聊聊雷達(dá)參數(shù)測(cè)量的那些事兒

雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，不同類型的雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)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(cè)量運(yùn)動(dòng)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(gè)收發(fā)組件同時(shí)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(shí)波形優(yōu)化等。

今天一起來看看雷達(dá)參數(shù)的測(cè)量。功率 / 頻譜的測(cè)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(duì)系統(tǒng)性能的影響最大。在談?wù)摴β蕰r(shí)使用了許多不同的術(shù)語。

平均功率是在雷達(dá)的完整時(shí)間波形上積分的功率。 如果脈沖寬度和 PRF 不恒定，積分時(shí)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(hào)的能量相關(guān)。

峰值功率是最大瞬時(shí)功率。脈沖功率是一個(gè)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(shí)間，對(duì)于表征雷達(dá)信號(hào)的功率非常有用。

從雷達(dá)方程的角度來看，功率項(xiàng)對(duì)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(gè)脈沖。因此，在單個(gè)脈沖的基礎(chǔ)上測(cè)量峰值和脈沖功率是有用的。對(duì)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(huì)動(dòng)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(cè)試設(shè)備使測(cè)量變得更容易。

如果已知脈沖的某些特性，例如雷達(dá)信號(hào)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(cè)量功率外，頻譜形狀對(duì)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(duì)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(huì)導(dǎo)致帶外干擾。對(duì)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(cè)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(hào) / 頻譜分析儀或矢量信號(hào)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(cè)量目標(biāo)以及雷達(dá)和測(cè)試儀器的限制。

審核編輯 黃昊宇