雷达主要是通过天线将电磁波辐射出去,电磁波在空中传播,碰到目标,目标反射电磁波,反射的电磁波一部分被天线接收,雷达比对发射出去的电磁波和接收回来的电磁波,从而获得目标的相关信息。今天我们来了解一下常见的雷达系统。
连续波(多普勒)雷达:连续波雷达系统以恒定频率发射连续波信号。接收信号存在多普勒频移,可用于确定目标速度。该雷达系统通常用于交通监控。
FMCW雷达:FMCW雷达系统对CW信号进行调频以产生定时基准。有了这些信息,除了可以测速之外,还可以测距。连续波雷达的一个显著优势是它们提供连续的结果(与脉冲雷达系统相比)。这种雷达系统常用于飞机在着陆过程中的精确测高。
脉冲雷达:基本的(非相干)脉冲雷达系统,通过测量发射和接收脉冲之间的时间差来确定目标的距离和方向。由于相位在脉冲间是随机的,所以系统是非相参的。远程空中监视是这些雷达系统的常见的应用场景。
多普勒脉冲雷达:在该系统中,根据接收脉冲间相位的变化可以获得除目标距离和方向之外的信息——目标速度。通常采用高脉冲重复率(PRRs),这使得径向速度测量更精确,但测距精度较低。利用多普勒脉冲雷达系统在抑制静杂波的同时检测运动目标,这对气象监测应用具有重要意义。
动目标指示(MTI)雷达:MTI雷达也使用多普勒频率区分动目标与静止目标和杂波。它的波形是一系列低PRR脉冲,从而避免距离模糊,但牺牲了速度精度。这些类型的雷达系统通常用于地面飞机搜索和监视应用。
脉冲压缩雷达:短脉冲宽度信号提供更好的距离分辨率,但作用距离有限。长脉冲宽度信号包含更多能量,提供更长的探测范围,但牺牲了距离分辨率。脉冲压缩结合了长脉冲宽度与功率相关的优点和短脉冲宽度的分辨率优点。通过调制发送信号的频率(例如线性调频)或相位(例如使用巴克码),长脉冲可以在接收机中压缩相当于调制信号带宽倒数的量;许多天气监测系统已趋向于使用脉冲压缩雷达。