雷达专业术语解释
雷达专业术语解释
雷达，即Radar，这一术语源自无线电探测与测距（Radio Detection and Ranging）的英文缩写。此类系统通常通过调制的波形以及定向天线，向特定空间区域发射电磁波，目的是为了搜寻目标。在搜索区域中，物体目标会将部分入射能量反射回雷达方向，随后，雷达接收器对这些反射波进行处理，从中获取距离、速度、角度位置以及目标识别的其他特征等信息。
雷达系统依据其部署方式和特性可分为多种类型，诸如地面、空中、卫星以及舰艇上的雷达系统，同时还可根据所采用的频率范围、天线设计以及工作波形等具体特性进行进一步的分类。
雷达系统，通常由天线、发射机、接收机、信号处理机、终端显示设备、伺服系统和同步设备等组成。不同类型的雷达雷达信号k频是什么意思，其构成可能有所差异，仅包含部分或若干部分。以典型的单基地收发共用的脉冲雷达为例，其实现结构的基本框图如下所示：
图 简单雷达系统框图
雷达发射机，作为雷达系统中的关键部件，主要负责发射电磁波信号。它通过将设计的脉冲或连续波信号，借助高稳定度的本地振荡器（简称LO）进行上变频处理，然后将信号反馈至天线。天线再将这些信号辐射至空间。根据实现方式的不同，雷达发射机主要分为两种类型：直接振荡式和主振放大式（也称为功率放大式）。前者通过直接操控本振的开关状态来生成高频信号雷达信号k频是什么意思，而后者则是通过将基带信号进行上变频操作来达到这一目的。主振放大式具备能够设计出复杂波形、频率稳定性强、回波信号相位一致等优势。此外，主振放大式的信号生成过程与通信系统的发射部分相似，因此，它成为了通信雷达一体化领域中雷达发射机研究的重要内容之一。
雷达接收机，作为雷达系统中的关键部件，负责接收反射回来的电磁波。它主要由前端放大器、混频器以及相应的处理模块构成。其主要职能在于捕捉微弱的回波信号，并对其进行放大处理。从这个角度来看，作为接收环节的首个装置雷达专业术语解释，雷达接收机内部的噪声应尽量降低，以减少对后续级联噪声放大的影响。同时，需指出的是，在雷达接收机的环节，也进行着对雷达信号的某些处理工作，比如对接收到的信号进行匹配滤波等操作。雷达系统的接收机与通信系统的接收机在本质上并无太大差异，然而，由于雷达系统接收机所接收到的回波信号通常较为微弱，因此，它往往需要具备比通信系统接收机更高的信号检测灵敏度。
雷达天线系统，其天线设计选用具有显著指向性的类型，这一选择与雷达在距离和角度测量方面的精确度密切相关。通常情况下，雷达天线指向性越明显，其角度测量精度和分辨能力也相应更佳。雷达波束的移动既可以通过伺服系统实现机械操控，也可以利用日趋完善的相控阵技术进行控制。与依赖伺服控制的机械扫描技术相比，采用电子计算机控制的相控阵技术展现出速度更快、精度更高、操作更为灵活且便于小型化的诸多优点。雷达的扫描路径丰富多样，既可以是锥形、圆形雷达专业术语解释，亦可以是螺旋状。此外，随着波束成形技术的不断进步与深入研究，雷达波束的形态同样呈现出极大的灵活性。
雷达信号处理系统，信号处理是雷达技术领域的关键研究课题，同时也是技术难题之一。与通信系统相比，雷达系统在信号处理方面的目标在于削弱杂波和噪声对雷达系统的干扰，进而提取出有价值的信息。在此基础上，系统还能够利用这些信号进行自我控制。雷达信号处理过程一般涵盖对动态目标的识别、对复杂信号脉冲的压缩处理、对多普勒效应的解析与相应处理等多个环节。
雷达终端，这一概念涵盖了除前述设备之外的其他雷达相关设备，其中主要包括同步装置（如系统时钟）、供电设备以及雷达的显示单元。然而，伴随着现代计算机技术和计算机图像学的进步，雷达终端的功能已不再局限于传统的显示设备，而是拓展出了更为丰富的显示选项。
雷达脉冲的持续时间，即雷达所发射的脉冲信号的时长，通常以微秒（μs）或纳秒（ns）作为计量单位。不同雷达系统的脉冲宽度范围广泛，从几纳秒到几毫秒不等。雷达脉冲宽度对于雷达的空间分辨率至关重要：脉冲的长度必须小于信号在目标间传播所需的时间，否则在接收器中会出现脉冲重叠现象。
雷达截面积，即RCS，又称为雷达特征，用符号σ'表示，它是衡量雷达探测物体难易程度的关键指标。RCS数值越高，意味着物体越容易被雷达发现。
脉冲雷达与连续波雷达系统——在以波形类型作为雷达系统分类依据的情况下，存在两种雷达系统：脉冲雷达和连续波雷达。其中，连续波波形可被视为纯正弦波形式的余弦函数。而脉冲重复频率（PRF）则用于区分雷达系统为低重频、中重频或高重频雷达。脉冲间的周期记作IPP，其值为T；脉冲的持续时间称为t。IPP通常与脉冲重复周期PRI相对应，而PRI的倒数即为脉冲重复频率PRF，通常用符号fr来表示。
雷达模糊图，是通过模糊函数的数学公式，在三维坐标体系内绘制出的该数值的图形。这样的图形呈现为立体实心形态，其中不仅包含主峰，还伴有边锋及若干小突起。通常，我们把这个三维立体图形称作模糊图。
雷达模糊图
在模糊图像中，除了主峰之外，那些边缘锋利和细小的凸起部分统称为“白身杂波”。这种杂波并非由目标周围的其他散射体所引发，而是由信号的固有特性所决定。
脉冲信号，这种信号的周期极为短暂，其频谱表现出了相对复杂的特性。在脉冲信号的频谱中，我们可以观察到两个主要部分：基波与谐波。基波代表了脉冲信号中频率最低的那一部分，其频率与脉冲信号的重复频率相等。至于谐波，它则是基波的频率倍数，其频率是基波频率的n倍，其中n是一个大于零的整数。脉冲信号的谐波成分的多少，与该信号的上升速度、下降速度以及脉冲的持续时间密切相关。
脉冲重复频率，亦称PRF，指的是每秒钟内发射的脉冲数量，它等于脉冲重复间隔，即两个连续脉冲之间的时间间隔，的倒数。尼奎斯特频率极限是脉冲重复频率的一半，当多普勒频移值超出此界限时，脉冲多普勒检测到的频率变化将出现大小和方向的错误，这种现象被称为频率失真。脉冲重复频率，即PRF，是脉冲雷达信号的关键特性参数之一。它指的是发射脉冲或脉冲序列的速度。一般而言，脉冲重复频率指的是每秒钟发射的脉冲数量，并以赫兹（Hz）为单位来表示。
脉冲重复时间，即PRT，指的是雷达发射脉冲串中每一个脉冲所持续的时间长度。
PRI（脉冲重复间隔）- 雷达发射脉冲之间的时间间隔。
巴克码，亦称作Barker序列，是一种具有特定特性的数字序列，被广泛用于通信领域，特别是在雷达和无线通信技术中。其中，7位和13位的巴克码尤为常见。这种序列是非周期的，由n位码元组成，记作{X1，X2，X3，……，Xn}，每个码元只能取+1或-1的值。
距离分辨能力，这是雷达技术中的一个关键指标，它反映了雷达区分邻近目标的能力。雷达系统一般被设定在一定的最小和最大探测距离范围内运作。在多数情况下，为了增强雷达的性能，用户和设计人员都在努力寻找将距离分辨能力降至最低的途径。若想实现出色的距离分辨效果，就必须缩短脉冲的持续时间。然而，此举会导致平均发射能量的下降，并扩大了所需的工作频带宽度。通过应用脉冲压缩技术，我们能够在维持所需平均发射能量的前提下，实现优异的距离分辨能力。
雷达系统中，距离单元长度指的是测量目标与雷达间距离的最小单位。这个单位等于雷达波在空气中传播时波长的二分之一，亦称作“半波长”。鉴于波长与距离之间存在着密切的联系，选用半波长作为距离单元，有助于提高雷达系统测距的精确度。雷达系统中的距离测定，是通过分析回波信号的时间差来实现的。雷达发射出电磁波束，目标反射这些波束，雷达随后接收这些反射波。通过计算这些反射波到达雷达的时间差雷达信号k频是什么意思，我们能够确定目标与雷达之间的具体距离。雷达距离单元则是用来标示这一距离的最小单位。
多普勒雷达是一种基于多普勒效应原理的探测设备，它能够精确测定运动物体的具体位置以及它们的相对运动速度。所谓多普勒效应，即波源与观测者之间存在相对运动时，观测者所接收到的波频率会随之改变。这种雷达广泛应用于航空预警、空中拦截、飞行导航、低空防空、火控系统、战场侦查、导弹制导、靶场测试、卫星追踪以及气象监测等多个领域。
高斯滤波器作为一种消除干扰信号的设备，能够对电源信号中特定频率的频点或该频点之外的频率进行有效滤除。通过这种方式，我们可以获得一个特定频率的电源信号，或者消除特定频率后的电源信号。此外，滤波器不仅应用于频域，还具备多种过滤功能，能够消除某些频率分量的相关性。滤波器可通过多种技术进行构建，而相同的传递函数亦能以不同手段达成，这表明滤波器在数学特性上保持一致，然而其物理特性却存在显著差异。
多普勒频率雷达通过运用多普勒频率技术，能够准确获取目标的径向速度，即距离变化的速度，同时还能有效区分杂波、静止物体以及运动物体等不同类型的目标。这一技术基于多普勒现象，即入射波在遇到相对运动的物体时，其中心频率会发生偏移。雷达正是利用这一原理，通过多普勒频率来提取目标径向速度，并实现目标的分辨。多普勒现象阐述了当目标相对于辐射源移动时，入射波形的中心频率会发生偏移。这种频率的变化与目标移动的方向有关，既可能是正向的，也可能是负向的。照射在目标上的波形，其波前等相位，且间隔为波长λ。当目标靠近时，反射的等相位波前会相互靠近，从而产生较短的波长。相反，若目标远离或退缩（即雷达探测到的运动方向为远离），则会引起反射波的相位波前发生扩散，表现为波长变长。
若两个发射脉冲的相位相同，则雷达具备相干性；换言之，信号从一脉冲至下一脉冲的相位保持连贯，若雷达能在同一脉冲的等相位波前与下一脉冲的等相位波前间维持整数波长的距离，即表明其具有相干性。通过采用稳定的本机振荡器，可以确保雷达的相关性。
脉冲信号，这种信号的周期极为短暂，其频谱特性呈现出一定的复杂性。该信号的频谱主要由两部分构成：一是基波，二是谐波。基波是脉冲信号中频率最低的部分，其频率与脉冲信号的重复频率相等。而谐波则是基波的整数倍频率，频率为基波频率的n倍，其中n是一个正整数。脉冲信号的谐波成分的多少与该信号的上升速度、下降速度以及脉冲的持续时间密切相关。此外，脉冲信号的频谱特性还受到脉冲幅度对频谱作用的影响。在频率分析领域，脉冲信号的频谱通常是通过将代表单位脉冲的频谱按幅度进行叠加而形成的。
脉冲压缩技术，即通过运用该技术（进行调制），能够发射出峰值功率较低的宽脉冲（尽管平均功率较高，作用距离也较远），同时并不需要降低距离分辨率。接收设备对所接收到的（宽）脉冲实施脉冲压缩处理，从而恢复出窄脉冲的高距离分辨率，并尽可能地扩展探测区域。图中的模糊区域清晰地展示了定位精度（横坐标）以及多普勒频移的容忍度（纵坐标）。
注：*模糊图上的脉冲宽度是指雷达检测器输出端的脉冲宽度。
相控阵雷达采用多组天线单元，这些单元包括反射和接收部分，每个单元都能独立调整其相位并协同运作，当这些单元的电磁波信号相互叠加时，便形成了指向特定方向的窄波束。该系统可通过电子控制调整波束的方向，无需移动天线本身。相控阵雷达通常以实时方式对各个单元的相位进行控制，以此实现波束的实时扫描。
飞行时间法，亦称TOF（Time of Right），属于一种双向距离测量技术。该技术通过计算UWB信号在基站与标签间往返所需的时间来估算距离。由于基于TOF的定位方式在测距时无需基站与标签进行时间同步，因此避免了时钟同步偏差所引入的误差。然而，TOF测距的准确性依赖于时钟的精度，任何时钟偏移都可能引起误差。为了降低因时钟偏差所引起的距离测量误差，通常实施一种双向测量策略，即先由远端基站发出距离测量数据，标签接收到后予以反馈，随后标签主动发送距离测量数据，由远端基站予以回应。通过计算往返飞行时间的平均值，可以有效减少两者间的时差，进而提升距离测量的准确性。ToF技术是当前大多数激光雷达量产的主流选择，而FMCW技术则只有少数厂商能够生产出可供量产的产品。
当温度高于绝对零度时，电阻因电荷载流子的热运动而呈现出热噪声现象。这种噪声是基础性的，普遍存在于各个角落。热噪声亦称作Johanson或Nyquist噪声，其根源在于电子的热运动。只要温度在0 K以上，自由电子便会产生热运动。故此，几乎所有器件和设备都会产生热噪声。热噪声的功率谱密度保持恒定，不随频率波动，这种特性使其被称为白噪声。同时，由于它遵循高斯概率密度分布，因此也被称作高斯白噪声。
约翰逊噪声，亦称热噪声或奈奎斯特噪声，它源自于热运动使导体内部电荷载体达到平衡状态时产生的电子噪声，且这种噪声的产生与施加的电压无关。通常，这种噪声是通过统计物理的方法推导出来的，被称为波动耗散定理。在此，我们采用广义阻抗或广义极化率来描述这种介质的特性。理想电阻器的热噪声与白噪声相似，其功率谱密度在频谱中几乎连续不断（尽管在极高频率下并非如此）。若将带宽限制在有限范围内，热噪声则可近似为高斯分布。
相参处理间隔，即CPI，它指的是用于处理相参处理目标所需回波持续的时间长度。在脉冲多普勒雷达系统中，相干处理间隔是发射与接收脉冲序列的一部分，这些脉冲序列经过联合处理，进而形成一系列多普勒滤波。CPI在雷达系统中扮演着关键角色，它负责处理及分析雷达信号，从而获取目标的速度与距离数据。在CPI这一相干处理间隔内，雷达会发射一连串脉冲，并捕捉回波。这些回波信号经过多普勒处理或其他相干处理手段的分析，最终绘制出目标的距离-多普勒图像。CPI的长度以及脉冲重复频率（PRF）均对雷达系统的性能和目标检测的精确度产生显著影响。在雷达信号处理领域，相干处理间隔CPI的概念扮演着至关重要的角色，它使得雷达系统能够高效地处理和分析反射信号，进而为用户提供有关目标速度与位置的关键信息。借助相干处理技术，雷达得以更精准地识别及追踪目标。
窗函数，这是一种在通信领域常用的术语。在数字信号处理中，傅里叶变换扮演着核心角色。傅里叶变换主要探讨的是时间域与频率域之间的相互关系。然而，在利用计算机进行工程测试信号处理时，我们无法对无限长的信号进行测量和计算，因此，我们只能选取信号中的有限时间片段进行深入分析。操作步骤包括：首先从信号中提取一段特定的时间区间，接着对这一段信号进行周期性的扩展处理，从而生成一个看似无限延伸的虚拟信号。随后，可以对这一虚拟信号执行傅里叶变换和相关分析等数学运算。然而，当这一无限长的信号被截取成有限长度时，其频谱特性会出现扭曲，原本集中在频率f(0)处的能量分布被分散到了两个更宽的频带中，这种现象被称为频谱能量泄露。为了降低频谱能量的泄露，可以运用多种截取函数对信号实施截断处理，这些截断函数被称作窗函数，简称窗。窗函数本质上是在时域上宽度有限的信号。信号的泄露程度与窗函数频谱的两侧旁瓣高度紧密相关，若能使两侧旁瓣的高度逐渐减小至接近于零，从而使得能量更加集中在主瓣上，那么就能更接近于真实频谱的形态。因此，在时间域内，我们可以选择不同的窗函数对信号进行截断。
高斯窗函数属于指数窗类别。这种窗函数的谱线没有出现负的旁瓣，并且其第一旁瓣的衰减程度高达55dB。然而，高斯窗函数的谱线主瓣较宽，因此其频率分辨力相对较低。正因为如此，高斯窗函数常被应用于截取非周期信号，例如指数衰减信号等。
分贝dB，作为一种测量用的对数单位，其作用在于表达某一物理量与同类型参考量之间的比值关系。
动目标显示，即MTI（Moving Target Indication），是一种雷达技术，它能够提供带有模糊速度信息以及无模糊距离信息的目标数据。该系统通过使用延迟线与消滤波器，能够从静止的背景中识别出移动目标。其工作原理是利用移动目标产生的多普勒频移来区分动目标与静止目标，进而实现去除背景干扰的效果。地面脉冲雷达之所以能区分静止的地物杂波和运动的物体，是因为地物相对于雷达是静止的，而运动目标则是动态的。因此，地物杂波在相位检波器中产生的输出是等幅的脉冲序列，而运动目标的回波则生成了幅度随多普勒频率变化的脉冲序列。通过对比相邻周期的回波信号并执行相减操作，可以有效地去除地物杂波，同时保留运动目标信号，从而实现了抑制地物杂波并突出显示运动目标的目的。运动目标显示的实现通常依赖于杂波对消器，即MTI滤波器，以消除固定杂波并提取运动目标信号。在运动目标显示与脉冲多普勒处理中，多普勒技术被用于抑制杂波并提升对运动目标的探测能力；对于较小的目标，则需要更强大的杂波抑制能力。
动目标检测技术，与动目标显示MTI相比，其核心职责不仅在于抑制干扰杂波以分离出运动目标，还要求对运动目标进行强化。动目标检测MTD的执行过程，主要依赖于杂波对消器和多普勒滤波器组的协同作用。概括而言，动目标检测MTD的实现过程可以表述为MTD等于MTI加上快速傅里叶变换（FFT）。首先，通过动目标显示MTI技术对运动目标进行分离；接着，运用快速傅里叶变换FFT对运动目标进行信号增强；随后，提取多普勒信息；最终，获得运动目标的速度分量。
有源电子扫描阵列，即AESA（Active Electronically Scanned Array），亦称作有源相控阵技术。这种阵列由众多天线构成，它们协同作用，发射出一束无线电波，并能够对准多个不同的方位，整个过程无需对天线本身进行物理移动。AESA技术主要应用于雷达系统领域。目前，AESA雷达被广泛应用于众多军事平台，涵盖军用飞机和无人机等多种类型，旨在为用户提供出色的态势感知能力。
雷达系统中的杂波，指的是那些非必要的反射体，它们会对雷达的正常运行造成干扰。这种杂波的定义与所追求的目标紧密相关。具体来说，雷达杂波指的是除我们所关注的目标之外，其他物体产生的雷达散射回波。
平均功率，即平均功率（Average power），它是指雷达在完整时间波形中，包括开启和关闭时间在内的总功率积分。当脉冲宽度和脉冲重复频率不稳定时，积分时间需要足够长，以确保能够反映脉冲参数可能出现的所有变化。在众多射频和微波功率计中，大多数属于平均功率计，它们对信号的加热能量作出反应。
峰值功率，即电源在极短时间内所能达到的最大功率，通常其持续时间不超过30秒。实际上，峰值功率并无太大实用价值，因为电源在达到峰值输出时往往难以保持稳定工作。峰值功率也被称为P.P功率，它通过将额定输出功率中的有效值电压转换为峰值电压来计算得出。由于峰值电压是有效值电压的1.414倍，因此峰值功率相应地达到了额定功率的两倍。
带宽使用量——带宽使用量，即通信设备发射信号所占据的频谱宽度，在无线通信领域，这一数值是固定不变的，且不得超出既定的带宽限制，换言之，不得侵占其他通信设备的频率资源。通常情况下，若所占用的频带宽度过宽，将致使本体的信号功率超出标准，而若频带宽度不足，则信号功率将偏小，进而无法确保产品实现有效的通信功能。
视频带宽，即电子枪每秒扫描的总像素数，亦或单位时间内每条扫描线上显示的频点数总和。在检测低功率信号时，视频带宽的提升有助于提高识别度和再现性，使得测试曲线更为平滑，然而，这也导致了扫描时间的延长。以最基础的术语来解释，功率计的视频带宽揭示了其追踪峰值功率包络信号变化的快速程度。同时，它也表明了其能够精确测量的调制带宽范围。
突发功率，又称“Burst Power”，用于测量特定脉冲宽度下的平均功率，或特定阈值上的功率。这种测量方式属于自动零跨度测量类型。与频域中积分功率不同，如信道功率测量那样，突发功率测量是在既定的时隙或门上对功率进行积分，其本质与之前讨论的功率计部分所提及的门控功率测量相类似。
调制域，即频域，用于观察信号幅度随频率范围的变化情况，揭示了信号功率如何根据频率进行分配。然而，我们关注的焦点并非信号能量分布的幅度，而是信号在各个时间点所对应的频率，即频率随时间变化的曲线。这条曲线展现了频率随时间的调制状态，因此得名调制域。时间、频率与幅度三者共同构成了一个空间直角坐标系，在这个坐标系中，频率与幅度共同构成了频域，而时间与幅度则形成了时域，因此，频率与时间的结合便构成了调制域。
时间旁瓣，它源自于脉冲带宽以外的回波能量。在时域分析中，我们可以通过观察回波脉冲的持续时间（即时间范围）来体现这一现象。
这些词汇在雷达领域扮演着关键角色，对工程师及技术人员深入掌握雷达系统的性能与运作模式具有重要意义。
