22、微多普勒效应与动目标显示雷达技术解析

微多普勒效应与动目标显示雷达技术解析

1. 微多普勒效应简介

当目标移动时，由于多普勒效应，雷达回波会产生频移。然而，大多数目标并非刚体，除了整体运动外，目标的不同部分还存在振动和旋转。例如，直升机飞行时叶片旋转，人行走时手臂自然摆动。这些微观运动产生额外的多普勒频移，即微多普勒效应，可用于识别目标特征。下面将介绍微多普勒效应的两个应用场景。

2. 直升机叶片速度估计

2.1 模型设定

考虑一架有四个旋翼叶片的直升机，雷达位于原点，直升机初始位置为 (500, 0, 500) 米，速度为 (60, 0, 0) 米/秒。在模拟中，直升机用五个散射体建模：旋转中心和四个叶片尖端。叶片尖端彼此间隔 90 度，叶片以每秒 4 转的恒定速度旋转，叶片长度为 6.5 米。

radarpos = [0;0;0];
radarvel = [0;0;0];
tgtinitpos = [500;0;500];
tgtvel     = [60;0;0];
tgtmotion  = phased.Platform('InitialPosition',tgtinitpos,'Velocity',tgtvel);

Nblades   = 4;
bladeang  = (0:Nblades-1)*2*pi/Nblades;
bladelen  = 6.5;
bladerate = deg2rad(4*360);  % rps -> rad/sec

c  = 3e8;
fc = 5e9;
helicop = phased.RadarTarget('MeanRCS',[10 .1 .1 .1