HotZ-雷达原理与系统-第五章 雷达作用距离.pdfVIP

第五章雷达作用距离 作用距离是雷达的重要性能指标之一，它决定了雷达 能在多大的距离上发现目标。 作用距离的大小取决于雷达本身的性能，其中有发射 机、接收系统、天线等分机参数，同时又和目标的性 质及环境因素有关。 第一节 雷达方程 雷达作用距离方程，表征雷达作用距离和发射机、接收系 §5.1.1 基本雷达方程 统、天线分机参数以及目标的性质、环境因素等的关系 距离R 处任一点的雷达发射信号功率密度： 考虑到定向天线增益G： 目标散射截面积设为σ，则其接收的功率为σS1 以目标为圆心，雷达处散射的功率密度： 雷达接收到的回波功率反比于目 标与雷达站间距离R的四次方 雷达收到功率： r r A ：雷达天线接收面积 r ►收发不同天线时 ►收发同天线时 当接收功率为接收机最小检测功率S imin 时，可得： ►收发不同天线时，最大作用距离 ►收发同天线时，最大作用距离 雷达实际作用距离受目标后向散射截面积σ、Simin、噪声 和其他干扰的影响，具有不确定性，服从统计学规律。 R ∝λ2 max R ∝1/λ2 max 天线面积不变时，波长λ增加天线增益下降，Rmax下降； 天线增益不变时，波长λ增加要求天线面积增加，天线有 效面积增加→Rmax增加。 ►总结： 雷达方程虽然给出了作用距离和各参数间的定量关系， 但由于未考虑设备的实际损耗和环境因素，且目标有效反 射面积σ和最小可检测信号Simin不能准确预定，因此仅用 来作估算的公式，考察各参数对作用距离的影响。 雷达在噪声和其他干扰背景下检测目标，同时，复杂目 标的回波信号本身存在起伏，因此，接收机输出的是一个 随机量。雷达作用距离也不是一个确定值而是统计量，通 常只在概率意义上讲，当虚警概率（如10-6 ）和发现概率 （如90% ）给定时的作用距离是多大。 §5.1.2 目标的雷达截面积 ►目标的雷达截面积定义： ►实际测量： 返回接收机每单位立体角内的回波功率 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 习题 ►设目标距离为R0 ，当标准金属圆球（截面积 为σ）置于目标方向离雷达R0 /2处时，目标 回波的平均强度正好与金属球的回波强度相 同，试求目标的雷达横截面积。 第二节 最小可检测信号 如果没有噪声，任何微弱的信号都能经任意放 大后被检测到。但雷达接收机的输出端，回波 信号总是和噪声及其他干扰混杂在一起，信号 放大的同时噪声也被放大，因此，噪声是限制 微弱信号检测的基本因素，雷达检测能力实质 上取决于信噪比。 §5.2.1 最小可检测信噪比 D 0 Simin i 匹配接收机 检波器 检波后积累 检测装置 KT B F 0 n n ►信噪比表示的雷达方程 检测门限 由 可得， 则