雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,不同類型的雷達(dá)應(yīng)用場景也不同,它需要綜合考慮性能、尺寸、成本等一系列因素。比如警用雷達(dá)常使用連續(xù)波雷達(dá)來簡單測量運(yùn)動車輛的速度而不需關(guān)注距離信息。因此,低成本和小尺寸就比先進(jìn)性能和特性更重要。
另一種極端情況下,復(fù)雜的相控陣?yán)走_(dá),可能有上千個收發(fā)組件同時工作,另外他們可能依靠復(fù)雜的技術(shù)來提升性能,比如說,旁瓣調(diào)零,參差 PRI,捷變頻、實(shí)時波形優(yōu)化等。
今天一起來看看雷達(dá)參數(shù)的測量。功率 / 頻譜的測量
通常,雷達(dá)發(fā)射機(jī)是系統(tǒng)中成本最高的部件,它具有最高的功耗,最嚴(yán)格的冷卻要求以及對系統(tǒng)性能的影響最大。在談?wù)摴β蕰r使用了許多不同的術(shù)語,如下圖所示。
平均功率是在雷達(dá)的完整時間波形上積分的功率。 如果脈沖寬度和 PRF 不恒定,積分時間必須足夠長,以涵蓋脈沖參數(shù)所有可能的變化。大多數(shù)典型的射頻和微波功率計(jì)是平均功率計(jì),與信號的能量相關(guān)。
峰值功率是最大瞬時功率。脈沖功率是一個完整脈沖的積分或平均功率。其他參數(shù),包括占空比,脈沖寬度,PRF,以及上升和下降時間,對于表征雷達(dá)信號的功率非常有用。
從雷達(dá)方程的角度來看,功率項(xiàng)對應(yīng)于發(fā)射脈沖的功率。如果排除積分項(xiàng),則該等式適用于單個脈沖。因此,在單個脈沖的基礎(chǔ)上測量峰值和脈沖功率是有用的。對于現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng),這種技術(shù)變得越來越重要,因?yàn)槔走_(dá)會動態(tài)調(diào)整脈沖寬度和 PRF 以改善系統(tǒng)性能。
使用現(xiàn)代測試設(shè)備使測量變得更容易。
如果已知脈沖的某些特性,例如雷達(dá)信號的占空比,則可以基于平均功率導(dǎo)出或估計(jì)出脈沖功率。其結(jié)果幾乎等于脈沖頂部幅度,并且在方波脈沖的情況下,它將等于真實(shí)的峰值功率或脈沖功率。
除了測量功率外,頻譜形狀對于驗(yàn)證雷達(dá)系統(tǒng)是否有效運(yùn)行也至關(guān)重要。
例如,不對稱或不正確的頻譜形狀表示雷達(dá)的運(yùn)行效果不是最佳。在這種情況下,雷達(dá)可能在不需要的頻率上發(fā)射功率而產(chǎn)生功率浪費(fèi),還會導(dǎo)致帶外干擾。對于某些雷達(dá)系統(tǒng),脈沖整形用于降低頻譜旁瓣的水平,以提高雷達(dá)組件的效率和壽命,并減少帶寬。
測量雷達(dá)功率、脈沖特性和頻譜有多種選擇,包括使用功率計(jì),信號 / 頻譜分析儀或矢量信號分析儀。由于每種儀器都有優(yōu)點(diǎn)和局限性,因此最佳的選擇取決于測量目標(biāo)以及雷達(dá)和測試儀器的限制。
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