雷达最大不模糊速度_雷达导论PARTIII.5脉冲雷达的工作机理

今天进入第11章-脉冲雷达的工作机理。看看脉冲体制的雷达是如何工作的。本章目录如下&＃xff1a;

11. 脉冲雷达的工作机理

11.1脉冲发射的优点

11.2脉冲波形

• 11.2.1载波频率
• 11.2.2脉冲宽度
• 11.2.3脉内调制
• 11.2.4脉冲重复频率

11.3模糊图

11.4输出功率和发射能量

• 11.4.1峰值功率
• 11.4.2平均功率

11.5总结

11.6要记住的一些关系式

说到脉冲雷达&＃xff0c;我们首先说说为什么使用脉冲雷达&＃xff0c;哪些应用场合使用脉冲(PW)雷达&＃xff0c;和它对立的是连续波(CW)雷达&＃xff0c;我们来对比一下脉冲雷达和连续波雷达的优缺点。

脉冲雷达&＃xff0c;顾名思义就是发射脉冲波的雷达。脉冲雷达发射短而有力的脉冲&＃xff0c;并在静默期间接收回波信号。见下图&＃xff0c;发射波的峰值很高&＃xff0c;接收波的峰值很低&＃xff0c;往往淹没在噪声中。

大家注意看图中的右下角。

图中的T就是脉冲重复周期PRT&＃xff0c;其倒数就是脉冲重复频率。PRT一般是毫秒量级。

还有一个概念是脉冲宽度&＃xff0c;顾名思义&＃xff0c;就是每个脉冲的宽度。既可用时间表示&＃xff0c;也可以用长度表示。如图11-7&＃xff0c;用时间表示为τ&＃xff0c;一般是微秒量级&＃xff0c;单位取微秒&＃xff0c;乘以光速就是距离L &＃61; 300τ(m)。

PRF的选择至关重要&＃xff0c;因为它决定了雷达观测到的距离和多普勒频率是否模糊&＃xff0c;以及在何种程度上模糊。距离模糊产生的原因如下。雷达无法直接判断某一特定回波属于哪个发射脉冲。如果PRI相对于目标距离足够长&＃xff0c;一个脉冲的所有回波都能在发送下一个脉冲之前被接收到&＃xff0c;但是如果PRI比目标距离短&＃xff0c;一个回波就可能属于任何一个之前的脉冲数。因此&＃xff0c;雷达观测到的距离可能是模糊的。如下图所示。速度模糊的原因也类似。

看不懂也没关系&＃xff0c;关于模糊的问题在第六大篇会单独讲解&＃xff0c;这里先把概念引出。

还有调制的问题&＃xff0c;分为脉内调制和脉间调制。脉内调制大部分采用线性调频FM。脉冲雷达调制是为了增加分辨力&＃xff0c;连续被调制是为了能测距&＃xff0c;原理后面的章节很快会介绍到。

最后还有就是峰值功率和平均功率的关系&＃xff0c;很简单的&＃xff0c;看下图就行。

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好了&＃xff0c;本章的扩展阅读和问题如下&＃xff1a;

1. 雷达重频为500Hz。它的(a)最大不模糊距离和(b)最大不模糊多普勒频率是多少&＃xff1f;

答&＃xff1a;(a) c*(1/500Hz)/2&＃61;300km&＃xff0c;除以2是因为雷达波是往返的

(b) 500Hz/2&＃61;250Hz&＃xff0c;除以2是因为奈奎斯特采样定理

2. 持续时间为100ns的脉冲的长度是多少?

答&＃xff1a;这个就是电磁波在100ns内走的距离。光速乘时间可计算得30m。

3.需要多少脉冲持续时间才能获得1米的距离分辨率?

答&＃xff1a;没有使用脉冲压缩的情况下&＃xff0c;2*1m/c&＃61;6.67ns

4. 雷达的PRF为500Hz&＃xff0c;脉冲持续时间为10us&＃xff0c;峰值传输功率为10kW。(a)占空比(b)平均功率(c)单个脉冲的能量是多少?

答&＃xff1a; (a)10e-6 * 500 &＃61; 0.5%

(b)10000W*0.5% &＃61; 50W

(c)10kW*10us&＃61;0.1J

5. 雷达发出持续时间为20 us的脉冲。忽略接收机恢复时间的影响&＃xff0c;目标可被检测到的最小距离是多少?

答&＃xff1a;没有使用脉冲压缩的情况下&＃xff0c;最小距离为c*t/2&＃61;3000m。