0 写在前面
善良的人永远是受苦的,那忧苦的重担似乎是与生俱来的,所以仅有忍耐。——张爱玲
《雷达系统工程》相当于《雷达系统导论》的进阶姊妹篇,为了保持其独立完整性,会出现一些重复的地方。
1 雷达作用
检测:用足够的能量照亮选定区域,以检测感兴趣的目标。
测量目标参数:测量探测目标的距离、多普勒和角位置。
跟踪:将连续的目标检测关联为来自同一个对象和细化目标的状态向量。
辨别:确定目标是友军还是敌军。 – Determine what target is - Is it a threat ?
信息传递:将目标传递给导弹拦截弹、数据采集功能、空中交通管制员/操作员。
雷达距离方程:
雷达RCS定义:
雷达接收功率:
雷达接收噪声:
系统热噪声:
热噪声与频率关系:
跟踪与搜索方程:
搜索雷达性能:
雨杂波(和其他体积分布目标)的雷达方程:
体杂波分辨单元计算:可以参考《radar conversation》中的推导过程。
2 雷达损失
系统损失:
主要损失:
波束损失原理:雷达方程假设积累n个脉冲,所有脉冲都具有增益G;除了光束中心的脉冲外,实际脉冲以小于最大值的增益照射目标。
主要损失:
矩形波导衰减:
镜片损耗与距离(Lens Loss vs. Range):低仰角下的大气折射梯度会导致雷达波束的扩展,从而使雷达功率小幅下降;这种镜片损耗与频率无关;它只对远距离目标具有重要意义。
大气衰减引起的损失:
主要损失:带宽校正系数:接收器与传输脉冲的滤波器不完全匹配;积累损耗:脉冲的非相干积累不如相干积累有效;波动损失:目标回波随着相对雷达的视角变化而波动;边界(场退化)损失:雷达的特性会随着时间的推移而恶化(预计约3 dB并非不合理)输电线路中的水;发射管弱或调谐不良接收器噪声系数恶化。
3 举例说明
示例一:机场监控雷达。
示例二:距离测量雷达。
Swerling I模型的检测统计:检测概率=0.9。
Radar Equation Example #2:
System Losses:
4 总结讨论
Cautions in Using the Radar Equation :
雷达方程与检测过程:
总结:
5 参考文献
[1] 百度翻译
[2] MIT 公开课: Radar Systems Engineering