雷達—科技圈的低調王者,你真的懂?(上)
發布時間:2023-06-15 來源:羅德與施瓦茨 責任編輯:wenwei
【導讀】一輛自動駕駛汽車,能在日間逆光行駛,或夜色漆黑趕路時時刻警惕到隱匿在暗處的危險。一隻智能“手”,keyizhunqueganzhishoubucanzhangrenshideyinian,bangtaqingsongzhuaqiyigepingguo。yigeanjianmen,zuiduanliangmiaojikewanchengrentianjian,rangnapashikoudailideyiliniukoudouwusuodunxing。
這些智能生活中的種種場景,都離不開雷達技術在背後默默支持。
提起雷達,你的腦海中是不是馬上浮現航母、飛機、軍艦上的那些看起來很“高冷”的大塊頭?雷達的誕生源自軍事需求,但隨著技術的日臻成熟和社會的發展,雷達也越來越多地被應用於日常生活之中。空中交通管製、氣象預測、自動駕駛、地質探測,甚至懸絲診脈、健康檢測、智能家居……在這個萬物互聯的智能時代,雷達在生活中無處不在。穀歌第二代 Nest Hub 智能顯示屏嵌入雷達傳感器,甚至可以檢測到睡在它旁邊的人的動作和呼吸模式......
雷達如此神通廣大,憑什麼?今天就讓我們來一探究竟。
雷達到底怎樣工作?
自 20 世紀初,短短 100 多年的時間,雷達就經曆了從無到有,從單一到豐富,從機械 到智能的過程。
現代雷達產品種類
哪怕是千年古樹,樹冠雖大,但樹幹永遠是最初的基礎與成長的源頭。不管未來雷達如何發展,掌握其原理,才握住了其命脈。
01 雷達係統物理組成
俗話說:“先知其形,後會其意,最終得其神”。因此一個事物的物理組成或其形式招法就是入門之基礎。盡管雷達係統的組成日益複雜,最基本的結構隻有五個: 發射機、接收機、雷達天線、雷達處理器、指示器。
雷達係統物理組成
雷達發射機:能產生短時間的高功率射頻能量脈衝,這些無線電能量脈衝可以通過天線發射到空中。
雷達接收機:nengtongguotianxianjieshoucongkongzhongfanshehuidehuibo,bingzuoyixiejiandanchuli。biru,jieshoujishouyaodechulirenwu,jiushijiangjieshoudeweiruohuiboxinhaoyongdizaofangzuofangdachuli,fouzehoujidexinhaochulijiyewufachulizhezhongweiruonanyishibiedexinhao。
雷達天線:keyijiangfashejidenengliangxinhaochuanshudaokongzhong,tongyang,yekeyibakongzhongdenengliangxinhaojieshouhuijieshouji。xiangchangjiandemaichongleidadetianxianshishoufagongyongde,suoyihaixuyaogaosukaiguanzhuangzhilaixiezhuqiehuantianxiande“發射”和“接收”工作模式。
雷達信號處理機:好比整個係統中的大腦。最主要的目的就是消除一些不需要的信 號雜波、幹擾,並加強目標產生的回波信號。同時還涉及到一些算法,讓其對雜波(幹擾) 和真正目標產生的回波做出判決。
指示器:其實就是一個顯示設備,主要是為了給測試人員一個易於理解的圖像。
如此,一個雷達係統就已然成形了!
02 雷達基本原理:電磁波反射
雷達最根本的目的,就是發現目標並對其進行“測距”、“測速”和“測角”。 而支持這些功能最基本的原理,說白了,就是電磁波的反射。
電磁波的反射
舉ju個ge栗li子zi,如ru果guo雷lei達da發fa出chu的de電dian磁ci波bo在zai它ta的de傳chuan播bo方fang向xiang上shang遇yu到dao一yi個ge目mu標biao,那na麼me目mu標biao會hui將jiang它ta收shou到dao的de一yi部bu分fen電dian磁ci波bo反fan射she回hui去qu,如ru果guo這zhe些xie被bei反fan射she的de電dian磁ci波bo被bei雷lei達da的de接jie收shou天tian線xian接jie收shou到dao,就jiu意yi味wei著zhe 雷達發射的傳播方向上存在目標。這種被目標反射回的能量就稱之為 “回波” 信號。
03 雷達截麵積 RCS
當(dang)然(ran)了(le),不(bu)同(tong)的(de)目(mu)標(biao),對(dui)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)接(jie)收(shou)和(he)反(fan)射(she)能(neng)力(li)肯(ken)定(ding)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。比(bi)如(ru)一(yi)個(ge)雷(lei)達(da)在(zai)一(yi)個(ge)位(wei)置(zhi)處(chu),同(tong)時(shi)監(jian)測(ce)到(dao)了(le)一(yi)輛(liang)大(da)貨(huo)車(che)和(he)一(yi)輛(liang)自(zi)行(xing)車(che)。由(you)於(yu)大(da)貨(huo)車(che)的(de)截(jie)獲(huo)麵(mian)積(ji)更(geng)大(da),接(jie)收(shou)的(de)電(dian) 磁波能量肯定遠大於自行車,自然反射回雷達的回波功率也會更大。這裏反射體(大貨車、自行車)的截獲麵積,就稱之為雷達截麵積 RCS。
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