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。

weilefangzhifashejibiandaizaoshengganraojieshouxinhao,bixujiangjieshoujiyufashejigeli。caiyongdulidefashejihejieshouji,bingqiefashejihejieshoujicaiyonggezidulidetianxian,congershixianfashejihejieshoujidegeli。dimianhejianzailianxuboleidajiushiruci。
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
zaibopinlvtongchangbushichangshu,ershiweilemanzuzhuanmendexitonghuocaozuoxuyaoyibutongdefangshibianhuade。congyigemaichongdaoxiayigemaichong,zaibopinlvkenengzengdahuojianxiao。zaiyigemaichongneibu,zaibopinlvyekenengsuijidihuozheanzhaozhuanmenfangshigaibian,zhebeichengweimaineitiaozhi。
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 dexuanzehenzhongyao,zheshiyinwei,tajuedingleleidashifouhuichanshengjulimohuheduopulepinlvmohu,yijimohudechengdu。shangtushuomingdangleidabunengzhijiequedinghuibomaichongyunagefashemaichongxiangduiyingshi,jiuhuichuxianjulimohu。
3. 輸出功率和發射能量
zaitaolunmaichongfasheduishuchugonglvhefashenengliangdeyingxiangzhiqian,xianlaikankangonglvhenengliangdeguanxi。jiandandishuo,gonglvshidanweishijianneinengliangdeduoshao,nengliangshigonglvzaishijianshangdejifen。leidamaichongfashedenengliangdengyushuchugonglvchengyifashemaichongchixudeshichang。
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
ruguomaichongweifangbo,namemeiyigemaichongdegonglvzhicongqishangshengyanzhixiajiangyanshiyigechangshu,jidangfashejidakaihuofasheshi,qifengzhigonglvjiushishuchugonglv。fengzhigonglvyong 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。
平ping均jun功gong率lv還hai關guan係xi到dao其qi他ta的de一yi些xie因yin素su。它ta與yu發fa射she機ji效xiao率lv一yi起qi,決jue定ding了le因yin為wei發fa射she機ji發fa熱re損sun耗hao所suo必bi須xu消xiao散san的de能neng量liang,反fan過guo來lai說shuo,這zhe也ye決jue定ding了le所suo需xu的de冷leng卻que量liang。因yin此ci,平ping均jun功gong率lv越yue高gao,發fa射she機ji就jiu會hui越yue大da、越熱。
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