1. 无线电频率的选择

1.1 雷达频率

雷达的频率决定了检测距离、角度、分辨力、多普勒性能、尺寸、重量、成本等
频率范围:几百 MHz ~ 100 GHz
波长:【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图1

1.2 雷达频段

频段 GHz cm
Ka 38 0.8
Ku 15 2
X 10 3
C 6 5
S 3 10

1.3 频率对性能的影响

  • 物理尺寸 波长长,发射管尺寸大
  • 发射功率 波长长,发射功率高
  • 波束宽度 【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图2,同样尺寸天线,波束宽度与波长成正比
  • 大气衰减 大气吸收和散射,对高频衰减严重,3GHz以上存在气象杂波
  • 环境噪声 大气中各个频率都存在,空间中低频噪声,0.3~10GHz环境噪声最小,20GHz以上越来越大

1.4 最佳频率选择

  • 地面应用 低频段,不受设备尺寸限制,但频段几乎用尽,气象雷达 C和X频段
  • 舰船应用 全频率
  • 飞机应用 预警雷达, UHF,S 频段,天线大,以获得所需的角分辨率,高度计 C频段
  • 战机应用 X,Ku ,大气衰减小,窄波束,成本低

2. 脉冲波形

2.1 发射参数

【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图3:脉冲重复间隔,脉冲周期(相当于T)
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图4:脉冲重复频率【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图5
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图6:脉冲宽度,脉冲持续时长
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图7:占空比,【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图8
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图9:峰值功率,发射机发射时输出功率,决定了发射机应采用的电压
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图10:平均功率,脉冲周期内平均的功率,【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图11,是雷达可能探测距离的关键因素
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图12:脉冲能量,【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图13
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图14:观测能量,观测时间窗口内脉冲能量的累积【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图15
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图16:效率,【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图17

  • 例题

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3. 雷达原理

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雷达到目标的实现距离R:
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图20

3.1 最大不模糊距离

【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图21
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图22

  • 例题

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3.2 最小测量距离

【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图24
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图25:雷达从发射转入接收状态的过渡时间

3.3 距离分辨力

区分两个相隔较近物体的能力
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【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图27

  • 例题

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3.4 角度的测量

3.4.1 最大信号法测角

  • 优点:简单
  • 缺点:测量精度不高,不能用于自动测角

    3.4.2 等信号法测角

    用两个相同,彼此重叠的波束
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  • 优点:测角精度高,可判断偏离方向可用于自动测角

  • 缺点:复杂,发射功率相同时,作用距离较小

3.5 角度分辨力

横向距离分辨力
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图31

  • 例题

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3.6 速度的测量

多普勒频移
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图33

  • 例题

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3.7 多普勒分辨力

频谱分辨力
【无线电定位】脉冲雷达原理 - 图35

  • 例题

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