国外固态雷达发射机的现状及发展趋势_百度文库
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国外固态雷达发射机的现状及发展趋势
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雷达液位计
雷达液位计属于通用型雷达液位计，它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。
雷达液位计简介
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。
雷达物位计
即使工况比较复杂的情况下，存在虚假回波，用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。
天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路，微处理器对此信号进行处理，识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成，精度可达到毫米级。距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T成正比：
其中C为光速
因空罐的距离E已知，则物位L为：
通过输入空罐高度E（=零点），满罐高度F（=满量程）及一些应用参数来设定，应用参数将自动使仪表适应测量环境。对应于4－20mA输出。
应用介质：
智能适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量，适用于温度、压力变化大；有惰性气体及挥发存在的场合。
采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常工作。波束能量较低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对人体及环境均无伤害。
雷达液位计安装说明
（1）墙至安装短管的外壁：离罐壁为罐直径1/6处，最小距离为200mm。
雷达液位计(导波)
(2)不能安装在入料口的上方
（3）不能安装在中心位置，如果安装在中央，会产生多重虚假回波，干扰回波会导致信号丢失。
（4）接管直径应小于或等于屏蔽管长度（100mm或250mm）。
雷达液位计注意事项
1：测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐底为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。
2：若介质为低介电常数当其处于低液位时，罐底可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为C 的位置。
3：理论上测量达到天线尖端的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。
4：对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。
5：最小测量范围与天线有关。
雷达液位计安装要求：
1. 推荐距离(1)墙至安装短管的外壁。
2. 离罐壁为罐直径1/6处，最小距离为200mm。
3. 不能安装在入料口的上方(4)。
注意事项：测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。若介质为低介电常数当其处于低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为C 的位置。理论上测量达到天线尖端的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。最小测量范围与天线有关。
导波雷达液位计选型：
是基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式、杆式探头传导，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器，并将距离信号转化成物位信号。
雷达物位计
应 用：液体、粉料、固体颗粒
测量范围：30米
过程连接：螺纹、法兰
过程温度：-40-250°
过程压力：-1.0-20bar
精 度：&0.1%
频率范围：100MHZ－－1.8GHZ
防护等级：ExiaⅡC T6/IP67
信号输出:4-20mA/HART（两线）
导波雷达物位计
应 用：液体、粉料、固体颗粒
测量范围：6米
过程连接：螺纹、法兰
过程温度：-40-250°
过程压力：-1.0-20bar
精 度：&0.1%
频率范围：100MHZ－－1.8GHZ
防护等级：ExiaⅡC T6/IP67
信号输出:4-20mA/HART（两线）
应 用：液体、粉料、固体颗粒
测量范围：6米
过程连接：螺纹、法兰
过程温度：-40-250°
过程压力：-1.0-20bar
精 度：&0.1%
频率范围：100MHZ－－1.8GHZ
防护等级：ExiaⅡC T6/IP67
信号输出:4-20mA/HART（两线）
优势及应用：
1、雷达液位计可以测量液体、固体介质比如：原油、浆料、原煤、粉煤、挥发性液体等；
2、可以在真空中测量可以测量所有介质常数&1.8的介质，测量范围可达35m；
3、供电和输出信号通过一根两芯线缆（回路电路）,采用4…20mA输出或数字型信号输出；
4、非接触式测量安装方便采用极其稳定的材料牢固耐用，精确可靠分辨率可达1mm；
5、不受噪音、蒸汽、粉尘、真空等工况影响；
6、不受介质密度和温度的变化，过程压力可达40bar,介质温度可达300℃；
7、安装方式有多种可以选择：顶部安装、侧面安装、旁通管安装、导波管安装；
8、调试可多种方式选择：采用编程模块调试（相当于一个分析处理仪表）、SOFT软件调试、HART手持编程器调试，调试起来方便快捷。
雷达液位计安装方法
推荐距离(1)墙至安装短管的外壁：离罐壁为罐直径1/6处，最小距离为200mm。不能安装在入料口的上方(2)不
能安装在中心位置(3)如果安装在中央，会产生多重虚假回波，干扰回波会导致信号丢失。如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波，在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。
雷达液位计选型要点
雷达液位计正确选型才能保证雷达液位计更好的使用。选用什么种类的雷达液位计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使雷达液位计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。
1、精密功能检查
精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式雷达液位计。
2、可测量的介质
测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，雷达液位计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。
雷达液位计测量方法
是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。对于过溢保护，可定义一段
雷达液位计飞安全距离附加在盲区上。最小测量范围与天线有关。随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。回到脉冲发射装置。
雷达液位计应用指南
雷达液位计应用于水液储罐、酸碱储罐、浆料储罐、固体颗粒、小型储油罐。各类导电、非导电介质、腐蚀性介质。如煤仓、灰仓、油罐、酸罐等
雷达液位计的优点
雷达液位计是非接触式测量或TDR导波式测量
雷达液位计应用电磁脉冲进行快速测量，精度高，抗干扰能力强
耐腐蚀（探头大多采用316不锈钢或PVDP等材料）
耐压高（40Kg/cm2）
耐温高（200℃）
雷达液位计的注意事项
雷达液位计对于安装空间有一定的要求
注意介质的介电常数，并依据介电常数的大小选择适合的型号
雷达液位计测量原理
雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计，雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。
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闪耀CES的那些固态激光雷达
一年一度的CES消费电子展都能看到汽车电子界最新最炫酷的技术。今天我们就来说说CES2016上展出的汽车激光雷达技术。
　　OFweek网讯：一年一度的CES消费电子展都能看到汽车电子界最新最炫酷的技术。今天我们就来说说CES2016上展出的汽车技术。详细聊一聊激光雷达在自动驾驶中的地位、何为&固态&激光雷达以及&固态化&是怎么成为未来发展趋势的。　　首先，什么是激光雷达。　　激光雷达LiDAR的全称为Light Detection and Ranging激光探测和测距。其正好与雷达Radar的定义Radio Detection and Ranging无线电探测和测距相对应。如上图所示，激光雷达的工作原理：对人畜无害的红外光束Light Pluses(多为950nm波段附近的红外光)发射、反射和接收来探测物体。能探测的对象：白天或黑夜下的特定物体(如图上的鹿)与车之间的距离。甚至由于反射度的不同，车道线和路面也是可以区分开来的。哪些物体无法探测：光束无法被遮挡的物体是无法被探测到的(如图上树后的鹿)。众所周知雷达技术已经在许多具有先进驾驶辅助系统ADAS的量产车上装配使用。但是为了进一步提高检测精度和可靠性，可以说在严苛的无人驾驶系统中激光雷达成为一种不可替代的传感器。　　下面我们来谈谈什么是&固态&激光雷达。　　在CES2016上展出的两款重量级产品分别是来自Quanergy的&固态&Solid State激光雷达 S3和由福特汽车发布用于无人驾驶计划的Velodyne HybridSolid State&混合固态&激光雷达VLP-16 PUCK(下图)。一时间，感觉推出的激光雷达产品如果不是&固态&的都不好意思拿出手。　　那么这里&固态&到底是个什么概念呢？难不成还对应液态不成？实际上下图一对应了我们身边最直接的例子，右侧的&固态&硬盘SSD内部没有机械旋转部件，所以体积小稳定性高。对应的左侧&机械&硬盘HDD内部基于机械旋转部件进行数据读写的方案。因此&固态&概念可以称为基于电子部件，无机械旋转部件的解决方案。如下图二所示，左侧最早由谷歌提出的无人驾驶汽车，基于置于车顶的360度机械旋转激光雷达实现。它的性能非常好，但是相应的也具有成本过高(几千美元级别)，体积大、外部可见等劣势。右侧对应的&固态&激光雷达产品则由于采用电子方案去除了机械旋转部件，因此具有低成本(几百美元级别)和体积小、可集成至传统车辆外观中的特点。　　激光雷达未来发展趋势-固态化，小型化，低成本化　　之前提到最早谷歌提出的无人驾驶汽车就是基于置于车顶的机械旋转激光雷达产品实现的。它其实就是来自Velodyne公司的64波束激光雷达。而这款产品当初的价格也是惊人的超过了7万美金。是谷歌采用的原型车丰田普锐斯售价的两倍还要多。虽然它的性能非常好，但是为了实现将来无人驾驶汽车的量产，成本降低是必然之路。如下图一，从左至右分别为Velodyne的64波束(用于谷歌无人驾驶汽车)、32波束(用于福特CES2016无人驾驶概念车)以及混合固态Hybrid Solid State 16波束 VLP-16 PUCK(将用于未来的福特无人驾驶计划)激光雷达产品。如下图二、三所示分别为与CES2016发布的基于福特蒙迪欧的无人驾驶概念车，以及装配于车顶的4个Velodyne 32波束激光雷达。
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B轮融资一亿美元，Quanergy 的固态激光雷达有什么魔力？
更新：，8 月 22 日，Quanergy 首次对外宣布了融资消息，此次融资为 9000 万美元，由&Sensata Technologies 领投。在今年 1 月举办的美国 CES 展上，激光雷达初创公司&Quanergy Systems 发布了号称是&S3，该公司首席技术官 Jeff Owens 称每台 S3 成本在 200 美元。Quanergy 相关负责人当时向媒体透露，如果订货量在一万台，每台激光雷达的成本有望控制在 100 美元以下。这与其他厂商动辄需求几十万台、几百万台相比，更具成本和数量上的优势。然而，这款产品进入量产阶段还得再等两年。「固态」激光雷达在当时也引起一些讨论：因为 Quanergy S3 采用的是相控阵方式（ Optical Phased Array），虽然这种方式在雷达等各方面的广泛应用，相关技术比较成熟。「但是对于相关组件的尺寸要求很大，如何制造出如此大规模的器件，同时使它们能够有效地运作成为一个系统，将是需要解决的最大问题。」换句话说，它离产品市场化还有一段路。尽管如此，与 Quanergy 在未来方向是一致的是，德国激光雷达厂商&Ibeo 也在研究固态激光雷达技术，由于技术尚未转化为成熟产品，还未对外公开更多消息。虽然新产品引发某些争议，但这并不妨碍 Quanergy 在资本市场对其前景的认可。就在上周五， Quanergy 获得 1 亿美元 B 轮融资。当时这家公司并没有通过官方渠道进行公布。不过&Quanergy 亚洲业务发展总监汤劲松隔天在极客公园举办的创新者峰会上证实了这一消息。精彩的「履历」Quanergy 是一家专注于研发激光雷达的初创公司。2012 年底，三名联合创始人 Louay Eldada、Tianyue Yu、Angus Pacala 在 Eldada 家中的车库开启创业之路。其中 CEO Louay&Eldada 是哥伦比亚大学电子工程专业博士，专攻低成本、高精度激光雷达方向。据公开资料显示，Quanergy 团队在光学、光电子、光电元件、人工智能软件和控制系统领域有着数十年的经验。成员大多来自 Google、IBM、霍尼韦尔、奥迪、福特、博世、戴姆勒、高通等企业。汤劲松告诉雷锋网，目前 Quanergy 团队在百人规模，基本是技术研发人员出身。这家公司并不满足于只做传感器。Quanergy 的应用领域遍及汽车、数字地图绘制、物流、机器人技术等方面。由于 Google 率先推出无人驾驶汽车，传统大型汽车厂商开始急迫地寻求跟上脚步，所以促成了 Quanergy 和汽车厂商的牵手。2014 年 9 月 Quanery 第一款产品 M8-1 投入使用&，当时已经应用在奔驰、现代等汽车厂商的实验车型上。实际上，作为一家成立不到四年的创业公司，Quanergy 受到了风投和汽车零部件巨头的青睐：2014 年 5 月，Quanergy 获得来自三星电子风险投资，特斯拉创始人及清华企业家协会天使基金的种子投资；2014 年 12 月，Quanergy 完成 3000 万美金 A 轮融资。2015 年 Quanergy 获得德尔福战略投资，前者收购 Quanergy 部分股权，目前两家公司的工程师正在努力研发激光雷达系统；2016 年 7 月，Quanergy 获得 1 亿美金 B 轮融资。此次融资 Quanergy 十分低调，并没有对外进行公布。近日 IHS automotive 公司发布预测称，2035 年全球每年将有 2000 万辆自动驾驶车上路。其中到 2035 年中国将有 570 万辆自动驾驶车上路；美国到 2035 年这一数字将增至近 450 万辆；在西欧将有&300 万辆自动驾驶车上路。从这个趋势上看，中国将是自动驾驶业务最大的单一市场。毫无疑问，中国之于 Quanergy 将是非常重要的市场。「汽车业务是 Quanergy 最大的业务，可能占 50%，其他业务则包括在工业自动化，或者机器人。」汤劲松向雷锋网表示。Quanergy 将亚洲区总部设在了上海，除了商务外，还将为亚洲客户提供后续的技术支持以及针对本地路况进行研发。如何降低激光雷达成本？Quanergy 产品规划图目前激光雷达仍存在几大问题：现有激光雷达传感器价格高，体积大。无人驾驶汽车上使用的最先进的激光雷达单价超过 8 万美元，最便宜的为 8000 美元。Eldada 曾表示：Quanergy 的目标是通过提供廉价、可靠、智能传感固态技术，改变汽车制造商的汽车设计方式。在今年 CES 展上 Quanergy 发布的&S3 便是这家公司的一次尝试，但的产品信息并不多： 8 线激光雷达，探测距离为&10 厘米到 150 米。Quanergy 的竞争力和创新性来自三方面：激光相控阵（ Optical Phased Array）、光学集成电路（ Photonic IC）和远场辐射（ Far Field Radiation Pattern）。其中激光相控阵是实现「固态」的重要技术。业内有一个共识是：激光雷达量产必备的三个条件是小型化、价格足够低、从产品架构上与车身融为一体。S3 则是 Quanergy 正在尝试的一个方向。与传统机械激光雷达不同的是，&S3 内部没有任何旋转部件，而是用电子扫描代替机械部件，采用集成电路上的感应晶片扫描各个方向，然后输出车辆周围的 3D 图像。实际上，小型化的实现方法就是尽量减少内部旋转部件。价格极低的原因在于产品的配置：「8 线」、「固态」这两个特性决定了成本的有效控制。S3 的低价格并不是牺牲产品性能得到，而是通过技术突破获得。汤劲松告诉雷锋网(搜索“雷锋网”公众号关注)：「传统的激光雷达是旋转式的，成本很难降下来。固态激光雷达是通过软件和芯片实现，边际成本非常低。尽管它的研发费用很高，但制造成本并不会居高不下，只要有量（成本）就会降下来。」「固态」意味着激光雷达不能进行 360 度旋转，只能探测前方。当然，探测范围的不足可以用传感器数量来弥补：只需在车辆前后对角线各装一个激光雷达，就能覆盖 360 度视域范围。德尔福无人驾驶汽车所探索的方案就是在车身四角布置四台或六台 S3。在效果上，Quanergy 的产品可以达到厘米级精度，30 赫兹扫描频率，0.1 °的角分辨率以及不同天气条件下的高稳定性。这些特性比起一般的激光雷达，更具竞争力。「虽然只有八线，但是每秒钟扫描接近 0.5 个百万点，产生五十万点的点云数据量，就是横向扫描的时候，横向的角度分辨率非常高。」汤劲松告诉雷锋网，多数据量、高分辨率，这正是汽车厂商所需要的。据汤劲松介绍，固态激光雷达在探测上具有动态性和可控性，比如能控制激光的发射光束。他表示，今年在 CES 上展示的样品中，功能已经实现，而性能将通过分步实现达到理想效果。据汤透露，Quanergy 一些重要的战略合作伙伴已经在进行产品初步的使用和开发，明年将会宣布更加另人兴奋的结果。固态化、小型化、低成本化随着技术日趋成熟，激光雷达降价势不可挡（图片来自&）从 Quanergy 可以看到，其主要合作伙伴包括奔驰、现代、日产和桑塔纳。投资方列表中汽车零件供应商德尔福赫然在列。有了强大投资方以及自身创新的技术，这足够增强了 Quanergy 在汽车行业的生存底气。现在看来，无人驾驶也是一场汽车革命，但是没有人知道在这样的革命中，谁将是最后的胜者。无论是 Velodyne 推出的「固态混合超级冰球」、法雷奥与 Ibeo 合作的 ScaLa「混合固态」激光雷达还是 Quanergy S3 基于相控阵列的「固态」激光雷达，可以预见的是，激光雷达固态化、小型化、低成本化是大势所趋。有了这样的产品和技术作为基础，无人驾驶的未来可能比想象中来得更快。
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关于雷达的一些知识
现代是利用目标对电磁波的反射、应答或自身的辐射以发现目标的多种电子设备所构成的一个整体。一次（可以分成机场监视雷达、航路监视雷达、机场地面探测设备三类。）定义：1：利用目标电磁波的反射而发现目标的2：一次是使用得最多的一种雷达（二次主要用于军事监测和打击，其工作模式是地面雷达向目标飞机发射雷达波，目标飞机以相应的方式应答。区别于的方面在于其发射的波长能被轻易接受。）定义：1：通过对询问信号的应答而发现目标的（自身不发射波束，而是通过接受对方发射的波束来探测目标．优点是不会提前暴露目标，缺点是只要对方雷达不开机，你就没办法发现他。而主动雷达是通过发射波束，并接收回波来探测目标，缺点是在你发射波束的同时，暴露了自己。被动雷达可以接收来自对方主动雷达的信号）定义：1：利用目标自身的电磁辐射来发现目标的的的作用是距离远，受气象条件的影响不很大。它可以远远的发现目标并识别，定位和跟踪。原理：当电磁波在空间传播时遇到目标，一小部分高频能量被目标反射回来，到达接收天线，进入接收机。观测人员可以通过接收机的输出来判断目标是否存在。
挖坑慢慢填、
【测量空间位置的方法(距离,角度,高度三坐标,速度等)】1:测量:波束扫描到目标时,回波从顺序上从无到有,从小到大,再从大到小最后消失.所以天线对回波信号进行调制.当测量的回波最大时,此时方位即为方位角数据.（比如...在东北方向发现一架歼15，52C在开始并没有看到15，但是慢慢地看到了，并且越看越大，越看越清晰。反之，50C在东北方向看到了15，但是慢慢的，15越看越小，越看越模糊，最后15消失在52C的视野真J8累）另一种测量方法是顺序比较法:用两个相互交叉的波束照射目标.只有当对准目标时左右两侧回波强度才相等.所以只要对两个接收机的信号做出比较即可精密测向.这种方法称单脉冲测角法,往往用于要求高精度的场合（额...比如在探测天空，歼15在搜索海面。双方相同信号的波速重叠了，其交叠方向即为等信号轴。将这两个波束同时接收到的回波信号进行和差处理，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。因为两个波束同时接收回波，故单脉冲测角获得目标角误差信息的可以很短，理论上只需分析一个回波脉冲就可以确定角误差。为了能够在两个正交的角坐标上得到单脉冲角度偏离估计值并进行角度跟踪，基本的单脉冲必须有三个通道，且通道之间都需要保持良好的幅度和相位响应的一致性。）2:距离的测量:电磁波以光速传递,则有R=1/2·(CT):R=和目标的直线距离,C=光速(3X10^8米/秒),T=单一脉冲制为了防止距离模糊(雷达无法分清接受到回波是什么时段发射而导致距离失准),有时会采用互质频率发射以统计3:高度的测量:需要通过点头或相扫等手段确定目标仰角θ,再依据目标与雷达的距离R,可测量出目标高度考虑曲率,高度h后的目标高度计算公式为H=h+Rsinθ+R^2/2ρ.其中ρ为地球曲率半径与之相对,如果知道目标高度(如舰船,山峰等),求目标距离的公式为R=2.08(√h+√H)4:目标测速:通过多普勒原理得知,从目标反射回的波段,相比发射的波段多了一个多普勒频移f（影视剧中经常可以看到上有一个点在闪烁，忽东忽西的。这就是对目标速度的显示，一般的，计算机会对目标速度进行有效的分析计算并在屏幕上显示） 如果目标径向速度V,波长为λ,则f=2V/λ.则目标速度V=Fλ/25:其他测量:通过对目标回波起伏特性的测量,可以判定目标的一些状态(如稳定或翻滚);通过对目标回波极化矩阵的测量,在一定程度上可判断目标的构成与属性;通过提高的分辨能力和多目标跟踪能力,可以作到雷达成像,以及对目标状态变化的跟踪等(如飞机发射导弹,卫星脱离火箭等)另有,甚高频对地下目标(如工事坑道,地下管道等)有比较强的探测能力
【频率的划分】波长与频率的关系为:频率F=c/波长λＬ波段（ MHz）–警戒雷达最常用的波段–作用距离远–外部噪声较低–天线的尺寸并不太大–角分辨率较好Ｓ波段（MHz）–中距离的警戒雷达和跟踪雷达均可使用这一波段–可用合理的天线尺寸得到较好的角分辨率–动目标显示的性能比Ｐ波段要差–电磁波的传播受气条件影响已变的明显起来Ｃ波段（MHz）–性能是Ｓ波段Ｘ波段的折中–中距离的警戒雷达可以使用这个波段。–常用于船舶导航、导弹跟踪和武器控制等。Ｘ波段（8-12.5 GHz）–雷达的体积小，波瓣窄，适宜于空用或其他移动的场合。–多卜勒导航雷达和某些武器控制都采用这个波段的雷达。•Ku,K波段和•Ka波段（26.5-40GHz）Ka代表着K的正上方(K-above)，换句话说，该波段直接高于K波段。-Ka波段也被称作30/20 GHz波段，通常用于卫星通信。•毫米波波段( &40 GHz)L、S、C、X、Ku，K、Ka、毫米波的共同特点–天线尺寸小–窄波瓣，角分辨率高–电磁波在大气中传播时的衰减大–高频器件能够产生的功率不大，雷达的作用距离短。•警戒雷达–主要任务是在尽可能远的距离上发现目标–作用距离远•常用警戒雷达的作用距离约为500km。•对洲际导弹的预警雷达，作用距离要求达到5000km。–能够测量目标的距离和方位，测量的精度要求不高。•指挥引导雷达–它用以引导飞机去执行任务–要求雷达能精确地测量目标的距离、方位和高度，并能进行必要的引导计算–作用距离比警戒雷达要短一些，一般在200-300km。•炮瞄雷达–控制火炮对目标进行跟踪，以实现准确的射击。–必须连续而准确地测定目标的坐标，并迅速把数据传递给火炮。–这类雷达的作用距离较近，只有几十公里，但测量的精度要求高。•制导雷达–控制自己发射的导弹飞行过程，要不断地测量导弹的飞行情况，以实现控制。•截击雷达–用于歼击机上的雷达。–当歼击机根据地面的引导，接近攻击目标，进入有利空域时，就利用装在机上的截击雷达，准确地测量目标的位置，发起攻击。–这类雷达的作用距离短，但测量的精度高。•轰炸瞄准雷达–装在轰炸机上的雷达，给飞行员提供轰炸瞄准的指示信号。•气象雷达–用以观察气象•用来测量暴风雨的位置，跟踪它的移动路线•空中交通管制雷达–对航路上和机场周围的飞机都要实施严格的管制•航路监视雷达•终端区控制雷达•场面监视雷达
【雷达检测】•信噪比–信噪比定义为信号振幅S与噪声均方值Ｎ之比，可写为S/N。（信噪比又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号（或信息），并且该种信号并不随原信号的变化而变化。同样是“原信号不存在”还有一种东西叫“失真”，失真和噪声实际上有一定关系，二者的不同是失真是有规律的，而噪声则是无规律的。）•判定过程–人工检测方法–自动检测方法•发现概率–有目标存在，检测器判定有目标，这种事件发生的概率。•虚警概率–没有目标只有噪声存在，检测器也判定有目标，这种错误事件发生的概率。（这种术语只要大致了解就行，撕逼很少出现的词汇。不多细述）雷达接受距离的方程简单点说就是接收距离R的四次方与目标面积δ,波长λ的平方,峰值功率P,以及发射/接收天线的增益之积G成正比,而与信噪比(S/N)和带宽(△f),损耗因数L,玻耳兹曼常数K(1.38x10^-23 J/K),以及等效噪声温度T成反比R^4=[P·G·δ·λ^2]/[(4π)^3·L·K·T·△f·(S/N)]雷达观察区域受到观察空域(如两坐标监视雷达要求360环视),最大仰角(比如对于监视雷达一般取0到30度),最大探测高度Hmax,最大和最小观测距离Rmax/Rmin等的影响一般雷达对指定截面积目标可以观测到的距离和高度有一定包线,称雷达威力图例如下图电子对抗电子战的实质是斗争双方利用一切手段争夺对电磁频谱的有效使用权.主要包括三个方面:电子支援措施(ESM),主要功能是对敌辐射源进行截获,识别,分析和定位电子对抗措施(ECM),主要是破坏敌人电子设备或降低其效能,乃至物理摧毁等以及电子反对抗措施(ECCM),是保障自己电子设备在敌方实施电子对抗手段后仍能正常工作的各种战术和技术手段按照使用种类,可以分为平台式(如降低信号,干扰等),和投放式(投放诱饵,拖曳信号标等)按照有无辐射源,可分为无源干扰(降低信号,投放箔条)和有源干扰(各种有源诱饵,闪光照射,噪声/红外/欺骗干扰等)电子侦察以及反侦察电子战中雷达的电子侦察主要包括:雷达情报侦察,运用各种手段侦察敌雷达的特征参数,判断其性能,类型,用途,配置,以及所指挥武器的有关战术情报雷达对抗支援侦察:凭借上一步侦察到的对方雷达各种数据和有关战术情报,识别敌雷达的数量,部署,范围,性质以及威胁等级程度等,为作战指挥实施雷达预警,以及相关战役战术行动等提供依据雷达告警:作战中实时发现敌雷达并作出告警 引导干扰:侦察是实现有效干扰的前提和依据 辐射源定位:为武器精确摧毁敌人雷达提供依据
•雷达为了自己的生存,必须具备良好的反侦察能力.最重要的是想办法让敌人收不到雷达信号或者受到假信号.主要措施有:——设计低截获概率雷达:依上叙述,雷达可以采取低峰值功率,宽频率带宽,高占空因数,低旁瓣发射天线,采取被动工-作方式,采用自适应发射功率管理等技术,降低被发现的距离(如美国APG77.而有关侦察距离则可用有源相控手段控制各个单元分别将其波段和频率合成成较适合波段,以及侦察方向的集中性等手段来弥补)——控制雷达开机时间:在完成任务的前提下,开机时间尽量短,次数尽量少,同时开机必须经过规定程序批准.值班雷达的开机时间和顺序应当无规律.——控制雷达工作频率:对雷达的使用频率要按常用频率工作;同一模式的雷达应尽量按同一频率工作;严格控制使用频率,禁止擅自改变雷达频率,若必须采用跳频手段工作,必须经过批准并按照预定计划进行.——隐蔽雷达和新雷达的使用必须经过批准——适时更换敌人可能发现和熟悉的雷达阵地——设置假目标并对外发射假信号等•电子干扰针对雷达的对抗措施有三种:——告警和回避,——火力摧毁,——干扰雷达干扰是指利用干扰设备发射干扰电磁波,或录用能反射,散射,衰减以及吸收电磁波的材料反射或衰减雷达波,乃至通过主动手段欺骗和使武器系统失控等,从而扰乱敌人雷达工作,降低其效能,使其不能发现目标和告警,造成武器系统威力无法发挥等.这是电子对抗中最常用的一种手段 •雷达抗干扰——电子反干扰是指确保己方有效运用电磁频谱而对电子干扰采取的各种举措,这些措施共同的特点是它们几乎总是与雷达等电子设备设计制造的技术有关.电子干扰和反干扰的斗争基本上就是争夺功率和带宽资源的斗争.任何雷达和通信都是可以被干扰的,同样任何干扰手段都是可以预防的.这最终还是主要取决于双方愿意投入电子战的资源.精心设计,性能优良的雷达基本上都具备强大的ECCM能力,而各种先进技术,如无源探测手段和低概率雷达等的研究,也取决于一个国家的工业能力和工业基础,以及投资的多少•雷达抗摧毁现代战争中反辐射导弹(ARM,包括反辐射无人机)已经成为雷达不可回避的对手.海湾战争中联军在战争第一小时之内就投放200多枚ARM,配合其他电子战手段,彻底将伊拉克防空系统炸瘫ARM的特点有:——采用多种方式制导:包括红外,光学,惯性制导等;采用宽频接收机,可攻击各种先进雷达(包括单脉冲雷达,脉冲压缩雷达,跳频雷达和连续波雷达等),且自身抗干扰能力较强,一些先进的ARM甚至采用了人工智能技术,可自动寻找,记忆,锁定和攻击辐射目标 抗ARM的办法,除了主动打掉ARM极其载机以外,还有一些被动措施:1:ARM在攻击之前需要电子支援手段先截获,识别和定位目标雷达信号,因此可以采用战术手段让ARM难以接受信号.如经常更换阵地,控制开机和控制频率;将发射机和接收机分离并设置各种电子/光学/红外诱饵(甚至可以让诱饵轮番开机消耗其能量,并使其无法瞄准);技术上提高和优化雷达的空间,频率,波形和极化的隐蔽性;以及多台雷达组网(摧毁个别雷达仍能保证地域监视)等•雷达的低空性能与低空突防低空/超低空一般指地表以上300米以下的空域.这里是大多数雷达探测的盲区,一些先进雷达即使能探测,性能也要打折扣(例如典型二代战斗机下视能力基本为零,典型三代战斗机和预警机的下视能力也很不乐观往往探测距离要减一半左右.装备先进相控阵雷达的三代半和四代战斗机这方面则可以接近和达到雷达的探测距离)一些专家认为,目前飞机和巡航导弹突防高度为:水面上10到15米(甚至有的可以做到5米);平原地区50到60米;丘陵山地等100到120米.而且降低高度比增加速度更有利于提高生存能力从军事上说,低空对雷达的干扰主要有:——地球曲率的遮挡地形多径效应(雷达直射波,地面反射波和目标回波产生干涉效应,导致波束分裂和衰减.这种效应与地形平坦有关,山区等地的多径效应比平原和海面更严重)地表反射背景回波的强干扰(往往杂波的强度是回波的许多倍,尤其对于小反射面积的巡航导弹和隐身飞机而言.所以对低空雷达有个参数叫做杂波可见度SCV,用来表示多普勒雷达或动目标监视雷达从杂波中分辨目标的能力)——雷达反低空突防,从技术上说可以采用各种反杂波技术.如降低旁瓣,采用超视距雷达(低空视野可达普通雷达数倍乃至数十倍,甚至几千千米.但是地波雷达精度低且易被干扰,天波雷达则受气象和环境限制比较大,虽不容易找到波段相位但是只要找到则非常小的功率即可干扰);采用SAR(合成孔径雷达)搜索地表目标(比较适合卫星和飞机使用). 而从战术上,通过雷达提升高度(如制高点或者直接使用雷达飞艇或预警机等);不同种类的各种探测手段(雷达/红外/光学/甚至防空哨等)组网观察;依靠技术手段和计算而精选雷达阵地等,都可减弱地表杂波对雷达的影响•反隐身飞机首先说明一下,隐形战机他不同角度不同方位他散发的信号特征都不一样。比如F-22，它不开弹仓，信号低，开了之后飙高。第二，F-22雷达如果开机很容易被对方被动雷达探测到（这是相对的）。隐身飞机通过涂料,材料和外型,使大多数雷达波被吸收或者反射到其他角度,其对雷达的威胁极大,甚至将完全成为防空作战的主要对手对于常规雷达来说,雷达截面积的减小明显削弱了雷达的探测能力,也就削弱了整个武器系统的战斗力.如果要维持旧有雷达体系不变的情况下象发现常规飞机一样发现隐身飞机,功率和口径都需要成几何级数的增大.二者的乘积需要增加10~1000倍.这可以对个别单基地雷达使用,但是在整体上是军费难以支撑的一些有前途的技术手段为:——短波超视距雷达——甚高频(100~300MHZ)与超高频(300~500MHZ)雷达,但需要克服抗干扰能力低和精度差的问题.可作为警戒和引导手段使用——多基地雷达,或雷达组网——对于某些必须使用单体雷达的单位,可以试图增大功率和口径——使用带辐射管理功能的主动相控阵雷达
【有源/无源相控阵雷达】相控阵雷达分有源和无源。（说白了，就是单核处理器和多核处理器的区别。有源是多核，无源是单核、）相控阵雷达大体可分为两大类，即全电扫相控阵和有限电扫相控阵。全电扫相控阵又可称固定式相控阵，即在方位上和仰角上都采用电扫，天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线，即把两种以上天线技术结合起来，以获得所需要的效果，起初把相扫技术与反射面天线技术相结合，其电扫角度小，只需少量的辐射单元，因此可大大降低设备造价和复杂程度。天线阵，根据扫描情况可分为相扫、频扫、相／相扫、相／频扫、机/相扫、机／频扫、有限扫等多种体制。相扫系列利用移相器改变相位关系来实现波束电扫。频扫是利用改变工作频率的方法来实现波束电扫。相/相扫是利用移相器控制平面阵两个角坐标实现波束电扫。相／频扫是利用移相器控制平面阵一个坐标而另一坐标利用频率变化控制来实现波束电扫．机/相扫是在方位上采用机扫、仰角上采用相扫。机／频扫是在方位上采用机扫、仰角上采用频扫。相控阵雷达的特点相控阵雷达之所以具有强大的生命力，因为它优胜于一般机械扫描雷达。它具有以下特点：——能对付多目标。相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割原理或多波束，可实现边搜索边跟踪工作方式，与电子计算机相配合，能同时搜索、探测和跟踪不同方向和不同高度的多批目标，并能同时制导多枚导弹攻击多个空中目标。因此，适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。——功能多，机动性强。相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束，分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。一部相控阵雷达能起到多部专用雷达的作用，如“爱国者”的一部多功能相控阵雷达可以完成相当于“霍克”和“奈基”－2型9部雷达的功能，而且还远比它们能够同时对付的目标多。因此，可大大减少武器系统的设备，从而提高系统的机动能力。——反应时间短、数据率高。相控阵雷达可不需要天线驱动系统，波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，从而缩短了对目标信号检测、录取、信息传递等所需的时间，具有较高的数据率。相控阵天线通常采用数字化工作方式，使雷达与数字计算机结合起来，能大大提高自动化程度，简化了雷达操作，缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间，便于快速、准确地实施畦达程序和数据处理。因而可提高跟踪空中高速机动目标的能力。——抗干扰能力强。相控阵雷达可以利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合成非常高的功率，并能合理地管理能量和控制主瓣增益，可以根据不同方向上的需要分配不同的发射能量，易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰，有利于发现远离目标和小雷达反射面目标（如隐形飞机），还可提高抗反辐射导弹的能力。——可靠性高。相控阵雷达的阵列组较多，且并联使用，即使有少量组件失效，仍能正常工作，突然完全失效的可能性最小。此外，随着固态器件的发展，格控阵雷达的固态器件越来越多，甚至已生产出全固态儿控阵雷达，如美国的。“爱国者”雷达，其天线的平均故障间隔时间高达15万小时，即使有10％单元损坏也不会影响雷达的正常工作。但是，相控阵雷达造价昂贵，技术难题高。没钱没技术的二三流国家根本玩不通！
【几种雷达的分类】激光雷达——激光雷达是一种工作在从红外到紫外光谱段的雷达系统，其原理和构造与激光测距仪极为相似。科学家把利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达，把利用连续波激光束进行探测的称为连续波激光雷达。激光雷达的作用是能精确测量目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力，科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。化学战剂探测激光雷达——传统的化学战剂探测装置由士兵肩负，一边探测一边前进，探测速度慢，且士兵容易中毒。机载海洋激光雷达——传统的水中目标探测装置是声纳。根据声波的发射和接收方式，声纳可分为主动式和被动式，可对水中目标进行警戒、搜索、定性和跟踪。但它体积很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至达几十吨重。而激光雷达是利用机载蓝绿激光器发射和接收设备，通过发射大功率窄脉冲激光，探测海面下目标并进行分类，既简便，精度又高。迄今，机载海洋激光雷达已发展了三代产品。20世纪90年代研制成功的第三代系统以第二代系统为基础，增加了GPS定位和定高功能，系统与自动导航仪接口，实现了航线和高度的自动控制。最后总结一下雷达的种类！雷达种类很多，可按多种方法分类： （1）按定位方法可分为：有源雷达、无源雷达。 （2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。 （3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。 （4）按工作波长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。 （5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
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