聊聊雷达参数测量那些事儿

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雷达系统应用广泛,不同类型的雷达应用场景也不同,它需要综合考虑性能、尺寸、成本等一系列因素。比如警用雷达常使用连续波雷达来简单测量运动车辆的速度而不需关注距离信息。因此,低成本和小尺寸就比先进性能和特性更重要。

 

另一种极端情况下,复杂的相控阵雷达,可能有上千个收发组件同时工作,另外他们可能依靠复杂的技术来提升性能,比如说,旁瓣调零,参差 PRI,捷变频、实时波形优化等。


今天一起来看看雷达参数的测量。功率 / 频谱的测量

 

 

通常,雷达发射机是系统中成本最高的部件,它具有最高的功耗,最严格的冷却要求以及对系统性能的影响最大。在谈论功率时使用了许多不同的术语,如下图所示。

 

平均功率是在雷达的完整时间波形上积分的功率。 如果脉冲宽度和 PRF 不恒定,积分时间必须足够长,以涵盖脉冲参数所有可能的变化。大多数典型的射频和微波功率计是平均功率计,与信号的能量相关。

 

峰值功率是最大瞬时功率。脉冲功率是一个完整脉冲的积分或平均功率。其他参数,包括占空比,脉冲宽度,PRF,以及上升和下降时间,对于表征雷达信号的功率非常有用。

 

 

从雷达方程的角度来看,功率项对应于发射脉冲的功率。如果排除积分项,则该等式适用于单个脉冲。因此,在单个脉冲的基础上测量峰值和脉冲功率是有用的。对于现代雷达系统,这种技术变得越来越重要,因为雷达会动态调整脉冲宽度和 PRF 以改善系统性能。

 

使用现代测试设备使测量变得更容易。

 

如果已知脉冲的某些特性,例如雷达信号的占空比,则可以基于平均功率导出或估计出脉冲功率。其结果几乎等于脉冲顶部幅度,并且在方波脉冲的情况下,它将等于真实的峰值功率或脉冲功率。

 

 

除了测量功率外,频谱形状对于验证雷达系统是否有效运行也至关重要。

 

例如,不对称或不正确的频谱形状表示雷达的运行效果不是最佳。在这种情况下,雷达可能在不需要的频率上发射功率而产生功率浪费,还会导致带外干扰。对于某些雷达系统,脉冲整形用于降低频谱旁瓣的水平,以提高雷达组件的效率和寿命,并减少带宽。

 

 

测量雷达功率、脉冲特性和频谱有多种选择,包括使用功率计,信号 / 频谱分析仪或矢量信号分析仪。由于每种仪器都有优点和局限性,因此最佳的选择取决于测量目标以及雷达和测试仪器的限制。

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