科普:脉冲雷达基础知识

21ic电子网 2020-10-13 00:00
雷达通常有两种基本类型:连续波(CW)雷达和脉冲雷达。CW雷达发射连续波,并且发射的同时可以接收反射的回波信号,即收发可同时进行。脉冲雷达间歇式发射脉冲周期信号,并且在发射间隔接收反射的回波信号,即收发间隔进行。

1. 脉冲雷达的优势

雷达在工作过程中,发射信号泄漏会对接收机造成干扰,情况主要有两种:一种是大信号干扰使得接收机压缩增益或出现饱和,甚至造成接收机阻塞,通常可以通过将收发天线进行物理隔离来解决;另一种是发射信号的边带噪声将微弱的回波信号淹没,对接收机的目标检测造成影响。


直接的信号泄漏通常可以采用收发天线隔离和频率分离相结合的方法得到解决。在多普勒导航器中,多普勒频移可以提供足够的频率间隔,以保证发射信号不对接收机造成干扰。

对于机载雷达,每个发射机不可避免的都会产生噪声,并且会调制到发射机的输出,产生调制的边带噪声,覆盖了发射频率左右很宽的频带。尽管这些边带噪声的功率极小,但是仍然比来自目标的回波信号强很多个数量级。


为了防止发射机边带噪声干扰接收信号,必须将接收机与发射机隔离。采用独立的发射机和接收机,并且发射机和接收机采用各自独立的天线,从而实现发射机和接收机的隔离。地面和舰载连续波雷达就是如此。

但是,机载雷达因为空间受限,通常收发要共用一副天线,因此,发射机输出的边带噪声不可避免地会通过天线进入到接收机。脉冲体制雷达则可以有效避免出现发射机干扰接收机的问题。


2. 脉冲雷达的波形参数

如果雷达采用脉冲体制,收发不同时,则发射信号的泄露不再是一个问题。脉冲工作模式的另一优点是可以简化距离测量。如果脉冲间隔足够宽,通过测量发射脉冲与接收到该脉冲的回波脉冲之间的时间差,即可精确地测出目标的距离。


载波频率

载波频率通常不是常数,而是为了满足专门的系统或操作需要以不同的方式变化的。从一个脉冲到下一个脉冲,载波频率可能增大或减小。在一个脉冲内部,载波频率也可能随机地或者按照专门方式改变,这被称为脉内调制。

脉冲宽度

脉冲宽度是指脉冲持续的时间,根据雷达的不同用途,脉冲宽度可以从微秒级到几千毫秒。

当雷达用未经调制的脉冲去分辨两个被测目标,两个目标的距离间隔必须能够满足条件:即发射脉冲下降沿离开较近距离目标的时间,要先于来自较远距离目标回波脉冲的上升沿到达较近距离目标的时间。

脉冲重复频率

脉冲重复频率(PRF)是雷达脉冲发射的速度,即雷达每秒发射脉冲的个数。机载雷达的PRF可以从几百Hz到几百kHz,并且在雷达工作过程中可以改变。

另一种测量脉冲重复频率的方法是测量它的倒数,即一个脉冲的起始沿到下一个脉冲的起始沿之间的周期,称之为脉冲重复间隔(PRI),有时候也叫脉冲周期。例如, PRF为100Hz,那么PRI就是1/100=0.01s,或者10,000。


PRF的选择很重要,这是因为,它决定了雷达是否会产生距离模糊和多普勒频率模糊,以及模糊的程度。上图说明当雷达不能直接确定回波脉冲与哪个发射脉冲相对应时,就会出现距离模糊。

3. 输出功率和发射能量

在讨论脉冲发射对输出功率和发射能量的影响之前,先来看看功率和能量的关系。简单地说,功率是单位时间内能量的多少,能量是功率在时间上的积分。雷达脉冲发射的能量等于输出功率乘以发射脉冲持续的时长。

一般来说,对于脉冲雷达输出功率,有两种不同的测量方法可得到两种不同功率:峰值功率和平均功率。


峰值功率

如果脉冲为方波,那么每一个脉冲的功率值从其上升沿至下降沿是一个常数,即当发射机打开或发射时,其峰值功率就是输出功率。峰值功率用P表示。在单个传输路径(比如波导)上峰值功率有上限值的。

峰值功率和脉冲宽度决定了发射脉冲传输的能量大小。如果脉冲是方波,每个脉冲能量就等于其峰值功率乘以脉冲宽度。

平均功率

雷达的平均发射功率,是指在一个PRI内发射脉冲功率的平均值。如果雷达脉冲是方波,平均功率等于峰值功率乘以脉冲宽度与PRI的比值。

例如,一个雷达的峰值功率为100kW,脉冲宽度为1,在PRI为2000内的平均功率为100=0.05kW或50W。


脉宽与周期的比被称为发射机的占空比,表示雷达工作过程中发射持续时间所占的比例。举例来说,如果一个雷达的脉冲宽度为0.5,而PRI为100,那么占空比为0.5雷达发射时间即为其工作时间的5/1000,就可以说雷达发射机的占空比为0.5%。

雷达平均输出功率之所以重要,是因为它可决定雷达潜在的可探测距离。在给定的周期内,雷达发射的总能量等于平均功率乘以脉冲周期。

为了使探测距离最大化,可以通过三种途径来提高平均功率:提高PRF、加大脉冲宽度以及增加峰值功率。

平均功率还关系到其他的一些因素。它与发射机效率一起,决定了因为发射机发热损耗所必须消散的能量,反过来说,这也决定了所需的冷却量。因此,平均功率越高,发射机就会越大、越热。

来源:雷达通信电子战
21ic电子网 即时传播最新电子科技信息,汇聚业界精英精彩视点。
评论
  • 我的一台很多年前人家不要了的九十年代SONY台式组合音响,接手时只有CD功能不行了,因为不需要,也就没修,只使用收音机、磁带机和外接信号功能就够了。最近五年在外地,就断电闲置,没使用了。今年9月回到家里,就一个劲儿地忙着收拾家当,忙了一个多月,太多事啦!修了电气,清理了闲置不用了的电器和电子,就是一个劲儿地扔扔扔!几十年的“工匠式”收留收藏,只能断舍离,拆解不过来的了。一天,忽然感觉室内有股臭味,用鼻子的嗅觉功能朝着臭味重的方向寻找,觉得应该就是这台组合音响?怎么会呢?这无机物的东西不会腐臭吧?
    自做自受 2024-12-10 16:34 188浏览
  • 本文介绍瑞芯微RK3588主板/开发板Android12系统下,APK签名文件生成方法。触觉智能EVB3588开发板演示,搭载了瑞芯微RK3588芯片,该开发板是核心板加底板设计,音视频接口、通信接口等各类接口一应俱全,可帮助企业提高产品开发效率,缩短上市时间,降低成本和设计风险。工具准备下载Keytool-ImportKeyPair工具在源码:build/target/product/security/系统初始签名文件目录中,将以下三个文件拷贝出来:platform.pem;platform.
    Industio_触觉智能 2024-12-12 10:27 93浏览
  • 全球知名半导体制造商ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)宣布与Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited(以下简称“台积公司”)就车载氮化镓功率器件的开发和量产事宜建立战略合作伙伴关系。通过该合作关系,双方将致力于将罗姆的氮化镓器件开发技术与台积公司业界先进的GaN-on-Silicon工艺技术优势结合起来,满足市场对高耐压和高频特性优异的功率元器件日益增长的需求。氮化镓功率器件目前主要被用于AC适配器和服务器电源等消费电子和
    电子资讯报 2024-12-10 17:09 105浏览
  • RK3506 是瑞芯微推出的MPU产品,芯片制程为22nm,定位于轻量级、低成本解决方案。该MPU具有低功耗、外设接口丰富、实时性高的特点,适合用多种工商业场景。本文将基于RK3506的设计特点,为大家分析其应用场景。RK3506核心板主要分为三个型号,各型号间的区别如下图:​图 1  RK3506核心板处理器型号场景1:显示HMIRK3506核心板显示接口支持RGB、MIPI、QSPI输出,且支持2D图形加速,轻松运行QT、LVGL等GUI,最快3S内开
    万象奥科 2024-12-11 15:42 96浏览
  • 一、SAE J1939协议概述SAE J1939协议是由美国汽车工程师协会(SAE,Society of Automotive Engineers)定义的一种用于重型车辆和工业设备中的通信协议,主要应用于车辆和设备之间的实时数据交换。J1939基于CAN(Controller Area Network)总线技术,使用29bit的扩展标识符和扩展数据帧,CAN通信速率为250Kbps,用于车载电子控制单元(ECU)之间的通信和控制。小北同学在之前也对J1939协议做过扫盲科普【科普系列】SAE J
    北汇信息 2024-12-11 15:45 120浏览
  • 时源芯微——RE超标整机定位与解决详细流程一、 初步测量与问题确认使用专业的电磁辐射测量设备,对整机的辐射发射进行精确测量。确认是否存在RE超标问题,并记录超标频段和幅度。二、电缆检查与处理若存在信号电缆:步骤一:拔掉所有信号电缆,仅保留电源线,再次测量整机的辐射发射。若测量合格:判定问题出在信号电缆上,可能是电缆的共模电流导致。逐一连接信号电缆,每次连接后测量,定位具体哪根电缆或接口导致超标。对问题电缆进行处理,如加共模扼流圈、滤波器,或优化电缆布局和屏蔽。重新连接所有电缆,再次测量
    时源芯微 2024-12-11 17:11 123浏览
  • 首先在gitee上打个广告:ad5d2f3b647444a88b6f7f9555fd681f.mp4 · 丙丁先生/香河英茂工作室中国 - Gitee.com丙丁先生 (mr-bingding) - Gitee.com2024年对我来说是充满挑战和机遇的一年。在这一年里,我不仅进行了多个开发板的测评,还尝试了多种不同的项目和技术。今天,我想分享一下这一年的故事,希望能给大家带来一些启发和乐趣。 年初的时候,我开始对各种开发板进行测评。从STM32WBA55CG到瑞萨、平头哥和平海的开发板,我都
    丙丁先生 2024-12-11 20:14 86浏览
  • 天问Block和Mixly是两个不同的编程工具,分别在单片机开发和教育编程领域有各自的应用。以下是对它们的详细比较: 基本定义 天问Block:天问Block是一个基于区块链技术的数字身份验证和数据交换平台。它的目标是为用户提供一个安全、去中心化、可信任的数字身份验证和数据交换解决方案。 Mixly:Mixly是一款由北京师范大学教育学部创客教育实验室开发的图形化编程软件,旨在为初学者提供一个易于学习和使用的Arduino编程环境。 主要功能 天问Block:支持STC全系列8位单片机,32位
    丙丁先生 2024-12-11 13:15 71浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-11 17:58 98浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-12 10:13 62浏览
  • 应用环境与极具挑战性的测试需求在服务器制造领域里,系统整合测试(System Integration Test;SIT)是确保产品质量和性能的关键步骤。随着服务器系统的复杂性不断提升,包括:多种硬件组件、操作系统、虚拟化平台以及各种应用程序和服务的整合,服务器制造商面临着更有挑战性的测试需求。这些挑战主要体现在以下五个方面:1. 硬件和软件的高度整合:现代服务器通常包括多个处理器、内存模块、储存设备和网络接口。这些硬件组件必须与操作系统及应用软件无缝整合。SIT测试可以帮助制造商确保这些不同组件
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:45 88浏览
  • 铁氧体芯片是一种基于铁氧体磁性材料制成的芯片,在通信、传感器、储能等领域有着广泛的应用。铁氧体磁性材料能够通过外加磁场调控其导电性质和反射性质,因此在信号处理和传感器技术方面有着独特的优势。以下是对半导体划片机在铁氧体划切领域应用的详细阐述: 一、半导体划片机的工作原理与特点半导体划片机是一种使用刀片或通过激光等方式高精度切割被加工物的装置,是半导体后道封测中晶圆切割和WLP切割环节的关键设备。它结合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等先进技术,具有高精度、高
    博捷芯划片机 2024-12-12 09:16 97浏览
  • 近日,搭载紫光展锐W517芯片平台的INMO GO2由影目科技正式推出。作为全球首款专为商务场景设计的智能翻译眼镜,INMO GO2 以“快、准、稳”三大核心优势,突破传统翻译产品局限,为全球商务人士带来高效、自然、稳定的跨语言交流体验。 INMO GO2内置的W517芯片,是紫光展锐4G旗舰级智能穿戴平台,采用四核处理器,具有高性能、低功耗的优势,内置超微高集成技术,采用先进工艺,计算能力相比同档位竞品提升4倍,强大的性能提供更加多样化的应用场景。【视频见P盘链接】 依托“
    紫光展锐 2024-12-11 11:50 80浏览
  • 在智能化技术快速发展当下,图像数据的采集与处理逐渐成为自动驾驶、工业等领域的一项关键技术。高质量的图像数据采集与算法集成测试都是确保系统性能和可靠性的关键。随着技术的不断进步,对于图像数据的采集、处理和分析的需求日益增长,这不仅要求我们拥有高性能的相机硬件,还要求我们能够高效地集成和测试各种算法。我们探索了一种多源相机数据采集与算法集成测试方案,能够满足不同应用场景下对图像采集和算法测试的多样化需求,确保数据的准确性和算法的有效性。一、相机组成相机一般由镜头(Lens),图像传感器(Image
    康谋 2024-12-12 09:45 100浏览
  • 全球智能电视时代来临这年头若是消费者想随意地从各个通路中选购电视时,不难发现目前市场上的产品都已是具有智能联网功能的智能电视了,可以宣告智能电视的普及时代已到临!Google从2021年开始大力推广Google TV(即原Android TV的升级版),其他各大品牌商也都跟进推出搭载Google TV操作系统的机种,除了Google TV外,LG、Samsung、Panasonic等大厂牌也开发出自家的智能电视平台,可以看出各家业者都一致地看好这块大饼。智能电视的Wi-Fi连线怎么消失了?智能电
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:33 90浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦