📜  雷达系统-概述

📅  最后修改于: 2020-11-23 04:58:52             🧑  作者: Mango


RADAR是基于电磁的检测系统,其工作原理是辐射电磁波,然后研究回波或反射回波。

雷达的完整形式是RA DIO d etection– [R anging。检测是指目标是否存在。目标可以是固定的或可移动的,即非固定的。测距是指雷达与目标之间的距离。

雷达可用于地面,海上和太空中的各种应用。雷达的应用如下。

  • 控制空中交通
  • 船舶安全
  • 感知偏远地区
  • 军事应用

在任何雷达应用中,基本原理都保持不变。现在让我们讨论雷达的原理。

雷达基本原理

雷达用于检测物体并找到其位置。从下图我们可以了解雷达的基本原理

基本校长

如图所示,雷达主要由发射机和接收机组成。它使用相同的天线来发送和接收信号。发射器的函数是沿目标存在的方向发射雷达信号。

目标在各个方向上反射此接收信号。反射回天线的信号被接收器接收

雷达系统术语

以下是基本术语,在本教程中很有用。

  • 范围
  • 脉冲重复频率
  • 最大明确范围
  • 最小射程

现在,让我们逐一讨论这些基本术语。

范围

雷达和目标之间的距离被称为目标的范围或简单地范围,R.我们知道,雷达信号传送到目标,并相应地目标发送的回波信号的雷达与光,C.速度

令信号从雷达传播到目标并返回到雷达所花费的时间为“ T”。雷达与目标之间的双向距离将为2R,因为雷达与目标之间的距离为R。

现在,以下是Speed的公式。

$$ Speed = \ frac {距离} {时间} $$

$$ \ Rightarrow距离=速度\时间$$

$$ \ Rightarrow 2R = C \ times T $$

$$ R = \ frac {CT} {2} \:\:\:\:\:Equation \:1 $$

我们可以用公式1中的C&T值代替目标值

脉冲重复频率

雷达信号应在每个时钟脉冲发送一次。两个时钟脉冲之间的持续时间应适当选择,以使与当前时钟脉冲相对应的回波信号应在下一个时钟脉冲之前接收。下图显示了典型的雷达波形

脉冲重复频率

如图所示,雷达发送周期性信号。它具有一系列窄矩形脉冲。连续时钟脉冲之间的时间间隔称为脉冲重复时间$ T_P $。

脉冲重复时间的倒数称为脉冲重复频率$ f_P $。从数学上讲,它可以表示为

$$ f_P = \ frac {1} {T_P} \:\:\:\:\:Equation \:2 $$

因此,脉冲重复频率不过是Radar发送信号的频率。

最大明确范围

我们知道应该在每个时钟脉冲发送雷达信号。如果我们在两个时钟脉冲之间选择较短的持续时间,则与当前时钟脉冲相对应的回波信号将在下一个时钟脉冲之后接收。因此,目标范围似乎小于实际范围。

因此,我们必须选择两个时钟脉冲之间的持续时间,以使得在下一个时钟脉冲开始之前将接收与当前时钟脉冲相对应的回波信号。然后,我们将获得目标的真实范围,也称为目标的最大明确范围,或简称为最大明确范围

代入公式1中的$ R = R_ {un} $和$ T = T_P $。

$$ R_ {un} = \ frac {CT_P} {2} \:\:\:\:\:\ Equation \:3 $$

从等式2,我们将获得脉冲重复时间$ T_P $作为脉冲重复频率$ f_P $的倒数。从数学上讲,它可以表示为

$$ T_P = \ frac {1} {f_P} \:\:\:\:\:Equation \:4 $$

用公式3代替公式4。

$$ R_ {un} = \ frac {C \ left(\ frac {1} {f_P} \ right)} {2} $$

$$ R_ {un} = \ frac {C} {2f_P} \:\:\:\:\:Equation \:5 $$

我们可以使用公式3或公式5来计算目标的最大明确范围。

  • 通过将等式3中的$ C $和$ T_P $的值代入,我们将获得目标的最大明确范围$ R_ {un} $的值。

  • 同样,通过将等式5中的$ C $和$ f_P $的值代入,我们将获得目标的最大明确范围$ R_ {un} $的值。

最小射程

当我们考虑从雷达发射信号后,回波信号在雷达处接收所需的时间为脉冲宽度时,我们将获得目标的最小范围。也称为目标的最短范围。

代入公式1中的$ R = R_ {min} $和$ T = \ tau $。

$$ R_ {min} = \ frac {C \ tau} {2} \:\:\:\:\:\:Equation \:6 $$

通过将等式6中的$ C $和$ \ tau $的值代入,我们将获得目标的最小范围的值$ R_ {min} $。