基本雷达/脉冲雷达
目标•解释如何使用基本雷达系统确定距离。•应用占空比、PW、PRF、PRT、平均值和峰值功率之间的关系。•计算信噪比(dB和无量纲)。•应用信噪比、新电量和最小信号之间的关系进行检测。•解释阈值电平(TL)并区分将接收器设置为高于和低于用于检测的最小信号。•识别基本脉冲雷达系统的组件
引言•海因里希·赫兹(HeinrichHertz)——德国物理学家在1880年代后期证明电磁波是由振荡器的“火花”产生的。然后指出“没用，什么”。•GuglielmoMarconi–意大利电气工程师。1895年，将电磁信号发送到几公里外的某个点。1899年发送英国和法国之间的通信。1909年获得诺贝尔物理学奖。
战争中的雷达•第一次世界大战是一场用眼睛和耳朵进行的战争——没有雷达这样的东西。•二战前，德国拥有许多Funkmessgeraets，即“无线电测量设备”。数量超过了盟友，而且复杂程度也超过了盟友。•到1940年底，德国停止了雷达系统的开发，并预测了一场短暂的战争。•英国和美国的研发赶上并超过了德国。•ChainHome使用30MHz范围。芙蕾雅
脉冲雷达•将环境扩展到我们自己的眼睛和耳朵之外。扩展检测功能。•优点•可以看穿损害视觉检测的条件，具有更长的视觉LOS范围。•精确测量范围和相对运动(比仅用眼睛更准确)。•精确测量方位角和仰角。•将准确的信息输入火控系统，比人类更有效率。•缺点•目标分辨率差。•识别能力差。
射频(RF)•工作/工作频率•调制形成脉冲序列•范围介于400MHz和20GHz之间•最常用的雷达使用•1000MHz–17GHz
脉冲图PRF=1/PRT
脉冲重复时间(PRT)•PRT具有时间单位(毫秒)。•是一个脉冲开始和另一个脉冲开始之间的间隔。一次传输(发送/接收)的总时间。•PRT=PW+RT=一个脉冲/#每秒脉冲数•也称为脉冲重复间隔(PRI)。
峰值功率/平均功率•峰值功率(PPK)•每个脉冲的功率。•影响最大雷达范围。•通常以千瓦或兆瓦表示。•平均功率(PAVG)•每个脉冲的功率分布在整个PRT上。•更高的平均功率需要更大的散热。•通常以千瓦表示。•占空比•在变送器上表达负载的便捷方式。占空比=(PW)(PRF)=PW/PRT=PAVE/PPEAK
示例150MHz雷达的PRF为5,000Hz，平均功率为20kW，脉冲宽度为2μSec。计算该雷达的峰值功率。占空比=(PW)(PRF)=PW/PRT=PAVE/PPEAK(2x10-6sec)(5000Hz)=(20x103W)/PPeakPpeak=2000kW
脉冲雷达•使用最广泛的技术，即“常规”雷达。•基于发射到环境中并等待“回声”的电磁脉冲。•利用光速测量回波范围。R=ct/2
范围计算•范围=cDt2•示例：如果您的雷达信号在33毫秒内从触点发射和返回，那么触点的范围是多少？•R=3X108米/秒X33X10-6秒=9873米=4.93公里•22
脉冲雷达组件整个操作的协调员。告诉每个组件何时执行其操作生成和|放大信号的射频振荡器。充当发送和接收信号的门。防止接收器被爆破为雷达操作提供交流和直流电源天线–辐射和接收信号。显示部分或范围。让你看看雷达瞄准镜。接收、放大和处理返回信号，
雷达演示•基本脉冲雷达•1个平面•长脉冲和短脉冲
信号接收•只有一小部分射频被反射到目标上。•只有一小部分返回天线。•接收器可以处理的信号越弱，有效范围越大。
信噪比•能够在背景噪音中识别目标。•噪音始终存在。•在一定范围内，噪声大于目标的回波。•噪声设定了接收机灵敏度的绝对下限。背景噪声的平均量称为噪声等效功率(NEP)。•用于抑制多余噪音的阈值电平。•S/N设置检测阈值，用于确定将显示哪些内容，不显示哪些内容。•如果S/N=1，则仅显示等于或大于背景噪声的功率返回。
噪声等效功率(NEP)•噪声始终存在。•内部和外部/自然和有意•从远距离返回的脉冲可能小于环境噪声水平•噪声设定了雷达接收器灵敏度的绝对下限。•背景噪声的平均量称为噪声等效功率(NEP)。•NEP将噪声与检测到的功率电平相关联，以便将其与返回的雷达信号进行比较。•NEP通常以瓦特表示。
目标误报TL#1平均噪声水平时间噪声峰值阈值水平
目标虚假目标PPI
目标误报TL#1TL#2平均噪声水平时间噪声尖峰阈值水平
未检测到的目标目标目标PPI
1000Hz信号电平为15dBm噪声水平：5dBm信噪比：10dB信噪比回顾•信噪比量化了背景噪声强度与总信号强度的比较•S/N：信噪比商S/N=10(SNR/10)•SNR是以分贝(dB)表示的信噪比(SN)信噪比=10log(S/N)•(SNR)dB=电平信号(dBm)-电平噪声(dBm)
Smin•Smin=用于检测的最小信号•测量雷达接收并评估为有效触点的最弱信号回波的强度•要获得有效触点，返回功率(Pr)需要大于Smin，因此......(Pr)>(S/N)(NEP)=Smin
MDS•MDS=最小可辨别信号•相当于Smin的分贝•相对于1mW计算
目标•解释如何使用基本雷达系统确定距离。•应用占空比、PW、PRF、PRT、平均值和峰值功率之间的关系。•计算信噪比(dB和无量纲)。•应用信噪比、新电量和最小信号之间的关系进行检测。•解释阈值电平(TL)并区分将接收器设置为高于和低于用于检测的最小信号。•识别基本脉冲雷达系统的组件
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