【高级雷达感知与学习】 第三章 雷达物理与经典信号处理复习

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一、雷达物理与经典信号处理基础

1.1 电磁波基础

雷达系统依赖电磁波（Electromagnetic Wave）进行目标探测。电磁波是横波，由相互垂直的电场 E 和磁场 H 构成，在自由空间中以光速 c≈3×108 m/sc≈3×108 m/s 传播。

• 波长与频率关系：

  λ=cfcλ=fc​c​

  其中 fcfc​ 为载波频率。例如，77 GHz 毫米波雷达对应的波长为：

  λ=3×10877×109≈3.9 mmλ=77×1093×108​≈3.9 mm

• 极化：电磁波的电场方向定义其极化方式（线极化、圆极化等），影响目标散射特性。

• 传播特性：电磁波在传播中受大气衰减、多径效应、遮挡等影响，尤其在毫米波频段更为显著。

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1.2 雷达回波模型

雷达发射信号 s(t)s(t)，经目标反射后，接收端收到的回波信号可建模为：

r(t)=α⋅s(t−τ)ej2πfdt+n(t)r(t)=α⋅s(t−τ)ej2πfd​t+n(t)

其中：

• τ=2Rcτ=c2R​：双程传播时延，RR 为目标距离；
• fd=2vrλfd​=λ2vr​​：多普勒频移，vrvr​ 为径向速度；