雷达作用距离计算_楼宇希
雷达距离估算
经典雷达距离估算2.1 引言对于自由空间中特定目标的检测（该目标的检测受热噪声的限制），雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。
本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域内仅有雷达和目标。
本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的，而通用定义是冗长的，且用处不大。
该定义还暗示，自由空间内可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外，仅来自于自然界热或准热噪声源，如2.5节所述。
尽管上述的条件是不可能完全实现的，但是它接近许多雷达的实际环境。
在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下，估算问题要复杂得多。
这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变（信号处理）引起的。
在本章中将给出自由空间方程，讨论基本的信号处理，以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。
另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。
虽然不可能涉及所有可能的雷达环境，但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。
一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。
定义雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数，其中一些参数的定义是相互依赖的。
正如2.3节所讨论的，某些定义含有人为因素，不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。
当然，若存在被广泛接受的定义，则采用该定义。
但更重要的是，虽然某些定义允许一定的随意性，但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义，则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。
例如，脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性，但是一旦任何一个定义被确定，那么另一个定义将由限制条件决定，即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。
在本章中将给出一套定义，该定义遵循上述准则，并已被权威组织采纳。
约定由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大，因此在这些因子的具体值未知的标准条件下，某些约定是估算作用距离所必需的。
建筑安全激光雷达在楼宇结构监测中的应用
建筑安全激光雷达在楼宇结构监测中的应用近年来，随着城市发展的加速和人们对建筑安全的关注度增高，建筑安全监测技术也变得越来越重要。
其中，激光雷达技术在楼宇结构监测中的应用引起了广泛关注。
本文将从激光雷达技术的原理，楼宇结构监测需求以及其在该领域的应用等方面进行探讨。
激光雷达技术是一种通过测量光束在空间中传播时间与距离关系来实现距离测量的技术。
它具有高精度、非接触性以及高速数据获取等特点，使其在建筑安全监测领域中具备了广阔的应用前景。
在楼宇结构监测中，激光雷达技术可以用于对建筑物的结构进行三维形态的监测。
通过对建筑物表面进行扫描，激光雷达可以快速获取建筑物的精确三维模型，包括建筑物的外形、轮廓、几何特性等。
这对于评估建筑物的稳定性和安全性具有重要意义。
同时，激光雷达技术还可以使用反射率数据来识别建筑物表面的变形和破损，从而及时发现和修复潜在的安全隐患。
除了对建筑物的形态进行监测，激光雷达技术还可以用于对楼宇结构的变形进行监测。
在建筑物使用过程中，由于各种因素的影响，如气候、负荷等，建筑物的结构往往会出现一定程度的变形。
激光雷达技术可以通过多次测量和比较，精确地监测建筑物结构的变形情况。
这种变形监测技术不仅可以帮助工程师们评估建筑物的结构稳定性，还可以用于指导建筑物的保养和维护工作。
除了应用在大型建筑物的监测中，激光雷达技术在住宅楼宇结构监测中也有广泛的应用。
住宅楼宇往往由多个单元组成，每个单元的结构和承重情况都会有所不同。
激光雷达技术可以通过对每个单元进行单独的扫描和测量，快速获得住宅楼宇的整体结构数据。
这对于楼宇结构的评估和改进设计具有重要作用。
然而，激光雷达技术在楼宇结构监测中也存在一些挑战。
首先，激光雷达的测量范围和精度会受到光线和物体材质等因素的影响。
其次，激光雷达需要在建筑物周围建立起测量控制点，这对于某些场景可能会增加工作难度。
此外，激光雷达的设备和系统也相对昂贵，这限制了其在一些小型项目中的推广应用。
经典雷达资料-第2章--雷达距离估算
第2章雷达距离估算Lamont V. Blake2.1 引言对于自由空间中特定目标的检测（该目标的检测受热噪声的限制），雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。
本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域内仅有雷达和目标。
本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的，而通用定义是冗长的，且用处不大。
该定义还暗示，自由空间内可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外，仅来自于自然界热或准热噪声源，如2.5节所述。
尽管上述的条件是不可能完全实现的，但是它接近许多雷达的实际环境。
在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下，估算问题要复杂得多。
这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变（信号处理）引起的。
在本章中将给出自由空间方程，讨论基本的信号处理，以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。
另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。
虽然不可能涉及所有可能的雷达环境，但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。
一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。
定义雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数，其中一些参数的定义是相互依赖的。
正如2.3节所讨论的，某些定义含有人为因素，不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。
当然，若存在被广泛接受的定义，则采用该定义。
但更重要的是，虽然某些定义允许一定的随意性，但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义，则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。
例如，脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性，但是一旦任何一个定义被确定，那么另一个定义将由限制条件决定，即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。
在本章中将给出一套定义，该定义遵循上述准则，并已被权威组织采纳。
约定由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大，因此在这些因子的具体值未知的标准条件下，某些约定是估算作用距离所必需的。
雷达原理教学课件—第五章 雷达作用距离
① 虚警概率（门限）一定时，信噪比越大，发 现概率越大。信噪比对发现概率的影响较大。
② 虚警率越低，则门限电平越高。
第五章 雷达作用距离
雷达系统中采用的是CFAR检测器（ 恒虚警检测器） 检测概率和虚警概率(采样)的直观 理解(A/D变换后回波的离散采样)
作业
第五章 雷达作用距离
的噪声是宽带高斯噪声, 其概率密度函数由下
式给出:
p(v)
1
2
exp(
v2
2 2
)
高斯噪声通过窄带中频滤波器(其带宽远小于
其中心频率)后加到包络检波器, 根据随机噪声
的数学分析可知, 包络检波器输出端噪声电压
振幅的概率密度函数(瑞利分布)为
p(r)
r
2
exp(
r2
2 2
)
r0
第五章 雷达作用距离
1、雷达带宽B=50kHz,平均虚警时间为10分钟，则该 雷达的虚警概率是多少？虚警总数又是多少？
解：
雷达的虚警概率为： Pfa
1
BIF Tfa
1 50 103 10 60
3.33 108
雷达的虚警总数为： nf
1
Pfa
3 107
第五章 雷达作用距离
★ 脉冲积累NS o对min ＝D检o 测性能的改善
虚警 真实目标A、B、C
第五章 雷达作用距离
当按图中所设的门限电平2来进行检测判决时，此时会出现 虚警现象，即
除了目标A、B和C三个真实目标可以被检出外，在D和E 处的噪声电平因为超过门限值，因而也被误认为是目标信号
检测判决准则
第五章 雷达作用距离
雷达系统中主要使用检测概率和虚警概率 这两个物理量。
相控阵雷达距离计算
相控阵雷达的距离测量是通过测量目标返回信号的时间延迟来实现的。
当雷达向目标发射脉冲信号后，目标会将部分能量反射回来。
雷达接收到返回信号后，通过测量返回信号与发射信号之间的时间差，可以计算出目标与雷达之间的距离。
相控阵雷达的距离测量精度受到多种因素的影响，包括系统的工作频率、天线增益、波束宽度、脉冲宽度等。
因此，相控阵雷达的距离计算是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素。
此外，相控阵雷达的距离计算还需要考虑到地球曲率的影响。
由于地球是球形，雷达波在传播过程中会受到地球曲率的影响，这也会对雷达的距离测量造成一定的误差。
以上信息仅供参考，如果需要更专业的信息，建议咨询电子工程领域相关专家或查阅相关研究文献。
雷达方程公式
雷达方程公式雷达是一个常用的电子设备，它能够使用无线电波来探测周围环境中的物体。
雷达技术在军事、航空、天气预报等领域有着广泛的应用。
雷达的核心是雷达方程公式，它是雷达技术的基础，本文将详细介绍雷达方程公式的含义、推导过程和应用。
一、雷达方程公式的含义雷达方程公式是描述雷达探测能力的数学公式，它可以计算雷达的最大探测距离、最小探测目标尺寸等参数。
雷达方程公式的一般形式为：P_r=frac{P_tG_tG_rlambda^2sigma}{(4pi)^3R^4L} 其中，P_r是接收功率，P_t是发射功率，G_t是发射天线增益，G_r是接收天线增益，λ是雷达的工作波长，σ是目标的雷达截面积，R是雷达与目标之间的距离，L是系统的损耗因子。
从公式中可以看出，雷达方程公式包含了雷达探测能力的各种因素，如发射功率、天线增益、波长、目标雷达截面积、距离和系统的损耗因子。
这些因素综合影响着雷达的探测能力。
因此，通过雷达方程公式的计算，可以评估雷达的探测性能，对雷达的设计和使用具有重要意义。
二、雷达方程公式的推导过程雷达方程公式是基于电磁学原理推导出来的。
雷达是通过发射电磁波并接收反射回来的信号来探测目标的，因此，雷达方程公式的推导需要考虑电磁波在空间中的传播和反射。
首先，考虑雷达发射天线向外发射电磁波的情况。
发射天线的功率可以表示为：P_t=frac{E^2}{2Z_0}其中，E是电场强度，Z_0是自由空间的特征阻抗。
根据电磁波的传播原理，电场强度与距离的平方成反比，即：E=frac{E_0}{R}其中，E_0是发射天线上的电场强度，R是雷达与目标之间的距离。
将上式代入发射功率公式中，得到：P_t=frac{E_0^2}{2Z_0R^2}接下来，考虑雷达接收天线接收到的信号功率。
根据电磁波的反射原理，当电磁波照射到目标表面时，会发生反射，反射回来的信号功率可以表示为：P_r=frac{E_r^2}{2Z_0}其中，E_r是接收天线上的电场强度。
影响功能仿真中雷达作用距离的若干因素
出 。
７
０
Ｏ
０
０
１
Ｏ
０
传输损耗０ ０ ０ 、 波束 形状 损耗 、 门限损耗 、 带宽失配 损耗等 。功 能 仿真 中这部分总损耗一般 取 Ｌ ＝１ ２～１ Ｂ １ ７ｄ ｌ 。综 上 ， 总的 ８ ３ 嘶 ５ 吣
损 耗 因子
２４ ．
３ Ｏ ８
Ｌ＝Ｌ ＋Ｌ ６ 目标 Ｒ Ｓ Ｃ
连 续 波
Ｍ ＴＩ
Ｐ 为平均噪声功率 ， 由公式 （ ） ２ 计算得到 ｊ 。
Ｐ ：Ｋ ｏ ， ＴＢ （） ２
式 中： Ｋ＝１３ ． ８×１ ＪＫ， 波尔兹 曼常数 ；ｏ＝２ ０Ｋ， ０ ／ 为 Ｔ ９ 为
２ ２ 方 向 图 因子 ．
标 准室温 ； ， 日 为雷达接 收机 有效带宽 ， 由参 数配置时 自定 义 ； Ｆ 为 噪声 系数 ， 取值一般 为 ０—１ Ｂ 。 ５ｄ ］
为实现 雷达模型的通用化设计 ， 使其具 备不 同体 制 的雷 达 的探测效果 ， 要加 入 改善 因子 ， 进 行修 正 。对于 一般 需 。 的雷达 ， 均 取 ｌ 而对于频率 分集 、 变频 、 冲压缩 、 ， ； 捷 脉 连续
波、 脉冲多普勒 、 Ｔ 等体制 的雷达 ， 用表 １中给 出的公式 ＭＩ ，
０
表 ２ 云 中电磁 波单程损耗 系数
０
０
Ｏ
１ ６ ２ ∞
Ｏ ０ Ｏ
水云
2014第5章雷达作用距离
1
S Simin FkT0 Bn o N o min
Rmax
2 2 PG 2 2 4 4 PG t t 3 3 (4 ) Si min (4 ) kT0 Bn Fn ( S N )o min
1
5
灵敏度
，
即，在远场条件（平面波照射的条件）下，目标处每 单位入射功率密度在接收机处的单位立体角内产生的 反射功率乘以4π。 导电良好、各向同性的金属球，其σ为几何投影面积。 外形复杂的实际目标，不同照射方向有不同的σ值。
解： Pr
(4 )3 R0 2
2 2 PG t
4
2 2 PG t t (4 )3 R04
11
恒虚警
虚警概率一定时，发现概率Pd才随信噪比的增加 而增加，因此检测系统要求虚警保持一个恒定的 值；但随着噪声电压的变化，其包络振幅的概率 密度可能会发生变化，导致一定门限值的虚警概 率Pfa发生变化，从而使得在给定信噪比下得不到 所需的发现概率。所以，噪声电平变化时，系统 门限电平应相应变化以获得恒虚警。
2 2
1 4
1 4
E S S S r N N 0 Bn N 0 N 0
检测因子
噪声功率谱密度
E S r N o min N 0 o min
Rmax
2 2 4 4 PG Pt A2 t 3 2 (4 ) kT0 Bn Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0
1
1
E S D0 r N o min N 0 o min
检测目标信号所需的最小输出信噪比
能量形式的雷达方程
Et G Pt A Rmax 3 2 (4 ) kT0 Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0