位相加,SNR可提高為原來(lái)的N倍。
相參積累的這種普遍性是任何匹配濾波技術(shù)獲得處理增益的基礎,例如多普勒濾波、合成孔徑雷達(SAR)圖像形成和空時(shí)自適應處理(STAP)。相參積累的這種普遍性是任何匹配濾波技術(shù)獲得處理增益的基礎,例如多普勒濾波、合成孔徑雷達圖像形成和空時(shí)自適應處理。
非相參積累,其和為復數數據樣本幅度的函數,積累時(shí)失去了相位信息。積累的方式通常有線(xiàn)性檢波器、平方律檢波器或對數檢波器。由于是取了幅度,則無(wú)法分成信號分量和噪聲分量而個(gè)部分了,因此也無(wú)法定義信噪比了,從而無(wú)法直接計算SNR和非相參積累的增益。
非相參積累的定義
非相參積累多個(gè)數據樣本使其達到特定的檢測性能時(shí)單個(gè)樣本所需的SNR,將其與使用一個(gè)樣本達到相同檢測性能時(shí)的SNR進(jìn)行比較。
下圖中,當N的指數值為1時(shí),則是相參積累的情況。而非相參積累有時(shí)候會(huì )選0.5,也就是非相參積累的增益選根號N。但通常的情況是一個(gè)介于0.5~1的值,具體的計算還要根據目標類(lèi)型的不同以及采用的檢測方法來(lái)進(jìn)行計算,詳細推導和計算可參考文本的中英文版。
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