雷达、雷达类型、雷达距离方程和雷达用途

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雷达：

RADAR 代表无线电探测和测距或无线电方向测距。雷达使用射频进行物体检测，在雷达的帮助下，我们可以检测目标未知物体的速度、范围和角度。雷达系统中的射频是通过磁控管产生的，可以通过天线传输。双工用于接收和发射天线的隔离。发射天线将具有高功率，接收天线将具有低功率。因此，两个天线的隔离是非常必要的。单天线用于发射和接收信号。

雷达的历史：

雷达由 Henrich Hertz 于 1880-1885 年发明。RADAR 作为船舶探测器于 1904 年由 Huelsmeyer 首次使用。侧视机载雷达的概念出现在 1940 年代，但在 1950 年代采用了复杂的技术。地球科学的民用应用始于 1960 年。成像雷达卫星始于 1970 年代。

雷达系统原理：

在雷达系统中，我们从雷达传输一些电磁波，它到达目标或它与目标一起拦截的任何物体，并在所有方向上反射回来，回到雷达的电磁波是我们感兴趣的。这意味着波已经传播到从雷达站到目标和从目标到雷达的波，这意味着如果目标和雷达之间的距离增加并且波从源传播到雷达所花费的时间，它已经传播了大约两倍。所以从雷达到物体和物体到雷达是由速度上的距离给出的。我们将考虑的速度只不过是光速，因为我们谈论的是自由空间。因此，通过这种方式，我们可以计算总时间，并根据该持续时间我们可以得到目标的范围。它不仅告诉目标的范围，还告诉物体是否存在。所以在雷达系统中，我们有两个优点：首先，我们可以获得有关物体或目标的信息，以及目标的范围，这就是为什么它的名字是无线电检测，它检测物体或目标，它还给出了目标的范围，即无线电检测和测距，它可以在所有类型的天气中工作，就像它可以在雨季工作，或者如果那里有很大雾，那么这个系统也可以用来检测目标。

雷达提供有关物体或目标的信息。雷达通过向物体或目标发送电磁波并观察 Eco 信号或返回信号来发送电磁波，从而提供有关物体或目标的信息。因此，被目标反射的波称为 Eco 信号，它返回到雷达系统。因此，为了获取有关目标的信息或获取目标的范围，我们发射电磁波，这是与目标的试探性拦截，一部分将被目标辐射并在雷达站接收，这被称为生态信号和再辐射信号。

所以我们研究了电磁波或平面波均匀平面波，我们已经看到，每当介质的特性发生变化时，就会有一部分入射波被介质吸收，一部分被介质反射。所以这里也会发生，因为我们正在传输电磁波，而我们没有改变介质的电导率、磁导率和介电常数。入射波的一部分被介质吸收，一部分将被介质辐射或反射，这个反射波符合我们的兴趣，通过观察这个重新辐射的信号，我们可以获得有关目标的信息。因此，这种重新辐射的能量提供了有关目标位置及其范围的信息。

雷达范围：

Range 是雷达和目标之间的距离，由信号从雷达传播到目标并返回目标所花费的时间决定。

雷达方程：

雷达方程将雷达的范围与发射器、接收器、目标、天线和环境的特性相关联。理论上我们可以说雷达方程对于了解目标的范围很有用。因此，让我们考虑一个雷达系统，其中：

Pt= 雷达传输的功率
Pr= 雷达接收的功率
PDT= 各向同性天线的功率密度
P德= 雷达 Rx 处回波信号的功率密度
Ϭ = 电磁波的横截面积
一个e= 接收天线的孔径 有效孔径
由于 P 导致的距离 R 处的功率密度t由下式给出：
PDT= 功率/面积
PDT= Pt/（4πR2 )
通常，雷达使用定向天线，这些天线由下式提供：
PDD= Pt/（4πR2） × G
其中 “G” 是天线在特定方向上接收的功率。
雷达回波信号的功率密度由下式给出：
P德= PDD（ϭ/（4πR2 ))

P德= Pt/（4πR2） × G × （ϭ/（4πR）2 ))
P德= （PtGϭ）/（4π）2R4
现在雷达接收到的功率取决于影响孔径 Ae的天线。
Pr= P德一个e
Pr= （PtGϭ）/（4π）2R4一个e
R4= （PtGϭ）/（（4π）2Pr） 一个e
因为 R 代表范围，并且想要最大化范围。如果希望距离检测到物体，那么我们将遵循条件，即雷达的强度是可以到达物体的最小功率。回波信号由 P 已知r.
Pr= S分钟

R麦克斯= [（PtGϭ Ae)/((4π)2S分钟 )](1/4)

对于抛物面天线：
众所周知，抛物面天线的增益由下式给出：
G= （4π Ae)/λ2
现在将增益值放入标准雷达距离方程中

雷达方程的意义：

• 雷达距离与发射功率、天线增益 G、横截面积和天线孔径成正比。

• 它与波长成反比

• 范围与频率成正比

雷达性能因素：

根据雷达距离方程

R麦克斯= [（Pt〖A〗e〗2)/(4π λ2S分钟 )](1/4)

从上述雷达系统最大射程的方程式中，以下因素是负责的：

发射功率 （Pt ):

从方程式中，我们得到：

如果 Pt增加然后 T麦克斯将增加，反之亦然。

发射天线的增益：

从方程式中我们知道

因此，从这个方程中，我们得出结论，如果我们增加增益，发射器的范围就会增加。

横截面积：

因此，如果我们增加面积，雷达的范围就会增加。

最小可检测信号的功率 （S分钟):

雷达系统的类型：

双基地雷达：

在双基地雷达中，我们有两根天线，其中接收器和发射器有单独的天线。发射器借助发射天线传输无线电波。在双基地雷达中，我们有一个发射器，这个发射器在这个发射天线的帮助下传输高功率。当这个电磁波与这个目标截获时，它的一部分被吸收，一部分将被接收天线反射和接收。所以双基地雷达意味着我们有单独的天线用于发射器和接收器或发射和接收接收，因为我们借助这个天线发射天线发射高功率，发射后我们得到了重新辐射的信号，这被称为回波信号。该回波信号由接收天线接收，并在接收器中进行处理。然后接收器将在指示器中显示信号的行为，我们将了解信号的速度、速度和范围，这些目标的因素将是已知的。不需要双工器，因为当我们使用单个天线进行发射和接收时需要双工器。它是低铸造系统，但需要更多空间。

单静态雷达：

在单静态雷达系统中，我们使用单个天线进行传输和接收，以及如何实现，因此在称为双工器的设备的帮助下成为可能。发射器的功率范围为 106watt 和接收器的功率范围为 10-6瓦特。所以首先，我们将有一个发射器，我们将在它上面产生高功率。当雷达发射信号时，双工器将连接发射器，当接收到信号时，双工器将连接接收器。双工器充当交换机，允许通过单个路径进行双向通信。该系统复杂且成本高昂。我们在发射器中产生了高功率，在产生这种高功率后，我们必须传输它。因此，对于这种高功率传输，我们使用了双工器，并且该双工器连接到用于将电磁波传输到目标的天线。所以我们在这个天线的帮助下传输了这个电磁波，这个电磁波穿过自由空间，进入目标和目标。它的一部分被接收，一部分被重新辐射，这个重新辐射的信号被称为回波信号，这个回波信号再次被天线接收，然后接收。我们将其通过双工器，然后进入接收器。因此，通过这种方式，借助此双工器，只有一个天线可用于传输和接收目的。因此，每当我们使用雷达系统中的功率时，发射的功率就会非常高。因此，在高功率接收期间，它会隔离接收器。因此，无论您要传输的是什么，它都直接连接到天线，并且接收现在与电路断开连接，因此这是双工器的功能。In radar 双工器将接收器与发射器隔离，同时允许它们共享公共天线。雷达系统中的功率电平在发射器处可能非常大，而在接收器处可能非常小。

雷达的用途：

雷达可用于检测飞机、船舶、航天器、制导导弹、机动车辆、天气形成和地形。雷达是在第二次世界大战之前和期间被多个国家秘密开发用于军事用途的。

雷达系统的优势：

1. 雷达可以看穿人眼无法看到的黑暗、阴霾、雾、雨和雪等情况。

2. 它可以测量：

3. 目标范围

4. 目标位置

5. 目标速度

6. 目标的角度位置

7. 雷达信号可以穿透绝缘体

8. 雷达可以分辨出移动目标和静止目标之间的区别

9. 辐射信号所需的功率低，从而降低成本

雷达系统的缺点：

1. 它无法识别目标的颜色

2. 它无法判断目标的内部

3. 无法解决放置在深海的目标

4. 它无法分辨放置在某些导电片后面的目标

5. 雷达无法像人眼那样分辨细节，主要是在短距离

雷达的应用：

民用应用：

• 用于计算飞机离地高度的雷达高度计

• 雷达盲着陆器，用于帮助飞机在能见度较差的情况下着陆

• 用于测量移动车辆速度的警用雷达

• 雷达用于天气预报，基本上用于天气预报的多普勒雷达测量物体的速度，例如降水滴。

• 用于卫星监视的机载雷达

军事应用：

• 即使在夜间，它也用于检测和测距敌方目标

• 即使在夜间也能轰炸船只、船只或城市

• 引导导弹

• 将枪口对准飞机和船舶

• 关于接近飞机或船舶的早期预警

完