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（Heinrich Hertz）——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”。• Guglielmo Marconi – 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。• Chain Home 使用 30 MHz 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 20 GHz 之间 • 最常用的雷达使用 • 1000 MHz – 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 150 MHz 雷达的 PRF 为 5,000 Hz，平均功率为 20 kW，脉冲宽度为 2 μSec。计算该雷达的峰值功率。占空比 = （PW） （PRF） = PW/PRT = PAVE/PPEAK （2x10-6sec）（5000 Hz） =（ 20x103W）/PPeak Ppeak = 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 = ct / 2

范围计算 • 范围 = c Dt 2 • 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 X 33X10-6 秒 = 9873 米 = 4.93 公里 • 2 2

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 #1 TL #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

1000 Hz 信号电平为 15 dBm噪声水平：5 dBm 信噪比：10 dB 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 = 10 log （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 1 mW 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