脈衝雷達基礎知識
發布時間:2020-10-19 責任編輯:lina
【導讀】雷達通常有兩種基本類型:連續波(CW)雷達和脈衝雷達。CW 雷(lei)達(da)發(fa)射(she)連(lian)續(xu)波(bo),並(bing)且(qie)發(fa)射(she)的(de)同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)接(jie)收(shou)反(fan)射(she)的(de)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao),即(ji)收(shou)發(fa)可(ke)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)。脈(mai)衝(chong)雷(lei)達(da)間(jian)歇(xie)式(shi)發(fa)射(she)脈(mai)衝(chong)周(zhou)期(qi)信(xin)號(hao),並(bing)且(qie)在(zai)發(fa)射(she)間(jian)隔(ge)接(jie)收(shou)反(fan)射(she)的(de)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao),即(ji)收(shou)發(fa)間(jian)隔(ge)進(jin)行(xing)。
雷達通常有兩種基本類型:連續波(CW)雷達和脈衝雷達。CW 雷(lei)達(da)發(fa)射(she)連(lian)續(xu)波(bo),並(bing)且(qie)發(fa)射(she)的(de)同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)接(jie)收(shou)反(fan)射(she)的(de)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao),即(ji)收(shou)發(fa)可(ke)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)。脈(mai)衝(chong)雷(lei)達(da)間(jian)歇(xie)式(shi)發(fa)射(she)脈(mai)衝(chong)周(zhou)期(qi)信(xin)號(hao),並(bing)且(qie)在(zai)發(fa)射(she)間(jian)隔(ge)接(jie)收(shou)反(fan)射(she)的(de)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao),即(ji)收(shou)發(fa)間(jian)隔(ge)進(jin)行(xing)。
1. 脈衝雷達的優勢
雷達在工作過程中,發射信號泄漏會對接收機造成幹擾,情況主要有兩種:一種是大信號幹擾使得接收機壓縮增益或出現飽和,甚至造成接收機阻塞,通常可以通過將收發天線進行物理隔離來解決;另一種是發射信號的邊帶噪聲將微弱的回波信號淹沒,對接收機的目標檢測造成影響。

zhijiedexinhaoxieloutongchangkeyicaiyongshoufatianxiangelihepinlvfenlixiangjiehedefangfadedaojiejue。zaiduopuledaohangqizhong,duopulepinyikeyitigongzugoudepinlvjiange,yibaozhengfashexinhaobuduijieshoujizaochengganrao。
對dui於yu機ji載zai雷lei達da,每mei個ge發fa射she機ji不bu可ke避bi免mian的de都dou會hui產chan生sheng噪zao聲sheng,並bing且qie會hui調tiao製zhi到dao發fa射she機ji的de輸shu出chu,產chan生sheng調tiao製zhi的de邊bian帶dai噪zao聲sheng,覆fu蓋gai了le發fa射she頻pin率lv左zuo右you很hen寬kuan的de頻pin帶dai。盡jin管guan這zhe些xie邊bian帶dai噪zao聲sheng的de功gong率lv極ji小xiao,但dan是shi仍reng然ran比bi來lai自zi目mu標biao的de回hui波bo信xin號hao強qiang很hen多duo個ge數shu量liang級ji。

為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)發(fa)射(she)機(ji)邊(bian)帶(dai)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao),必(bi)須(xu)將(jiang)接(jie)收(shou)機(ji)與(yu)發(fa)射(she)機(ji)隔(ge)離(li)。采(cai)用(yong)獨(du)立(li)的(de)發(fa)射(she)機(ji)和(he)接(jie)收(shou)機(ji),並(bing)且(qie)發(fa)射(she)機(ji)和(he)接(jie)收(shou)機(ji)采(cai)用(yong)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)的(de)天(tian)線(xian),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)發(fa)射(she)機(ji)和(he)接(jie)收(shou)機(ji)的(de)隔(ge)離(li)。地(di)麵(mian)和(he)艦(jian)載(zai)連(lian)續(xu)波(bo)雷(lei)達(da)就(jiu)是(shi)如(ru)此(ci)。
danshi,jizaileidayinweikongjianshouxian,tongchangshoufayaogongyongyifutianxian,yinci,fashejishuchudebiandaizaoshengbukebimiandihuitongguotianxianjinrudaojieshouji。maichongtizhileidazekeyiyouxiaobimianchuxianfashejiganraojieshoujidewenti。

2. 脈衝雷達的波形參數
如(ru)果(guo)雷(lei)達(da)采(cai)用(yong)脈(mai)衝(chong)體(ti)製(zhi),收(shou)發(fa)不(bu)同(tong)時(shi),則(ze)發(fa)射(she)信(xin)號(hao)的(de)泄(xie)露(lu)不(bu)再(zai)是(shi)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)。脈(mai)衝(chong)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)的(de)另(ling)一(yi)優(you)點(dian)是(shi)可(ke)以(yi)簡(jian)化(hua)距(ju)離(li)測(ce)量(liang)。如(ru)果(guo)脈(mai)衝(chong)間(jian)隔(ge)足(zu)夠(gou)寬(kuan),通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)發(fa)射(she)脈(mai)衝(chong)與(yu)接(jie)收(shou)到(dao)該(gai)脈(mai)衝(chong)的(de)回(hui)波(bo)脈(mai)衝(chong)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)差(cha),即(ji)可(ke)精(jing)確(que)地(di)測(ce)出(chu)目(mu)標(biao)的(de)距(ju)離(li)。

載波頻率
載zai波bo頻pin率lv通tong常chang不bu是shi常chang數shu,而er是shi為wei了le滿man足zu專zhuan門men的de係xi統tong或huo操cao作zuo需xu要yao以yi不bu同tong的de方fang式shi變bian化hua的de。從cong一yi個ge脈mai衝chong到dao下xia一yi個ge脈mai衝chong,載zai波bo頻pin率lv可ke能neng增zeng大da或huo減jian小xiao。在zai一yi個ge脈mai衝chong內nei部bu,載zai波bo頻pin率lv也ye可ke能neng隨sui機ji地di或huo者zhe按an照zhao專zhuan門men方fang式shi改gai變bian,這zhe被bei稱cheng為wei脈mai內nei調tiao製zhi。
脈衝寬度
脈衝寬度是指脈衝持續的時間,根據雷達的不同用途,脈衝寬度可以從微秒級到幾千毫秒。
當雷達用未經調製的脈衝去分辨兩個被測目標,兩個目標的距離間隔必須能夠滿足條件:即發射脈衝下降沿離開較近距離目標的時間,要先於來自較遠距離目標回波脈衝的上升沿到達較近距離目標的時間。
脈衝重複頻率
脈衝重複頻率(PRF)是雷達脈衝發射的速度,即雷達每秒發射脈衝的個數。機載雷達的 PRF 可以從幾百 Hz 到幾百 kHz,並且在雷達工作過程中可以改變。
另一種測量脈衝重複頻率的方法是測量它的倒數,即一個脈衝的起始沿到下一個脈衝的起始沿之間的周期,稱之為脈衝重複間隔(PRI),有時候也叫脈衝周期。例如, PRF 為 100Hz,那麼 PRI 就是 1/100=0.01s,或者 10,000。

PRF 的de選xuan擇ze很hen重zhong要yao,這zhe是shi因yin為wei,它ta決jue定ding了le雷lei達da是shi否fou會hui產chan生sheng距ju離li模mo糊hu和he多duo普pu勒le頻pin率lv模mo糊hu,以yi及ji模mo糊hu的de程cheng度du。上shang圖tu說shuo明ming當dang雷lei達da不bu能neng直zhi接jie確que定ding回hui波bo脈mai衝chong與yu哪na個ge發fa射she脈mai衝chong相xiang對dui應ying時shi,就jiu會hui出chu現xian距ju離li模mo糊hu。
3. 輸出功率和發射能量
在zai討tao論lun脈mai衝chong發fa射she對dui輸shu出chu功gong率lv和he發fa射she能neng量liang的de影ying響xiang之zhi前qian,先xian來lai看kan看kan功gong率lv和he能neng量liang的de關guan係xi。簡jian單dan地di說shuo,功gong率lv是shi單dan位wei時shi間jian內nei能neng量liang的de多duo少shao,能neng量liang是shi功gong率lv在zai時shi間jian上shang的de積ji分fen。雷lei達da脈mai衝chong發fa射she的de能neng量liang等deng於yu輸shu出chu功gong率lv乘cheng以yi發fa射she脈mai衝chong持chi續xu的de時shi長chang。
一般來說,對於脈衝雷達輸出功率,有兩種不同的測量方法可得到兩種不同功率:峰值功率和平均功率。

峰值功率
如(ru)果(guo)脈(mai)衝(chong)為(wei)方(fang)波(bo),那(na)麼(me)每(mei)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)的(de)功(gong)率(lv)值(zhi)從(cong)其(qi)上(shang)升(sheng)沿(yan)至(zhi)下(xia)降(jiang)沿(yan)是(shi)一(yi)個(ge)常(chang)數(shu),即(ji)當(dang)發(fa)射(she)機(ji)打(da)開(kai)或(huo)發(fa)射(she)時(shi),其(qi)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)就(jiu)是(shi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)。峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)用(yong) P 表示。在單個傳輸路徑(比如波導)上峰值功率有上限值的。
峰值功率和脈衝寬度決定了發射脈衝傳輸的能量大小。如果脈衝是方波,每個脈衝能量就等於其峰值功率乘以脈衝寬度。
平均功率
雷達的平均發射功率,是指在一個 PRI 內發射脈衝功率的平均值。如果雷達脈衝是方波,平均功率等於峰值功率乘以脈衝寬度與 PRI 的比值。
例如,一個雷達的峰值功率為 100kW,脈衝寬度為 1,在 PRI 為 2000 內的平均功率為 100=0.05kW 或 50W。

脈寬與周期的比被稱為發射機的占空比,表示雷達工作過程中發射持續時間所占的比例。舉例來說,如果一個雷達的脈衝寬度為 0.5,而 PRI 為 100,那麼占空比為 0.5 雷達發射時間即為其工作時間的 5/1000,就可以說雷達發射機的占空比為 0.5%。
leidapingjunshuchugonglvzhisuoyizhongyao,shiyinweitakejuedingleidaqianzaideketancejuli。zaigeidingdezhouqinei,leidafashedezongnengliangdengyupingjungonglvchengyimaichongzhouqi。
為了使探測距離最大化,可以通過三種途徑來提高平均功率:提高 PRF、加大脈衝寬度以及增加峰值功率。
pingjungonglvhaiguanxidaoqitadeyixieyinsu。tayufashejixiaolvyiqi,juedingleyinweifashejifaresunhaosuobixuxiaosandenengliang,fanguolaishuo,zheyejuedinglesuoxudelengqueliang。yinci,pingjungonglvyuegao,fashejijiuhuiyueda、越熱。
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