雷达系统 学习笔记（三）

第三章 连续波雷达和单脉冲雷达

1、距离R和延时τ的关系

$$R=cτ/2$$

2、速度和多普勒频移的关系

$$f_d=\frac{2υ_r}{λ}=\frac{2f_0 υ_r}{c}$$
式中，$f_0$雷达工作频率，$υ_r$是径向速度。

3、简单连续波雷达系统：采用超外差式接收机

在超外差接收机中，因所获得的中频信号频率相当高（如60MHZ），所以闪烁噪声便可忽略不计。中频放大器的输出信号与本振的中频信号混频后就可获得基带（多普勒频率）信号。这类雷达经常用于交警的测速、汽车防撞、人员探测等，因为它们不需要距离信息。
4、调频连续波雷达
在该技术中，发射波的频率是改变的，通过观测调制与回波中对应调制之间的时延来确定距离。若两个连续波峰之间的时间差为$t_r$，则目标距离为：$R=ct_r/2$；

两条曲线为正斜率时，瞬时频差为$f_b^+$，负斜率时为$f_b^-$，则距离为:

$$R= \frac{cT_m}{8∆f}((f_b^++f_b^-)/2)，$$ 径向速度为： $$υ_r=\frac{λ}{4}(f_b^--f_b^+)$$

5、调相连续波雷达：相位编码调制连续波雷达
原理：相位调制连续波雷达可采用将接收波形与存储的发射码进行相关的方法来测定目标的距离；也可采用将接收波形与发射码的延时信号相关的方法来测定目标的距离。

为了消除距离模糊，发射波形必须在$Nτ_1$ (s)以内或更短的时间内返回雷达。因此，相位调制连续波雷达的最大无模糊距离为：

$$R_{max}=\frac{cT_{max}}{2}=\frac{cNτ_1}{2}$$

6、圆锥扫描雷达（顺序天线波束转换）
属于顺序波瓣法测角，采用角误差检测电路产生跟踪误差的电压输出，其大小与跟踪误差成正比，相位或极性取决于误差的方向。这个误差可以推动伺服系统把天线转向适当的方向，以使误差减少到零为止。

7、单脉冲雷达（同时天线波束转换）
属于同时波瓣法测角，单脉冲是通过比较在两个或者更多天线波束内同时收到的信号，来获得目标角度位置信息的一项技术。其中多路接收技术是单脉冲雷达必不可少的。常用单脉冲雷达：振幅和差单脉冲雷达、相位和差单脉冲雷达、单通道和双通道单脉冲雷达、锥脉冲雷达。
8、振幅和差单脉冲雷达
原理：振幅和差单脉冲雷达取得角误差信号的基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和、差处理，分别得到和信号、差信号。
差信号的振幅表示目标误差角的大小，而差信号的相位，则反映在它与两波束接收信号之和同相或反相上，从而表示了目标在该平面内偏离天线轴线的方向；和信号，一来测量目标的距离；二来用来作为角误差信号的相位比较基准。
和差比较器（高频相位环或和差网络）完成和差处理，形成和差波束。
9、相位和差单脉冲雷达
测角原理：两天线相距为d，每个天线孔径产生一个以天线轴为对称轴的波束。在远区，两个方向图几乎重叠。对于波束内的目标，两波束所收到的信号振幅近似相等。当目标偏离对称轴时，两天线接收信号由波程差引起的相位差为

$$φ= \frac{2π}{λ}dsinθ,φ≈\frac{2π}{λ}dθ$$