雷达原理及测试方案
地质雷达检测原理及应用
1.5 地质雷达探测系统的组成
从左到右从上到下依次为： SIR-20主机、电缆、400M 天线、电池和充电器、打标 器、测距轮
1.6 地质雷达天线分类
空气耦合天线：主要用于道 路路面检测（具有快速便捷 的特点，但受到的干扰较 大）；
地面耦合天线：主要用于地 质构造检测，检测深度较深 （地面耦合天线能够减少天 线与地面间其他因素的干扰， 检测效果较为准确）
2.2 现场检测工作 2.2.1 仪器设备启动与参数设置 ① 连接主机与电源和天线 ② 打开主机电脑，进入采集软件 ③ 采集方式：时间模式time（也称为连续测量、自由测量）、距离模式
distance（也称为测距轮控制测量、距离测量）、点测模式point ④ 采集关键参数 （1）频率：发射天线的中心频率越高，则分辨率越高，
与探空雷达一样，探地雷达利用超高频电磁波的反射来探测目标体，根 据接收到的反射波的旅行时间、幅度与波形资料，推断地下介质的结构与分 布。
1.2 地质雷达的工作频段
1~100MHz, 低频，地质探测1-30米 100~1000MHz，中频，构造结构探测，2米 1000~5000MHz，高频, 浅表结构体探测， 50厘米
反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射 信号越强
（7世界中粒子呈无序排列的 状态，当外界电磁波穿透该 物质时，微观世界中的粒子 就会成定向排列状态，此时 会形成一个电容板，对外界 穿过的电磁波形成一定的阻 碍作用，而每种物质粒子的 排列规律不同，形成电容板 时阻碍外界电磁波穿过的能 力不同，因此各种物质的介 电常数也不同
（9）在“表格”窗口中点“剖面”选项，设置起始里程，如果里程向右减小，选中 “区域减量”。
三、地质雷达典型缺陷图形判定
雷达波测试方案
雷达波测试方案1. 引言雷达系统是一种利用射频信号和电磁波进行测量和探测的技术。
雷达波测试是为了验证雷达系统的性能和功能是否符合要求而进行的一系列测试。
本文档旨在介绍雷达波测试的基本原理和测试方案，并提供一些常用的测试方法和工具。
2. 雷达波测试原理雷达系统通过发送射频信号并接收击中目标后的回波信号来测量距离、速度和方向等目标信息。
雷达波测试主要涉及以下几个方面：•波形检测：对发送和接收的波形进行检测，确保信号质量和完整性；•距离测量：通过计算发送信号和接收回波信号之间的时间差来测量目标的距离；•多目标分辨：能够识别和区分多个目标的特征；•目标检测和跟踪：及时地发现和追踪目标的位置和运动轨迹。
3. 测试方案3.1 波形检测测试波形检测测试是为了确认发送和接收的波形是否完整和正确。
主要步骤如下：1.使用示波器将发送和接收的波形信号分别连接到示波器的输入端口；2.设置示波器的参数，包括垂直和水平尺度、触发模式和触发级别等；3.发送一个测试信号并观察示波器上的波形图；4.判断波形是否正常，并根据需要进行调整。
3.2 距离测量测试距离测量测试是为了验证雷达系统测量目标距离的准确性。
主要步骤如下：1.在合适的测试环境中放置一个标准目标，并确保目标距离雷达系统的距离已知；2.使用雷达系统发送信号，并记录发送和接收的时间戳；3.使用距离公式计算目标的距离，并与已知距离进行比较；4.判断测量误差是否在可接受范围内，并根据需要进行调整。
3.3 多目标分辨测试多目标分辨测试是为了验证雷达系统是否能够同时识别和分辨多个目标。
主要步骤如下：1.在合适的测试环境中放置多个目标，并设置它们的位置和速度；2.使用雷达系统进行测量，并记录测量结果；3.判断系统是否正确地识别和分辨出各个目标，并根据需要进行调整。
3.4 目标检测和跟踪测试目标检测和跟踪测试是为了验证雷达系统能否及时发现并追踪目标的位置和运动轨迹。
主要步骤如下：1.在合适的测试环境中放置一个运动的目标，并设置它的初始位置和速度；2.使用雷达系统进行目标检测和跟踪；3.观察系统是否能够及时地发现目标并追踪其运动轨迹；4.根据需要进行调整。
雷达原理及测试方法
雷达原理及测试方案1雷达组成和测量原理雷达(Radar)是RadioDetectionandRanging的缩写，原意“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
1.1雷达组成1.2雷达测量原理1)目标斜距的测量图3雷达接收时域波形在雷达系统测试中需要测试雷达到目标的距离和目标速度，雷达到目标的距离是由电磁波从发射到接收所需的时间来确定，雷达接收波形参见图3，雷达到达目标的距离R为：R＝0.5×c×tr式（2）式中c=3×108m/s，tr为来回传播时间2)目标角位置的测量目标角指方位角或仰角，这两个角位置基本上是利用天线的方向性来实现。
雷达天线将电磁能汇集在窄波束内，当天线对准目标时，回波信号最强。
回波的角位置还可以用测量两个分离接收天线收到信号的相位差来决定。
3)4)max t e min式中Pt 为发射机功率，G为天线增益，Ae为天线有效接收面积，σ为雷达回波功率截面积，Smin为雷达最小可探测信号。
雷达方程可以正确反映雷达各参数对其检测能力影响的程度，不能充分反映实际雷达的性能。
因为许多影响作用距离的环境和实际因素在方程中没有包括。
1.4雷达分类军用雷达主要分类：不能满足复杂雷达信号测试需求。
更为重要的是，雷达在实际工作过程中接收到的信号并不是纯净的发射回波，它包含各种杂波和多普勒效应，特别是在地形复杂或海面各种时，接收机接收到的杂波比需要探测的物体回波大的多，而这一切目前没有通用测量设备来生成雷达接收机所接收到的实际波形。
因此各个雷达研制单位投入大量人力、物力研制各种雷达模拟器，但这些模拟器往往受各种设计因素影响，只是实际雷达波形的简化，并只考虑到典型的应用，对复杂的应用环境无法模拟。
这样无法及时发现雷达研制和使用过程中问题和隐患。
雷达系统工作原理
雷达系统工作原理
雷达系统工作原理主要包括脉冲雷达和连续波雷达两种类型。
这两种雷达系统在原理上有一些不同，但都是通过向目标发射微波信号并接收回波来实现目标检测和跟踪的。
脉冲雷达系统利用脉冲信号的特性来进行测量。
它通过向目标发送短暂的高功率脉冲微波信号，然后等待接收目标反射回来的回波信号。
脉冲雷达通过测量回波的时间延迟来计算目标离雷达的距离。
由于脉冲雷达系统的工作原理是基于发送和接收之间的时间差，所以它对目标距离的测量精度相对较高。
连续波雷达系统则是通过连续地发射和接收微波信号来实现目标探测和跟踪的。
它向目标发送一定频率的持续微波信号，并接收目标反射回来的信号。
连续波雷达通过测量接收到的信号的频率变化来计算目标的速度。
由于连续波雷达系统的工作原理是基于信号频率的变化，所以它对目标速度的测量精度相对较高。
不论是脉冲雷达还是连续波雷达，雷达系统都需要利用天线来发射和接收微波信号。
雷达系统会向天空或水平面发射微波信号，并接收由目标反射回来的信号。
接收回波信号经过放大、滤波等信号处理后，会对信号进行分析和解调，从而得到目标的距离、速度、方位等信息。
总而言之，雷达系统工作的主要原理是利用发射和接收微波信号来探测目标并获取目标信息。
无论是脉冲雷达还是连续波雷达，它们都通过测量回波的时间延迟和频率变化来计算目标的
距离和速度。
雷达系统广泛应用于军事、航空、气象等领域，发挥着重要的作用。
激光雷达测试验证完整解决方案
车规级激光雷达测试验证完整解决方案一、激光雷达是什么？激光雷达(英文：1idar),激光雷达是集激光、全球定位系统(GPS)、和IMU(惯性测量装置)三种技术于一身的系统，相比普通雷达，激光雷达具有分辨率高，隐蔽性好、抗干扰能力更强等优势。
随着科技的不断发展，激光雷达的应用越来越广泛，在机器人、无人驾驶、无人车等领域都能看到它的身影。
激光雷达是高等级智能驾驶汽车主要选择，国内激光雷达技术自主发展具有着重要的战略意义。
二、激光雷达量产上车激光雷达量产上车热潮掀起，作为最为先进的车载传感器系统产品，激光雷达芯片的性能评估、对目标物与环境感知的结果的测试与验证等，都需要面向量产的激光雷达测试验证的完整解决方案。
三、车规级激光雷达产业的发展(1)从产业周期来看，车规级激光雷达已先后经过技术起步、导入、探索的时期，进入快速发展阶段，可以看到车规级激光雷达与智能网联汽车的发展存在着产业共生关系，这种共生关系将随着高等级自动驾驶汽车的渗透提升而进一步强化；(2)从产品地位来讲，保障车规级激光雷达的产业链竞争力与供应链的稳定性具有着战略意义；(3)从技术趋势来分析，半固态将在近期主导，而固态类激光雷达将很有可能在中长期成为主流；(4)从竞争格局来判断，国外先发优势并不显著，国内虽有差距但可追赶，“百花齐放”的局面之下车规级激光雷达将进入“合纵连横”的“战国争雄”时代。
车规级激光雷达企业应当把握住“车规”“量产”"性能”“价格”四个关键词，同时提升车规级激光雷达的自主可控水平，预防“卡脖子”。
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对于汽车芯片而言，产品测试比工业或商业芯片要严格得多。
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雷达信号测量原理
雷达信号测量原理
雷达信号的测量原理主要基于电磁波的发射、反射和接收。
雷达通过天线发射一束电磁波，这些电磁波在遇到目标物后会发生反射。
反射回来的电磁波会被雷达接收并处理，从而获取目标物的位置、速度、形状等信息。
具体来说，雷达信号的测量原理可以分为以下几个步骤：
1. 发射：雷达系统通过天线发射一束电磁波，通常使用微波波段的频率。
发射功率和频率根据应用环境和目标物体的要求进行选择。
2. 脉冲方式：雷达系统通常使用脉冲方式发射电磁波，即以一定时间间隔连续发送短时间的高功率电磁波脉冲。
脉冲的宽度和重复周期根据应用需求进行设置。
3. 接收：发射出去的电磁波遇到目标物后发生反射，其中一部分反射能量会返回雷达装置，被雷达接收。
4. 信号处理：雷达系统对接收到的信号进行处理，提取出有用的信息，如目标物的距离、速度、方位角等。
5. 显示：处理后的信号通过显示设备呈现出来，提供给操作人员使用。
以上就是雷达信号的测量原理，这个过程涉及到很多复杂的物理和工程问题，需要多个领域的专业知识和技术。
汽车雷达原理
汽车雷达原理
汽车雷达是一种采用无线电波技术的设备，用于检测和测量车辆周围的物体和障碍物。
它的工作原理基于雷达技术，通过发射无线电波并接收其反射信号来确定物体的位置、距离和速度。
汽车雷达系统由发射器、接收器、天线和信号处理器组成。
发射器产生并发送无线电波信号，这些信号以电磁波的形式传播。
一旦这些波遇到物体，它们会被反射并返回到雷达系统。
接收器会接收到这些反射信号，并将其转换为电信号，提供给信号处理器进行分析和计算。
汽车雷达使用的是脉冲雷达技术。
发射器会发送短暂的脉冲信号，然后等待接收反射信号。
根据接收到的信号的时间延迟，雷达系统可以计算出物体与车辆的距离。
同时，通过测量信号的频率变化，系统还可以确定物体的速度。
为了实现全方位的检测，汽车雷达通常配备多个天线。
这些天线以不同的方向和角度发射和接收信号，从而提供车辆周围的全景视图。
信号处理器会将来自不同天线的数据进行整合和处理，生成车辆周围物体的图像或警示信息。
汽车雷达的工作原理使其具有许多应用场景。
它可以被用于自动驾驶系统中的障碍物检测和避障，以及智能驾驶辅助系统中的跟车控制和自适应巡航控制。
利用雷达的高精度测量能力，汽车雷达可以在不同的环境条件下提供准确的检测和定位信息，从而增加驾驶安全性和舒适性。
总之，汽车雷达是一种基于无线电波技术的设备，通过发射和接收无线电波信号来测量和探测车辆周围物体的距离、速度和位置。
它的工作原理基于雷达技术，通过脉冲雷达的方式来实现精确的探测和测量，为自动驾驶和驾驶辅助系统提供重要的信息。
激光雷达测试方案
激光雷达测试方案1. 引言激光雷达是一种常用于测量和感知周围环境的传感器，广泛应用于无人驾驶、机器人导航和环境建模等领域。
为了确保激光雷达的性能和准确度，需要进行严格的测试。
本文将介绍一个激光雷达测试方案，旨在帮助测试人员进行有效的测试和验证。
2. 测试目标激光雷达测试的主要目标是评估其性能和准确度。
具体来说，我们希望测试以下几个方面：•测量精度：测试激光雷达在不同距离、角度和环境条件下的测量精度。
•障碍物检测：测试激光雷达在检测障碍物方面的准确度和可靠性。
•速度测量：测试激光雷达在测量目标物体运动速度方面的性能。
3. 测试环境和设备在进行激光雷达测试之前，我们需要准备相应的环境和设备。
3.1 测试环境测试环境应该具备以下条件：•平整的地面：确保激光雷达的安装和测量过程稳定。
•不同距离和角度的目标物体：用于测试激光雷达在不同场景下的测量性能。
3.2 测试设备进行激光雷达测试所需的设备包括：•激光雷达：选择一款符合要求的激光雷达，最好是能满足测试目标的高性能激光雷达。
•目标物体：使用具有不同形状、大小和材质的目标物体，以进行测试和校准。
4. 测试方法在进行激光雷达测试时，可以采取以下测试方法。
4.1 静态测试静态测试主要用于评估激光雷达在固定位置和角度下的测量精度和稳定性。
可以按照以下步骤进行测试：1.将激光雷达安装在固定的位置上，确保它稳定固定。
2.将目标物体放置在不同的距离和角度上，手动测量目标物体的位置和角度。
3.使用激光雷达进行测量，记录测量结果并与手动测量结果进行比对。
4.统计和分析测试数据，评估激光雷达的测量精度和稳定性。
4.2 动态测试动态测试主要用于评估激光雷达在物体运动过程中的测量性能和速度测量准确度。
可以按照以下步骤进行测试：1.将激光雷达安装在机器人或车辆上，确保它的角度和位置能够覆盖整个测试场景。
2.使用目标物体进行运动测试，可以是机器人、小车或其他运动的物体。
3.通过激光雷达测量目标物体的位置和速度。
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雷达原理及测试方案
1 雷达组成和测量原理
雷达(Radar)是Radio Detection and Ranging的缩写，原意“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
1.1 雷达组成
图1 雷达简单组成框图
图2 雷达主要组成框图
雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理和显示设备组成，基本组成框图如图1所示。
通常雷达工作频率范围为2MHz～35GHz，其中超视距雷达工作频率为2～30MHz，工作频率为100～1000MHz范围一般为远程警戒雷达，工作频率为1～4GHz范围一般为中程雷达，工作频率在4GHz以上一般为近程雷达。
老式雷达发射波形简单，通常为脉冲宽度为τ、重复频率为T
的高频脉冲串。
天线采
τ
用机械天线，接收信号处理非常简单。
这种雷达存在的问题是抗干扰能力非常差，无法在复杂环境下使用。
由于航空、航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等采用雷达作为探测和控制手段，对雷达提出了高精度、远距离、高分辨力及多目标测量要求，新一代雷达对雷达原有技术作了相当大的改进，其中频率捷变和线性相位信号、采用编码扩频的低截获概率雷达技术、动态目标显示和脉冲多普勒技术是非常重要的新技术。
表1 雷达频率分段
波段名称频率分配雷达频段
HF 2～30 超视距雷达VHF/UHF 100～1000MHz 420~450MHz 890~940MHz 远程雷达L 1～2GHz 1.215~1.4GHz 中程雷达
S 2～4GHz 2.3~2.5GHz 2.7~3.7GHz 中/近程雷达
C 4～8GHz 5.25~5.925GHz 近程雷达
X 8～12GHz 13.4~14GHz 15.7~17.7GHz 近程雷达
Ku 12～18GHz 13.4~14GHz 15.7~17.7GHz
K 18~27GHz 24.05~24.25GHz
Ka 27~40GHz 33.4~36GHz
1.2 雷达测量原理
1) 目标斜距的测量
图3 雷达接收时域波形
在雷达系统测试中需要测试雷达到目标的距离和目标速度，雷达到目标的距离是由电磁波从发射到接收所需的时间来确定，雷达接收波形参见图3，雷达到达目标的距离R为：R＝0.5×c×t r式（2）式中c=3×108m/s，t r为来回传播时间
2) 目标角位置的测量
目标角指方位角或仰角，这两个角位置基本上是利用天线的方向性来实现。
雷达天线将电磁能汇集在窄波束内，当天线对准目标时，回波信号最强。
回波的角位置还可以用测量两个分离接收天线收到信号的相位差来决定。
3) 相对速度的测量
图4 多普勒雷达回波信号频谱
由于多普勒效应，从运动目标反射回来的回波信号频率与发射信号频率相比，增加了一个多普勒频率偏移成分，图4是多普勒雷达回波信号频谱。
测量回波信号的多普勒频移，可得到目标速度信息V r：
V r＝0.5×f d/λ式（3）式中为f d为多普勒频移，λ为雷达信号波长。
目标面对雷达飞行，多普勒频率为正，当目标背向雷达飞行，多普勒频率为负。
UHF 频段f d为多普勒频移在10Hz～100Hz范围，HF频段多普勒频移1Hz～10Hz，我们可以估算UHF频段多普勒雷达频率准确度约在10－8～10－9，HF频段多普勒雷达频率准确度约在10－7～10－8，此时AWG需要外接标频。
4) 目标尺寸和形状
当雷达测量具有足够高的分辨率，可以提供目标尺寸的测量。
当雷达和目标有相对运动时，可以利用多普勒效应切向距维的分辨率。
此外，比较目标对不同极化波的散射场，可以提供目标形状不对称性的量度。
复杂目标的回波振幅随时间会变化，
1.3 雷达探测能力――基本雷达方程
雷达能在多远距离上发现目标，由雷达方程来回答。
雷达方程将雷达作用距离和雷达发射、接收、天线和环境等因素连续起来。
雷达能探测最远距离R max如下：
R max＝(P t GA eσ/(16π2S min))1/4
式中P t为发射机功率，G为天线增益，A e为天线有效接收面积，σ为雷达回波功率截面积，S min为雷达最小可探测信号。
雷达方程可以正确反映雷达各参数对其检测能力影响的程度，不能充分反映实际雷达的性能。
因为许多影响作用距离的环境和实际因素在方程中没有包括。
1.4 雷达分类
雷达种类特点应用
预警雷达(超远程雷达) 数千公里，精度不高发现洲际导弹和战略轰炸机搜索和警戒雷达600km以上，精度不高搜索飞机
2 雷达新技术
由于航空、航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等采用雷达作为探测和控制手段，对雷达提出了高精度、远距离、高分辨力及多目标测量要求，新一代雷达对雷达原有技术作了相当大的改进，主要体现在：
a)锁相技术和高稳定振荡器；
b)频率捷变和线性相位；
c)采用编码扩频的低截获概率雷达技术；
d)动态目标显示和脉冲多普勒技术；
e)电扫描与相控阵；
f)数字信号处理与高速信号处理芯片；
g)超高速集成电路与专用集成电路。
一般雷达测试除进行频率、功率、相位噪声、噪声系数等常规测试外，但是这样测试都只是在较低层次上进行射频、微波部件测试，同时提供测试用雷达信号形式非常简单，不能满足复杂雷达信号测试需求。
更为重要的是，雷达在实际工作过程中接收到的信号并不是纯净的发射回波，它包含各种杂波和多普勒效应，特别是在地形复杂或海面各种时，接收机接收到的杂波比需要探测的物体回波大的多，而这一切目前没有通用测量设备来生成雷达接收机所接收到的实际波形。
因此各个雷达研制单位投入大量人力、物力研制各种雷达模拟器，但这些模拟器往往受各种设计因素影响，只是实际雷达波形的简化，并只考虑到典型的应用，对复杂的应用环境无法模拟。
这样无法及时发现雷达研制和使用过程中问题和隐患。
因此我们需要寻找一种新的手段模拟实际环境下的雷达信号，Tektronix的AWG、WCA、TDS8000、TLA
是解决这一问题的有利工具。
3 雷达主要指标
3.1 雷达主要战术技术指标
1)观察空域
2)观察时间与数据率
3)测量精度
4)分辨率
5)抗干扰能力
6)观察与跟踪的目标数
7)数据的录取与传输能力
8)工作可靠性与可维修性
9)工作环境条件
10)抗核爆炸和抗轰炸能力
11)机动性能
3.2 雷达的主要技术指标
1)天馈线性能
2)雷达信号形式
3)发射机性能
4)接收机性能
5)测角方程
6)雷达信号处理
7)雷达数据处理能力
3.3 雷达发射机主要指标
1)工作频率
2)输出功率
3)发射机效率
4)信号稳定度或频谱纯度
3.4 雷达接收机主要指标
1)灵敏度
2)工作频带宽度
3)动态范围
4)中频的选择和滤波特性
5)工作稳定性和频率稳定性
6)抗干扰能力
4 雷达的信号形式
按雷达信号脉冲形式可分为连续波雷达和脉冲雷达，绝大多数雷达为脉冲雷达。
按不同信号调制形式分为脉冲压缩雷达、噪声雷达和频率捷变雷达等。
按信号瞬时带宽，雷达可分为窄带雷达和宽带雷达。
雷达常用信号形式
雷达信号时域波形
雷达信号频谱
雷达信号频谱
不同参数频谱
典型C波段本振相位噪声
4 建议的Tektronix雷达测试解决方案
4.1 TDS8000和TDS7000用于时域波形
脉冲信号时域波形
FFT分析
TDS8000 86100 AD采样分辨率14bit 12bit 时间间隔准确度>21ps/d 8ps+0.001%
≤20ps/d 1ps+1%
8ps+0.1%
4.2 AWG用于信号模拟
（略）
4.3 WCA用于矢量分析
WCA330/380 89600系列
通道/频段多通道（RF、I/Q、基带）
WCA330：DC～3GHz
WCA380：DC～8GHz 89641A:DC~6GHz 单通道89640A:DC~2.7GHz单通道89610A:DC~40MHz单通道(可选双通道)
AD采样分辨率14bit 25.6Msps
12bit 40.96*2Msps
12bit 100或95Msps
线性调频矢量图
CW调制矢量图
4.4 DSP软硬件调试（逻辑分析仪）
Tektronix Agilent
TI 320C2X,320C3X,320C4X,
320C5X,320C62XX,
6701、6711 320C2X,320C3X,320C4X, 320C5X,320C62XX
AD ADSP21020 4.5 高速数字电路调试（AWG、DG、示波器）。