影响脉冲雷达的关键参数

PASTERNACK 2025-02-21 16:01:53

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。今天我们就来聊聊影响脉冲雷达的关键参数。

一、 工作原理

脉冲雷达发射的波形为矩形的脉冲,按一定的或交错的重复周期工作,是目前应用最广泛的雷达信号形式。其信号发射采用间歇式发射脉冲周期信号,并且在发射的间隙接收反射的回波信号,即收发间隔进行。脉冲雷达存在问题是在近距离段存在探测盲区。

脉冲雷达的基本工作原理是脉冲调制器产生短脉冲,然后放大。放大的脉冲然后通过双工器或开关电路到达脉冲雷达天线。然后,脉冲在空气中传播,直到它击中能够反射射频能量的物体。在反射物体上产生的一些反射与雷达天线相互作用,产生电信号。该信号通过双工器或开关被传导到脉冲雷达的接收器部分,在发射的脉冲通过双工器/开关后立即切换其方向。接收到的信号用低噪声放大器放大,因为雷达接收信号往往很弱。然后,放大的RF信号通常被混频成中频(IF)信号,该中频(IF)信号然后被发送到检测器,该检测器测量原始脉冲发射和接收信号到达之间的时间差。发射和接收之间的时间差决定了脉冲的飞行时间,从而决定了物体距离雷达有多远。

二、关键参数

1) 脉冲宽度

脉冲宽度是指脉冲持续的时间,决定了脉冲雷达的最小距离和距离分辨率,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。较长的脉冲需要更长的时间才能改变双工器/开关的方向,并且接收器能够接收到雷达反射。

2)脉冲重复频率(PRF)

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可以从几百赫兹到几百千赫兹,并且在雷达工作过程中可以改变。较短的PRF会减小雷达的最大射程,但可能会更深入地了解目标的行为。

3) 距离分辨率

距离分辨率是脉冲雷达的一个理想的特性,因为较高的分辨率可以区分彼此“相邻”的多个目标,否则较低的距离分辨率会使多个目标看起来像单个目标。

脉冲雷达也可以利用多普勒效应和调整雷达的PRF来确定目标的速度。但是,调整PRF会影响最大探测距离,从而导致在距离和速度模糊性之间进行权衡。还有更先进的脉冲雷达技术如脉冲压缩和脉冲调制可以增强雷达性能,它们是用雷达电路的复杂性、成本和尺寸来换取更好的雷达性能。

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