连续波雷达的信号是单一频率或多频率,或频率是经过调制的(频率随时间按一定规律变化)。非调制(单一频率)连续波雷达能对相当距离范围内的具有任何速度的目标进行测速;调频连续波雷达可实现一定范围内的目标测距和测速。连续波雷达的主要缺点是信号泄漏(发射信号及其噪声直接漏入接收机)和背景干扰(近距离背景的反射)。
连续波雷达
发射连续波信号的雷达。
- 英文名称
- continuous wave radar
- 所属学科
- 信息与通信工程
1924年,英国最先使用调频连续波雷达测量电离层高度,后又将其用作无线电高度表。第二次世界大战期间,非调制连续波雷达用作炮弹的无线电引信,显著提高了野战炮和高射炮的命中率。20世纪50年代中期,功率为数十毫瓦的微波固态源代替了电真空器件,使得连续波雷达更加轻巧简单。这种连续波雷达主要用作机载多普勒导航仪、雷达速度表、交通管制雷达、铁路管理雷达、港湾和码头监视船舶速度雷达、导弹和炮弹测速雷达等。信号泄漏问题也在一定程度上得到了解决,提高了接收机的灵敏度和可靠性,使非调制连续波雷达能够用于远程制导和超远程监视系统。60年代后,多频率的连续波雷达已用于导弹和卫星的距离测量。80年代,这种雷达基本上都采用固态电路和微处理机,具有多种工作方式、抗干扰能力、自检能力和抗核辐射能力。例如,美国的AN/APN-231连续波多普勒导航雷达于1984年研制成功交付使用,装备在EA-6A电子战飞机上。英国于1984年研制成功的连续波多普勒导航系列雷达,将微处理机技术应用于跟踪控制器中,功能有很大提高,同时也提高了杂波与干扰抑制能力和抗电子侦察能力。21世纪10年代末,调频连续波雷达已被成功应用在车辆防撞、地下管道监测和滑坡监控等领域。
调频连续波雷达(见图)发射信号的频率随时间按三角形周期变化。
当目标距离为时,反射信号滞后于基准信号的时间
。当频差信号在转向区域的影响忽略不计时,混频器输出端产生的频差信号为:
式中为调制频率;
为频偏范围;
为电磁波传播速度;
为频率变化的速度。频差信号经过放大、限幅和频率计数,最后由指示器指示出距离。
调频连续波雷达的特点和问题是:①发射波形可以有多种调制方式,如三角形、锯齿波、双重调频或编码调制;②发射信号是宽频带信号,因而在噪声中提取信号存在匹配滤波问题;③可以测量目标距离和速度;④正弦调频雷达选择合适的参数(使接收机选用调制频率的高次谐波)能使系统具有抑制信号泄漏的能力;⑤测距误差与多种因素有关,如发射信号的频偏、信噪比、测频设备的量化误差、信号泄漏和多种反射引起的误差等。
连续波雷达的应用领域包括多普勒导航、测速、测高、近炸引信、导弹制导、目标搜索跟踪和识别、目标指示、战场监视以及隐身飞机的形体研究等方面。
条目图册
扩展阅读
- 贾兴泉.连续波雷达数据处理.北京:国防工业出版社,2005.
- 刘国岁,孙光民,顾红,等.连续波雷达及其信号处理技术.现代雷达,1995(6):20-36.