相控阵雷达的基础知识
相控阵雷达的基础知识
相控阵雷达，即采用相控阵天线的雷达，是一种先进的雷达系统。其基础结构和功能如下：
1.相控阵雷达的天线阵列是由上千个天线单元组成的，这些天线单元可以收发雷达波。任何一个天线都可以收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。
2.在扫描时，选定其中一个区块（数个天线单元）或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。
3.由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适于对付高机动目标。
4.相控阵雷达采用的是电子方法实现波束无惯性扫描，因此也叫电子扫描阵列（ESA），它的波束方向可控、扫描也灵活，并且增益也可以很高。
5.相控阵雷达的波束指向始终与等相位面垂直，而等相位面由阵元间的馈相关系确定。因此在各个阵元都是等幅馈电情况下，线性阵的波束方向图函数为sinc函数。可以通过阵因子来计算相控阵波束宽度。
6.相控阵雷达的波束宽度与扫描角θB的关系：当扫描的最大角度为θmax时，为了不出现删瓣，阵元间距d和波长λ需要满足关系，也就是说当阵元间距小于半波长时，即使扫描到90°都不会出现删瓣。
7.相控阵雷达具有功能多、机动性强的特点。它不需要天线驱动系统、光束指向灵活，能实现无惯性的扫描，从而缩短目标信号检测时间，如信息的传播需要时间，高数据率。
相控阵雷达是一种先进的雷达系统，具有高精度、高更新率、多功能和机动性强的特点。这些特点使得相控阵雷达在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。
无线设计中LNA和PA的基本原理
对性能、微型化和更高频率运行的推动正在挑战无线系统的两个关键天线连接元器件的限制：功率放大器(PA) 和低噪声放大器(LNA)。使5G 成为现实的努力，以及PA 和LNA 在VSAT 端子、微波无线电链路和相控阵雷达系统中的使用促成了这种转变。 这些应用的要求包括较低噪声（对于LNA）和较高能效（对于PA）以及在高达或高于10 GHz 的较高频率下的运行。为了满足这些日益增长的需求，LNA 和PA 制造商正在从传统的全硅工艺转向用于LNA 的砷化镓(GaAs) 和用于PA 的氮化镓(GaN)。 本文将介绍LNA 和PA 的作用和要求及其主要特性，然后介绍典型的GaAs 和GaN 器件以及在利用这些器件进行设计时应牢记的事项。 LNA 的灵敏作用 LNA 的作用是从天线获取极其微弱的不确定信号，这些信号通常是微伏数量级的信号或者低于-100 dBm，然后将该信号放大至一个更有用的水平，通常约为0.5 到1 V（图1）。具体来看，在50 Ω系统中10 μV 为-87 dBm，100 μV 等于-67 dBm。 利用现代电子技术可以轻松实现这样的增益，但LNA 在微弱的输入信号中加入各种噪声时，问题将远不是那么简单。LNA 的放大优势会在这样的噪声中完全消失。 图1：接收路径的低噪声放大器(LNA) 和发送路径的功率放大器(PA) 经由双工器连接到天线，双工器分开两个信号，并防止相对强大的PA 输出使灵敏的LNA 输入过载。（图片来源：Digi-Key Electronics） 注意，LNA 工作在一个充满未知的世界中。作为收发器通道的前端，LNA 必须能捕捉并放大相关带宽内功耗极低的低电压信号以及天线造成的相关随机噪声。在信号理论中，这种情况称作未知信号/未知噪声难题，是所有信号处理难题中最难的部分。
机载雷达
雷达是无线点检测与定位的简称。随着电子技术的发展，雷达技术从开始单一防空设备迅速扩展到侦察、火力控制、空中交通管理、遥感、天文、地质等军用和民用领域。雷达在飞行器上的应用也有很多种。通过这学期的学习，我对雷达有了一定的了解。 六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。其中，军用机载雷达占大多数。现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。 军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间，有了空对地轰炸、空对空火控、敌我识别、无线电高度、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。 90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可靠性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。 90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确
相控阵雷达的基础知识
相控阵雷达的基础知识 相控阵雷达，即采用相控阵天线的雷达，是一种先进的雷达系统。其基础结构和功能如下： 1.相控阵雷达的天线阵列是由上千个天线单元组成的，这些天线单元可以收发雷达波。任何一个天线都可以收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。 2.在扫描时，选定其中一个区块（数个天线单元）或数个区块对单一目标或区域进行扫描，因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪，具有多个雷达的功能。 3.由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描，再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动，因此资料更新率大大提高，机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级，电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适于对付高机动目标。 4.相控阵雷达采用的是电子方法实现波束无惯性扫描，因此也叫电子扫描阵列（ESA），它的波束方向可控、扫描也灵活，并且增益也可以很高。
5.相控阵雷达的波束指向始终与等相位面垂直，而等相位面由阵元间的馈相关系确定。因此在各个阵元都是等幅馈电情况下，线性阵的波束方向图函数为sinc函数。可以通过阵因子来计算相控阵波束宽度。 6.相控阵雷达的波束宽度与扫描角θB的关系：当扫描的最大角度为θmax时，为了不出现删瓣，阵元间距d和波长λ需要满足关系，也就是说当阵元间距小于半波长时，即使扫描到90°都不会出现删瓣。 7.相控阵雷达具有功能多、机动性强的特点。它不需要天线驱动系统、光束指向灵活，能实现无惯性的扫描，从而缩短目标信号检测时间，如信息的传播需要时间，高数据率。 相控阵雷达是一种先进的雷达系统，具有高精度、高更新率、多功能和机动性强的特点。这些特点使得相控阵雷达在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。
相控阵技术的原理及其在通信中的应用
相控阵技术的原理及其在通信中的应用 相控阵技术是一种利用阵列天线或阵列麦克风，通过改变各个 天线/麦克风的相位和振幅，从而产生一定方向上的波束形成的技术。它是一种有效的信号处理技术，可以在改善通讯、雷达探测、天文学和医学成像等领域中发挥重要作用。 一、相控阵技术的基本原理 相控阵技术的基本原理是利用相位差来实现不同方向上的波束 形成。假设我们有一个阵列天线，其中每个天线的位置均已知， 如果我们在每个天线上将信号的相位进行不同的调节，那么在特 定方向上产生波束形成的效果就会更好。 而这种利用相位差实现波束形成的原理，可以应用在通信、雷达、航空等各个领域中。在实际应用中，根据所控制天线数目的 不同，可以分为单通道、多通道甚至百通道的相控阵系统。此外，在相控阵技术的基础上，我们还可以通过对发射、接收天线的振 幅进行控制，在设计方向图的同时，进一步优化相控阵系统性能。 二、相控阵技术在通信中的主要应用 1. 信号增强
在通信中，由于信道传输过程中的干扰、噪声等问题，信号很 容易发生衰减和失真。而通过相控阵技术，可以实现对信号强度 的增强。利用相控阵技术，在接收端采用多个波束方式接收信号，可以从很大程度上抑制多径效应和干扰信号，提高信号的接收质量。 2. 电波形成 在无线通信中，由于源与目的地有一定的距离和障碍，导致信 号能量的损耗。而采用相控阵技术可以增加信号的传输距离和可 靠性。例如，通过特定的相控阵和放大器设计，可以实现对无线 电波的形成，使数据从发送端传输到接收端，并在接收端重建出 原始的数据。 3. 目标检测 相控阵技术不仅可以用于信号增强和电波形成，同样可以应用 于雷达、航空、目标检测等多种领域中。如在雷达检测方面，通 过阵列天线构成的相控阵系统，可以实现对目标的精准检测和跟踪，对于军事和民用都有着非常重要的应用。 三、相控阵技术的优势和挑战
毫米波雷达标定原理
毫米波雷达标定原理 毫米波雷达是一种高频雷达，其频率范围一般在30-400 GHz之间。它的高频特性使得其在大气、云层和降水等天气条件下具有良好的穿透性，能够实现高精度的探测任务，包括目标距离、速度和角度信息的测量等。 毫米波雷达的性能会受到多种因素的影响，例如雷达的硬件参数、环境因素和信号处理方法等。为了保证毫米波雷达的精度和可靠性，必须对其进行标定。本文将介绍毫米波雷达的标定原理和实现方法。 1. 发射天线的校准 发射天线是将电能转化为电磁波的部件，其性能会直接影响雷达的精度。针对发射天线进行的校准包括天线增益的测量和天线辐射图的测量。 天线增益的测量是指测量天线的辐射功率与接收功率之比。这一测量通常需要使用一个参考天线作为参照。将发射天线和参考天线分别对准一个天线测试器，就可以测量到两者发出的电磁波功率。然后，将测试过程中的信号进行分析，可以得到发射天线和参考天线的增益值。通过这种方法获得天线增益的测量结果，可以用于后续的雷达信号处理中。 天线辐射图的测量是指测量天线辐射方向上的辐射功率，这些功率可以表示为天线的幅度和相位响应函数，通常以极坐标形式表示。测量天线辐射图需要将发射天线对准一个转动的测试台，同时记录每一个方向上的辐射功率和相位数据。通过这些数据，可以计算出天线的辐射图，为后续雷达信号处理提供标准。 噪声系数是指接收天线输出的信号中的噪声功率与理论噪声功率之比。噪声系数的测量需要使用一个噪声源作为参考，将其接入到一个总功率计中，同时将接收天线接入到总功率计上。将总功率计的读数与噪声源的输出功率对照，就可以计算出接收天线的噪声系数。 3. 雷达信号处理软件的校准 在雷达信号处理过程中，需要对各种采集到的数据进行处理和分析。为了保证处理过程的准确性，需要对雷达信号处理软件进行校准。对于毫米波雷达，主要的信号处理包括信号匹配滤波、目标检测和目标跟踪等。 信号匹配滤波是一种对收到的回波信号进行幅度和相位滤波的方法。它能够提高雷达的信噪比和距离分辨率。信号匹配滤波需要使用一个滤波器进行处理，这个滤波器可以通过对标定信号的分析来确定。
雷达基础知识雷达工作原理
雷达基础知识雷达工作原理 雷达即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。那么你对雷达了解多少呢?以下是由店铺整理关于雷达知识的内容，希望大家喜欢! 雷达的起源 雷达的出现，是由于一战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。 二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。 后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。 当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。 自动目标识别则可使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和JSTARS这样的具有战场敌我识别能力的综合雷达系统实际上已经成为了未来战场上的信息指挥中心。 雷达的组成 各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。 雷达的工作原理 雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰
作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离原理是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成雷达与目标的精确距离。 测量目标方位原理是利用天线的尖锐方位波束，通过测量仰角靠窄的仰角波束，从而根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度原理是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。 雷达的种类 雷达的种类繁多，分类的方法也非常复杂。一般为军用雷达。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。 按照雷达信号形式分类，有脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。 按照角跟踪方式分类，有单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫描雷达等。 按照目标测量的参数分类，有测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和敌我识对雷达、多站雷达等。 按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累和非相参积累、
雷达原理与系统知识要点总结(必修)
雷达原理与系统（必修）知识要点整理 第一章： 1、雷达基本工作原理框图认知。 2、雷达面临的四大威胁 3、距离和延时对应关系 4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度） 5、距离分辨力，角分辨力 6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导） 7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用 第二章雷达发射机 1、单级振荡与主振放大式发射机区别 2、基本任务和组成框图 3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、PRI（Tr），PRF（fr）的关系。 第三章接收机 1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频） 2、灵敏度的定义，识别系数定义 3、接收机动态范围的定义 4、额定噪声功率N=KTB N、噪声系数计算及其物理意义 5、级联电路的噪声系数计算 6、习题 7、AGC，AFC，STC的含意和作用 第四章显示器 1、雷达显示器类型及其坐标含义； 2、A型、B型、P型、J型 第五章作用距离 1、雷达作用距离方程，多种形式，各参数意义，PX=？Rmax=？ （灵敏度表示的、检测因子表示的等） 2、增益G和雷达截面A的关系 2、雷达目标截面积定义 3、习题 4、最小可检测信噪比、检测因子表示的距离方程 5、奈曼皮尔逊准则的定义 6、虚警概率、检测概率、信噪比三者关系，习题.（会看图查数） 由概率分布函数、门限积分区间表示的各种概率形式； 7、为什么要积累，相参积累与非相参积累对信噪比改善如何，相参M~M倍。 8、积累对作用距离的改善，（方程、结论、习题） 9、大气折射原因、直视距离计算（注意单位Km还是m） 10、二次雷达方程、习题。 11、分贝表示的雷达方程，计算、习题，普通雷达方程的计算。
《雷达基础知识》专题一：距离
《雷达基础知识》专题一：距离 雷达系统的基本功能是可以探测目标并测量相关参数，包括目标的距离、速度和角度等。下图显示了雷达系统的基本处理过程，包括发射机、天线、接收机、显示器等部分。 雷达系统的处理过程 雷达发射机产生信号，放大后通过天线以电磁波的形式辐射出去，遇到物体反射的回波被天线接收，雷达想要探测的物体称为“目标”，而将其他物体的回波称为“杂波”。 天线接收到的信号经过放大并进行信号处理，获得目标信息后由屏幕显示出目标的距离、速度和方向等多维度的信息。 距离的探测 由于电磁波的速度恒定为c=3*10^8m/s，那么若能测量出接收目标回波时刻相对于发射时刻的时间差t，那么就可以通过R=ct/2来计算目标距离。 脉冲宽度与最小探测距离 对于单站脉冲体制的雷达，由于在发射信号时并不接收目标回波，因此存在一定测距的盲区，也就是雷达有最小探测距离。 距离盲区与发射的脉冲宽度相关，对于脉冲宽度1us对应150m 的距离盲区，对于稍大脉宽的信号将有太大的距离盲区，例如100us 的脉宽就有15km距离盲区。当然，采用收发分置或者连续波雷达将会解决距离盲区的问题，但会带来例如隔离等其他问题。 PRF与最大不模糊距离
脉冲重复频率(PRF)是脉冲重复间隔(PRT)的倒数，PRT=1/PRF。它将直接影响最大不模糊距离，也就是目标的回波在当前PRF即可返回。如果目标的雷达回波信号在下一个或下几个脉冲回波中才回来，那么就存在距离模糊。 我们可以通过参差PRF来解决，根据回波在不同PRF脉冲中位置的不稳定性来解模糊。点此查看：解距离模糊的方法 当然，对于相控阵雷达，通过灵活的波束指向控制以不接收先前脉冲的回波也可以解决距离模糊的问题。 占空比 如上图，占空比是脉冲宽度与脉冲重复间隔(周期)的比值，等于脉冲发射的平均功率与脉冲峰值功率的比值。 从雷达方程可以看出雷达最大的探测距离是与发射机的输出功率直接相关的，最大发射功率通常是受限的，但是可以通过提高占空比来增加平均功率，从而增加探测距离。从上图中列出的关系，我们发现可以增加脉宽和减少脉冲重复间隔时间来提高占空比。 点此查看：第二讲：雷达方程 脉冲串及其频谱 从上图可以看出脉冲串的脉宽和周期及其频谱特性的关系。 距离分辨力 实际的距离分辨力很复杂，为了全面考虑距离自相关函数主峰、旁瓣对分辨能力的影响，Woodward定义了一个反映分辨特性的参数：时延分辨常数，它与信号的有效带宽成反比。
相控阵虚拟孔径-概述说明以及解释
相控阵虚拟孔径-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 概述 相控阵技术是一种通过控制多个发射/接收阵元的相位和幅度来实现波束形成和定向信号传输的先进技术。在相控阵系统中，多个发射/接收阵元被布置在一个平面上，通过调节每个阵元的相位和幅度，可以形成一个可控制方向、可聚焦的波束。 虚拟孔径成像是利用相控阵技术的特点，在不改变实际阵元布局的情况下，通过数字信号处理技术实现高分辨率成像。相比于传统的物理孔径成像，虚拟孔径成像具有更高的分辨率和更好的成像质量。 本文主要介绍相控阵虚拟孔径技术的原理和优势。首先简要介绍相控阵技术的基本原理和应用领域。然后详细阐述虚拟孔径成像的原理，包括波束形成、合成孔径和图像重建等关键步骤。 在结论部分，我们将重点分析相控阵虚拟孔径技术的优势，包括提高成像分辨率、增强抗干扰能力和节约成本等方面的优势。同时，展望相控阵虚拟孔径技术在航空航天、雷达、医学影像等领域的广阔应用前景。
通过本文的阅读，读者将对相控阵虚拟孔径技术有一个全面的认识，了解其原理和优势，以及其在各个领域中的应用前景。希望本文能够为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和指导。 1.2文章结构 文章结构部分内容： 文章结构部分旨在为读者提供本文的框架和组织方式。本文包括引言、正文和结论三个主要部分。 引言部分主要对相控阵虚拟孔径进行概述，并对文章的目的进行阐述。概述部分将介绍相控阵技术在成像领域的应用背景和重要性，以及虚拟孔径技术在相控阵成像中的作用。文章结构部分将描述整体的组织方式，以帮助读者了解文章的逻辑结构。 正文部分将包括相控阵技术简介和虚拟孔径成像原理两个小节。相控阵技术简介部分将对相控阵技术的基本原理和应用进行介绍，包括相控阵的构成、工作原理和常见的成像模式。虚拟孔径成像原理部分将详细解释虚拟孔径技术在相控阵成像中的原理和实现方式，以及其对成像效果的影响和优势。 结论部分将对相控阵虚拟孔径的优势进行总结和归纳，并展望该技术在未来的应用前景。相控阵虚拟孔径的优势部分将重点阐述虚拟孔径技术
雷达数据处理及应用第三版课程设计
雷达数据处理及应用第三版课程设计 课程信息 •课程名称：雷达数据处理及应用 •课程代码：RADAR302 •学时数：32学时 课程背景 随着现代雷达技术的不断发展，雷达数据处理及应用领域的研究也越来越深入。雷达数据处理及应用课程是雷达技术专业中的一门核心课程，旨在培养学生熟练掌握雷达数据的处理方法和应用技术，提高学生对雷达技术的理解和掌握能力。 本文档为雷达数据处理及应用第三版课程设计，内容包括课程目标、教学方法、考核方式和课程大纲等方面的介绍。 课程目标 本课程的主要目标是培养学生熟练掌握雷达数据处理的基本方法和应用技术， 具备初步的雷达数据分析和应用能力，掌握雷达信号处理的基本原理，了解主流雷达系统的应用及相关发展趋势。同时，通过实际案例和实验实践，提高学生的学习兴趣和解决实际问题的能力。 教学方法 本课程采用讲授、实验、案例研究等多种教学方法，辅以PPT、演示软件、仿 真软件等多种现代化教学手段，力求使学生理论联系实际。具体教学方法如下：
讲授 讲授是本课程主要的教学方法之一，通过教师对相关理论知识的讲解，使学生掌握雷达信号处理的基本原理和方法。 实验 本课程将安排相关实验，通过实验操作，让学生掌握雷达数据的采集、处理和分析方法。实验内容包括雷达信号生成、雷达信号采集、信号处理和雷达图像分析等。 案例研究 本课程将选取一些实际应用案例进行分析研究，以便学生更好地理解雷达数据的处理和应用技术。案例研究内容包括雷达在环境监测、空中监视、导航、航空交通管理等方面的应用。 考核方式 本课程的考核方式主要包括平时成绩和期末考试。其中，平时成绩占总成绩的40%，期末考试占60%。 平时成绩根据学生的课堂表现和实验报告评定，期末考试主要考察学生对雷达数据处理及应用的掌握情况。 课程大纲 本课程的内容主要分为四部分：雷达信号处理基础、雷达成像技术、雷达数据分析与应用、雷达实验。 雷达信号处理基础 本部分主要介绍雷达信号的基本概念和处理方法。具体内容包括： •雷达系统的信号处理流程
全空域相控阵波束形成仿真发展现状
全空域相控阵波束形成仿真是一种重要的研究方向，它在军事、航空 航天、通信等领域具有重要的应用价值。本文将从全空域相控阵波束 形成仿真的定义、发展现状、关键技术、应用前景等方面进行介绍。 一、全空域相控阵波束形成仿真的定义 全空域相控阵波束形成仿真是指利用计算机仿真技术，对全空域相控 阵系统进行模拟，包括雷达、通信、导航等系统，从而实现对波束形 成性能、天线阵列结构、信号处理算法等方面的分析和评估。该仿真 技术能够为全空域相控阵系统的设计、优化和性能验证提供重要依据。 二、全空域相控阵波束形成仿真的发展现状 当前，全空域相控阵波束形成仿真技术已经取得了一系列研究进展， 主要包括以下几个方面： 1. 理论研究：国内外学者对全空域相控阵波束形成算法进行了深入研究，包括波束形成理论、自适应波束形成算法、多波束形成技术等方面，形成了一系列理论成果。 2. 系统建模：针对不同类型的全空域相控阵系统，研究人员建立了相 应的仿真模型，包括天线阵列、前端硬件、信号处理算法等方面，为 仿真研究提供了基础。
3. 算法仿真：通过软件仿真评台，研究人员对全空域相控阵系统的波 束形成算法进行了大量仿真验证，验证了算法的性能和稳定性。 4. 实验验证：一些研究团队结合实际系统，进行了全空域相控阵波束 形成仿真实验验证，取得了一定的成果。 三、全空域相控阵波束形成仿真的关键技术 在全空域相控阵波束形成仿真研究中，存在一些关键技术需要解决， 包括： 1. 天线阵列建模：针对不同类型的天线阵列，如均匀线阵、均匀面阵、非均匀阵列等，需要建立相应的仿真模型，包括天线元件特性、空间 布局、阵列结构等。 2. 信号处理算法仿真：自适应波束形成、多波束形成、抗干扰技术等 算法的仿真验证是全空域相控阵波束形成仿真的重要内容，需要考虑 到信号处理的复杂性和实时性。 3. 环境仿真：全空域相控阵系统在不同环境条件下性能会有所变化， 因此环境仿真也是关键技术之一，包括大气、地形、电磁干扰等影响 因素的仿真。
相控阵教程】第八讲-相控阵系统论证基础知识
第一节相控阵系统概述 1.1 相控阵系统的定义和作用 相控阵系统是一种利用多个天线单元进行波束形成和方向控制的无线通信技术。它可以实现对特定区域进行定向覆盖和信号发射，提高通信系统的容量和性能。 1.2 相控阵系统的组成和原理 相控阵系统由多个天线单元组成，每个天线单元可以独立控制相位和振幅，通过调节不同天线单元的相位和振幅，可以实现波束的形成和指向性控制。 第二节相控阵系统的优势 2.1 高容量和高速率 相控阵系统可以通过波束形成和指向性控制，实现更加精确的信号覆盖和传输，从而提高系统的容量和传输速率。 2.2 抗干扰性能优越 由于相控阵系统具有方向性控制的特点，可以抑制来自非期望方向的干扰信号，提高系统的抗干扰性能。 2.3 灵活性和可靠性 相控阵系统可以根据实际需求灵活调整波束形成和指向角度，实现对不同区域的定向覆盖，同时多天线之间具有一定的冗余，提高了系统的可靠性。 第三节相控阵系统的应用领域
3.1 通信领域 相控阵系统在通信领域得到广泛应用，可以用于构建大规模的无线通信网络，提供高速率和高可靠性的通信服务。 3.2 雷达和导航领域 相控阵系统可以实现雷达和导航系统对目标的精确探测和定位，提高了系统的探测精度和抗干扰能力。 3.3 毫米波通信领域 相控阵系统可以利用毫米波频段的大带宽特点，实现更高速率的通信传输，是未来5G和6G通信系统的重要技术支持。 第四节相控阵系统的研究进展 4.1 硬件技术的不断创新 随着集成电路和射频器件的不断发展，相控阵系统的硬件技术得到了很大的提升，实现了更小型化、更高性能的天线阵列系统。 4.2 信号处理算法的不断优化 针对相控阵系统的波束形成和指向性控制等关键技术，研究人员不断改进和优化相应的信号处理算法，提高系统的性能和稳定性。 第五节相控阵系统的发展趋势 5.1 天线阵列技术的进一步发展 随着5G和6G通信系统的到来，天线阵列技术将会进一步发展，向着更高频段、更大规模、更复杂波束形成方向前进。 5.2 多功能集成的发展趋势
雷达测距 ka波段 波段 芯片
雷达测距是一种利用电磁波来测量目标距离的技术，其中ka波段是一种传输频率较高的波段，在雷达测距中有着重要的应用。而芯片作为 电子设备的核心部件，在雷达测距技术中起着至关重要的作用。下面 将就雷达测距、ka波段和芯片进行详细的介绍和分析。 一、雷达测距技术 1.雷达测距原理 雷达测距是通过向目标发射电磁波，然后接收目标反射回来的电磁波，根据发射和接收之间的时间差来计算出目标与雷达的距离。这种测距 原理在军事、航空航天、地质勘探等领域都有着广泛的应用。 2.雷达测距的应用 雷达测距技术在军事侦察、导航、气象预报等方面起着重要作用。在 航空航天领域，雷达测距技术能够帮助飞行器进行精准的导航定位； 在地质勘探中，雷达测距技术能够探测地下深层结构。 二、ka波段 1.ka波段概述 ka波段是指无线通信中传输频率在26.5GHz至40GHz之间的一段频率范围，属于超高频段。在雷达测距中，ka波段因其高频特性而具有 一些独特的优势。
2.ka波段在雷达测距中的应用 由于ka波段的高频特性，其传输带宽大，数据传输速率高，因此在雷达测距中有着广泛的应用。在军事领域，ka波段雷达能够实现对小型 目标的高精度测距；在气象领域，ka波段雷达能够实现对降水、云层 等的精准探测。 三、芯片在雷达测距中的应用 1.芯片的作用 芯片指集成了电路、存储器、时钟等功能的微型化组件，是各种电子 设备的核心部件。在雷达测距中，芯片起着信号处理、数据存储等重 要作用。 2.芯片在雷达测距中的优势 由于雷达测距需要对信号进行精确的处理和计算，因此需要高性能的 芯片来支持。现代芯片制造技术的发展，使得在雷达测距中能够使用 更加高效、可靠的芯片，从而提高雷达测距系统的性能。 以上就是对雷达测距、ka波段和芯片在雷达测距中的应用进行的简要 介绍。我们可以看到，雷达测距技术以及相关的ka波段和芯片在军事、航空航天、地质勘探等领域都有着广泛的应用前景，随着科技的不断 发展，相信雷达测距技术在未来会有更加广阔的发展空间。四、雷达
雷达目标识别
目标识别技术 2009-11-27 20:56:41| 分类：我的学习笔记| 标签：|字号大中小订阅 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络 模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标 识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反 映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减 速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别 提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高我国的军事实力，适应未来反导弹、反卫、空间攻防、国土防空与对海军事斗争的需要，急需加大雷达目标识别技术研究的力度雷达目标识别策略主要基于中段、再入段过程中弹道导弹目标群的不同特性。从结构特性看，飞行中段
雷达方向研究生
雷达方向研究生 雷达是一种以电磁波作为信息传递媒介，利用信号的反射、散射、衍射等原理，对距离、速度、方位等目标进行探测的电波遥感技术。 雷达技术在现代社会中得到广泛应用，涉及到民生、军事、工业、交 通等各个领域。 其中雷达方向研究生主要研究雷达信号的发射、接收、处理、目 标识别等方面的技术，以及雷达在各个领域中的应用。在雷达方向研 究生的学习过程中，需要掌握相关的理论知识、实验技能和计算机仿 真技术等。在此基础上，研究生还需要具备优秀的分析问题和解决问 题的能力，以及创新思维和团队协作能力。 在雷达技术中，方向性是一个非常重要的因素。方向性可以确保 雷达信号只朝着特定的方向进行发射和接收。这不仅可以提高雷达的 探测效率，还可以减少对有害干扰的影响，从而提高雷达的准确性和 可靠性。雷达方向性还可以区分不同目标，使得雷达可以更加准确地 识别目标的位置和特征。
雷达方向性的实现主要通过利用天线的特性来实现。天线是雷达中不可或缺的部分，它可以将雷达信号转换为电磁波，以及将电磁波转换为雷达信号。通过改变天线的设计和排布方式，可以实现不同的方向性。例如，通过使用阵列天线可以实现波束扫描，控制雷达信号的发射和接收方向；而通过使用相控阵技术可以实现电子波束扫描，使得雷达可以实现快速的目标搜索和跟踪。 在雷达方向研究生的学习和研究中，需要掌握各种雷达天线的设计、制造和测试技术。此外，还需要了解雷达方向性的计算和仿真技术，以及如何选择和应用不同类型的雷达天线。在实践中，研究生需要通过实验和模拟验证设计的可行性和性能，从而进一步改进和优化雷达系统。 总之，雷达方向研究生需要全面掌握雷达技术的理论、实验和应用方面的知识，以及具备优秀的分析问题和解决问题的能力。只有这样，才能在雷达技术领域中取得卓越的成就，为社会和国家的发展做出贡献。
346雷达原理-概述说明以及解释
346雷达原理-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 雷达（Radar）是一种利用无线电波进行探测和测量的技术。它是通过发射电磁波并接收其反射信号来探测目标物体的位置、速度、方向和其他相关信息的一种工具。雷达技术在军事、航空、天气预报、海洋勘测等领域具有广泛的应用。 雷达的原理很简单，它利用电磁波在空间中传播的特性进行工作。当雷达发射器发出电磁波时，这些波会在空间中以光速传播，并在遇到目标物体时被反射回来。接收器会接收到这些反射信号，并通过分析其强度、频率和时间延迟等参数来确定目标物体的位置和其他信息。 雷达系统通常由发射器、接收器、信号处理装置和显示器等组成。发射器负责产生和发射电磁波，接收器则负责接收反射信号。信号处理装置用来对接收到的信号进行处理与分析，从而提取出目标物体的相关信息。最后，这些信息会通过显示器或其他方式展示给操作人员。 雷达技术的应用越来越广泛。在军事方面，雷达可以用于目标跟踪、无人机探测、导弹防御等任务。在航空方面，雷达常被用于飞行导航、防撞系统等。在天气预报和海洋勘测中，雷达可以探测降雨、风暴和海洋浪
涌等自然现象。 尽管雷达技术已经非常成熟，但随着科技的不断发展，雷达也在不断更新和改进。比如，现代雷达系统通常采用多普勒效应，从而可以更准确地测量目标物体的速度。此外，雷达系统还可以与其他技术结合，比如全球定位系统（GPS），从而提高测量的精度和准确性。 总之，雷达是一种非常重要的探测和测量工具。它通过利用电磁波与目标物体相互作用的原理，可以获取目标物体的位置、速度和其他相关信息。随着技术的不断发展，雷达在各个领域的应用也变得越来越广泛。未来，我们可以期待雷达技术在更多领域发挥更大的作用。 1.2 文章结构 文章结构是指文章整体的组织和布局方式，它对于提供清晰而有逻辑的文章表达至关重要。本文将按照以下结构展开讨论346雷达原理。 首先，在引言部分1.1中，我们将概述346雷达原理的背景和基本概念，以便读者了解文章的背景和目的。我们将简要介绍雷达技术的起源和发展，并解释雷达在现代科学和工程中的重要性。 接下来，在引言部分1.2中，我们将对整篇文章的结构进行详细说明。我们将逐段介绍本文的内容安排和逻辑顺序，使读者对即将阐述的知识有一个整体的把握。我们将说明本文主要包括两个部分：基本原理和雷达系
有源相控阵雷达天线结构设计
有源相控阵雷达天线结构设计 CHANG Wenkai;HU Longfei;CHEN Dongyu;LI Lixian;LI Liang 【摘要】相控阵雷达天线作为一种涉及多个学科知识的复杂机械电子学设备,其结构设计必须依靠系统的设计方法.以某车载相控阵雷达天线为例,提出了其结构设计中需要考虑的核心关键因素,并对各关键因素的设计方法进行了研究,系统地叙述了该类天线的结构设计方法. 【期刊名称】《机械与电子》 【年(卷),期】2019(037)007 【总页数】6页(P33-37,42) 【关键词】有源相控阵天线;结构设计 【作者】CHANG Wenkai;HU Longfei;CHEN Dongyu;LI Lixian;LI Liang 【作者单位】;;;; 【正文语种】中文 【中图分类】TN957.8 0 引言 有源相控阵雷达天线分为模拟有源相控阵天线和数字有源相控阵天线，前者采用移相器、馈线等模拟器件，波束合成在阵面完成，后者采用接收机前移的方式使用DDS 移相来产生信号的相移。数字相控阵天线虽是前沿的高新技术，但其成本高且可靠性低，所以模拟相控阵天线仍是军用雷达发展和应用的主流。
模拟相控阵天线经过多年的发展，电气及结构基础技术已基本成熟，后续高集成、小体积和易维护将是主要发展方向，也是本文的研究重点。 1 总体设计 相控阵天线结构设计作为一种复杂的机械电子学设计，融合了机、电、磁和热等多学科知识[1]，因此总体设计应首先明确阵面电气硬件构成、阵面电气网络结构和系统散热等关键技术需求，如图1所示。 图1 设计流程 然后基于可维修性中的可接近性思想，以高集成和小体积为目标对硬件进行总体布局设计，力求结构简单、维修快速可达。 2 互联设计 相控阵天线属于典型的阵列重复式天线结构，因此系统网络结构的研究一般都是基于阵面级、子阵(阵列)级和组件级进行划分。相控阵天线阵面的网络主要包括射频网络、控制网络和电源网络，这些网络直接决定了阵面的总体结构，互联设计主要研究各网络内部及网络间互联关系。 2.1 射频网络 射频网络主要包括发射网络和接收网络2个部分，发射网络的主要任务是保证各阵元能够激励起所要求的激励振幅和相位，后控制天线阵波束指向形成所要求的方向图；接收网络主要完成和差计算等。因此射频网络是天线阵面的核心网络，是天线电气性能的最直接载体，网络形式如图2所示。 图2 射频网络 2.2 控制网络 波控系统的硬件设备主要包含方舱内主波控设备和天线阵面波控插件、激励器等。波控网络的主要作用是根据不同的天线波束指向要求，对每个单元移相器的移相量进行计算并通过控制总线传输给组件，网络形式如图3所示。
Microwaveradar
Microwave radar imaging and advanced concepts 雷达成像原理
第一章雷达基础知识 (5) 1．1雷达的定义 (5) 1．2雷达简史 (5) 1．3电磁波 (6) 1.4脉冲 (9) 1.5分贝值表示方法 (9) 1.6天线 (10) 1 .7雷达散射截面 (12) 2．1傅立叶变换 (14) 2．2雷达硬件组成 (15) 2．2．1振荡器 (15) 2．2．2波形产生 (16) 2．2．3混频器 (16) 2．2．4调制 (16) 2．2．5发射机 (16) 2．2．6波导 (17) 2．2．7双工器 (17) 2．2．8天线 (17) 2．2．9限幅器 (18) 2．2．10低噪放大器 (18) 2．2．11系统噪声 (18) 2．2．12解调 (19) 2．2．13正交混频 (20) 2．2．14 A/D转换器 (21) 2.3天线 (23) 2.3.1天线的概述 (23) 2．3．2方向性函数 (24) 2.3.3天线增益 (27) 2．3．4天线口面上辐射场的渐变处理 (28) 2．3．5余割平方天线 (29) 2．4相控阵天线 (30) 2．4．1一维线阵列天线 (31) 2．4．2二维相控阵 (33) 第三章外部环境对雷达系统的干扰 (34) 3.1雷达散射截面（RCS） (34) 3.1.1简单目标的RCS (35) 3.1.1.1理想导体球 (35) 3.1.1.2平板 (36) 3.1.1.3角反射器 (36) 3.1.1.4 Luneburg透镜 (37) 3.1.2 复杂目标的RCS (38) 3.1.3计算RCS的方法 (38) 3.1.4极化因素 (38)
相控阵天线极化角-概述说明以及解释
相控阵天线极化角-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 引言 概述 相控阵天线是一种新型的天线技术，它通过控制每个天线单元的相位和幅度，实现波束的形成和方向的调控。与传统的单个天线相比，相控阵天线具有快速指向、高增益、抗干扰等优势，因此被广泛应用于雷达、通信以及无线电频谱监测等领域。 本文将重点讨论相控阵天线极化角的相关内容。极化角是指电磁波在传播过程中所具有的方向性和偏振性的角度特征。相控阵天线的极化角在天线设计和应用中起着重要的作用。合理的极化角设计可以提高天线的工作性能和系统的整体性能，同时也可以降低干扰和噪声的影响。 在接下来的正文中，我们将首先介绍相控阵天线的基本原理，包括天线单元的构成和工作原理。然后，我们将详细探讨极化角的概念与意义，以及相控阵天线极化角的影响因素。通过对这些内容的研究，我们可以更好地理解相控阵天线极化角的特性和影响，为天线设计和应用提供更有针
对性的指导。 最后，我们将对相控阵天线极化角的重要性进行总结，并归纳极化角的影响因素。同时，我们也将展望相控阵天线极化角在未来的发展趋势，以便读者更好地了解该领域的研究进展和应用前景。希望本文能为相关领域的研究人员提供参考和借鉴，推动相控阵天线技术的发展和应用。 文章结构部分的内容如下： 1.2 文章结构 本文将分为引言、正文、结论三个部分来探讨相控阵天线极化角的相关内容。 引言部分首先对相控阵天线的概述进行介绍，解释相控阵天线的基本原理，及其在通信和雷达系统中的重要作用。其次，定义了文章的目的，明确指出本文将重点讨论相控阵天线的极化角的概念、意义以及影响因素。 正文部分将详细论述相控阵天线极化角的基本原理。首先，介绍了极化角的定义及其与天线极化状态之间的关系。然后，讨论了相控阵天线极化角的概念与意义，包括天线的极化多样性、天线的电磁辐射特性等方面的内容。接着，分析了相控阵天线极化角的影响因素，如工作频率、天线结构设计、天线元件的特性等。