什么是雷達?哪些環(huán)節(jié)會帶來雷達系統(tǒng)的損耗?

雷達早在幾十年前就已經(jīng)投入了使用，我們通過雷達也成功捕捉到了很多信號。為增進大家對雷達的認識，本文將對雷達以及可能給雷達帶來損耗的環(huán)節(jié)予以介紹。如果你對雷達具有興趣，不妨來和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

一、雷達

雷達的出現(xiàn)，是由于一戰(zhàn)期間當時英國和德國交戰(zhàn)時，英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達(技術(shù))能在反空襲戰(zhàn)中幫助搜尋德國飛機。二戰(zhàn)期間，雷達就已經(jīng)出現(xiàn)了地對空、空對地(搜索)轟炸、空對空(截擊)火控、敵我識別功能的雷達技術(shù)。

二戰(zhàn)以后，雷達發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計算機的自動火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相位陣列、頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達體制。

后來隨著微電子等各個領(lǐng)域科學進步，雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展。雷達的探測手段已經(jīng)由從前的只有雷達一種探測器發(fā)展到了紅外光、紫外光、激光以及其他光學探測手段融合協(xié)作。

當代雷達的同時多功能的能力使得戰(zhàn)場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標進行掃描，并對干擾誤差進行自動修正，而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的。

自動目標識別則可使武器系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮作用，空中預警機和JSTARS這樣的具有戰(zhàn)場敵我識別能力的綜合雷達系統(tǒng)實際上已經(jīng)成為了未來戰(zhàn)場上的信息指揮中心。

二、哪些環(huán)節(jié)會帶來雷達系統(tǒng)的損耗

雷達系統(tǒng)中有很多影響雷達作用距離的實際因素，需要在雷達設(shè)計和使用的全過程中考慮并盡量將損失降到最小。

雷達系統(tǒng)損耗包括饋線傳輸損耗、接收機失配損耗、量化損耗、脈沖壓縮加權(quán)損耗、CFAR檢測損耗、目標起伏損耗、天線波束形狀損耗、設(shè)備不理想的損耗等。

饋線傳輸損耗。發(fā)射機和接收機饋線傳輸損耗包括收發(fā)開關(guān)T/R、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、隔離器、定向耦合器、功分器、波導、接頭等產(chǎn)生的損耗，對于一個給定的雷達系統(tǒng)來說是恒定的，一般約為3-4dB。該損耗與材料、工藝以及工作波長等因素有關(guān)，通常情況下，工作波長越短，也就是頻率越高，損耗越大。

天線波束形狀損耗。雷達方程中的天線增益認為是最大輻射方向?qū)誓繕藭r的最大增益，但實際中天線波束掃過目標時收到的目標回波能量會比最大增益的等幅脈沖串時要小。當積累脈沖數(shù)較多時，天線波束形狀對脈沖串幅度的調(diào)制影響會越大，從而損失也會越大。

接收機失配損耗。由于系統(tǒng)設(shè)計的問題，接收機濾波器可能不是完全的匹配濾波，會產(chǎn)生失配損耗，一般情況下，失配損耗小于1dB。這個損耗的大小與信號形式、接收機濾波特性相關(guān)，并且當接收機采用的不是最佳帶寬時信噪比損失也會變大。

量化損耗。量化損耗是A/D變換處理過程中所引入的噪聲產(chǎn)生的，以及由信號處理電路中有限字長的截斷效應(yīng)產(chǎn)生的。

脈沖壓縮加權(quán)損耗。脈沖壓縮加權(quán)損耗是為了降低距離副瓣而引入的加權(quán)函數(shù)引起的。

CFAR損耗。CFAR檢測損耗是由檢測門限非理想估計值與理想的門限相比所造成的。估計的波動迫使門限均值高于理想門限值，因而產(chǎn)生了損耗。CFAR損失與CFAR類型不同而略有不同，這種損失有可能大于2dB。

目標起伏損耗。在雷達方程中，雷達截面積是按照不起伏來計算的，當考慮目標起伏時，回波功率會下降。目標起伏損耗是檢測概率、虛警概率、脈沖積累數(shù)和目標起伏模型的函數(shù)。

實際空間的損耗。雷達很少工作在近似自由空間中，而是經(jīng)常受到地面/海面及其傳播介質(zhì)的影響，需要將自由空間中的雷達方程按照實際空間情況進行修正。例如不同天氣情況、大氣成分的不同、折射率的不同、發(fā)射波和直達波的干涉效應(yīng)等都會對雷達性能產(chǎn)生影響。

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