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雷达在陆地、空中和海上的应用

本文摘要:用于多年的雷达技术仍是当今军队的关键战术。那雷达技术的基本原理是什么?本文就带上你从入门开始理解雷达。雷达是无线电观测和测距的总称,其历史可以追溯到20世纪早期。 它最初是为军事服务研发的,后来在第二次世界大战中被用作战争。自早期以来,雷达技术早已再次发生了极大的变化。 如今,雷达不仅应用于军事,还有许多民用用途。像上面所说的,雷达技术最初是为军事目的而研发的。今天,陆地、空中和海上的军事应用于都依赖雷达,因此军事服务仍是它的主要应用领域。

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用于多年的雷达技术仍是当今军队的关键战术。那雷达技术的基本原理是什么?本文就带上你从入门开始理解雷达。雷达是无线电观测和测距的总称,其历史可以追溯到20世纪早期。

它最初是为军事服务研发的,后来在第二次世界大战中被用作战争。自早期以来,雷达技术早已再次发生了极大的变化。

如今,雷达不仅应用于军事,还有许多民用用途。像上面所说的,雷达技术最初是为军事目的而研发的。今天,陆地、空中和海上的军事应用于都依赖雷达,因此军事服务仍是它的主要应用领域。

其中还包括威胁观测,导弹制导,空中和海上导航系统等。尽管雷达技术随着时间的流逝而转变,但其总体概念仍维持恒定。典型的雷达系统由发射器和接收器构成。

发射器的起到是向目标物体方向升空信号,该目标可以在离发射器较远的方位。因此这个信号必需充足强劲,以抵达预计目标的方位。当升空信号抵达目标时,部分信号被光线,然后被雷达接收器检测到,这种光线信号也称作脉冲。

为了顺利观测远程目标,雷达接收器必需高度灵敏。一旦接收器检测到光线信号,就可以取得关于目标的各种类型的信息。

这些信息还包括目标的大小、距离、方位和速度。图1为一个基本的雷达系统。

1、典型雷达系统运营情况雷达也在有所不同的频段上工作。下列出了有所不同的雷达频段。雷达方程接收器输出端的检测信号显著很弱于发送到信号。

该接管信号的功率级由几个因素要求,可以通过以下方程(也称作雷达方程)展开数学定义:pt=传输功率G=天线增益λ=升空信号的波长σ=雷达横截面R=天线与目标之间的距离(距离)该方程指出升空和接管天线是完全相同的,一般来说被称作单基地雷达系统。双基地雷达系统用于独立国家的天线展开升空和接管。

当升空信号击中目标时,能量被集中到各个方向,部分能量新的行至雷达系统。雷达散射截面(RCS)是一个最重要的雷达参数,它要求了目标光线能量的大小。

RCS的单位是m2。因此,雷达接收器必需十分灵敏,以便需要检测远距离目标光线的信号。由于所有接收器都会产生一定量的噪声,当信号通过接收器时,信噪比不会减少。

顺利检测光线信号必须使接收器输入大于信噪比。大于信噪比对应信号的大于功率级,该信号可应用于接收器的输出以展开必要的检测。如果未知大于功率级,就可以重新排列雷达方程,以确认雷达系统的仅次于射程。

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该方程式如下:PEmin=接收器输出端的大于功率电平不应解释的是,图中右图的仅次于目标距离方程用修改术语叙述了雷达性能。而传播效果等其他因素也不会影响性能。

确认范围和径向速度范围由升空信号传播到目标再行回到接收器所必须的时间来确认。目标的径向速度与多普勒频移有关。

从本质上说道,移动目标所产生的回到信号频率与发送到信号频率有所不同。该频率称作多普勒频率(fd),可以通过以下方程来定义:v=目标的径向速度fo=发送到信号的频率C=光速于是以多普勒频率回应相似雷达系统目标,胜多普勒频率回应靠近目标。

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因此,当目标相似雷达系统时,接管信号的频率相等升空信号的频率再加多普勒频率。当目标靠近雷达时,接管信号的频率相等升空信号的频率乘以多普勒频率。连续波雷达信号升空连续波信号的雷达系统可以确认目标速度,速度是由多普勒频率要求的,基于连续波的雷达系统虽然能确认目标速度,但由于缺少定点基准,无法提供目标距离信息。频率调制连续波信号本质上是一个频率变化的波形。

与连续波信号比起,利用频率调制连续波信号的雷达系统可以确认目标的速度和距离。脉冲射频信号脉冲射频信号是雷达应用于中更为少见的信号形式,脉冲射频信号可以叙述为周期性的射频能量愈演愈烈,因为信号是在一段时间内“关上”,然后在另一段时间内“重开”。图2为理想脉冲,图3为理想脉冲射频信号。

脉冲有许多特性定义,如峰值功率、平均功率、脉冲反复频率、脉冲反复间隔、脉冲宽度、频率、上升时间和下降时间。这些脉冲特性对雷达系统本身的性能十分最重要。2、理想脉冲3、脉冲调制射频信号是雷达应用于中常用的一种信号脉冲反复频率是产生脉冲的速率。与它成反比的脉冲反复间隔可以叙述为脉冲之间的时间间隔。

雷达参数的仅次于具体范围也十分最重要,它由脉冲反复间隔确认。仅次于具体范围可以定义为脉冲抵达目标的仅次于距离,以便在发送到下一个脉冲之前接管到脉冲。坐落于该距离之外的目标有可能造成模糊不清的脉冲号召,因为在先前发送到的脉冲被光线返接收器之前,不会再行发送到新的脉冲。

因此,减少脉冲反复间隔不会减少具体的范围,其数学定义如下:C=光速分辨率是雷达的另一个最重要参数。分辨率要求了雷达系统能在多大程度上区分两个有所不同的目标。换句话说,两个彼此相似的目标有可能与雷达系统有一定距离,一个具备充足分辨率的雷达系统将需要区分两个目标。

但是,如果分辨率过于,雷达系统不能看见一个错误目标,而无法准确看见两个独立国家的目标。增大升空信号的脉冲宽度可以提升雷达系统的分辨率。然而,增大脉冲宽度也不会对可传输的功率量产生容许,从而容许雷达系统的范围。通过减少升空信号的脉冲宽度,可以构建较长的距离。

较短脉冲容许更佳的分辨率,而宽脉冲容许更长的范围,因此,雷达性能方面的权衡十分最重要。


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