雷达技术原理与雷达的应用

雷达是什么?它的工作原理和常见应用是什么呢?

          雷达,是用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此,雷达也被称为“无线电定位”。雷达出现于二战时期,从30年代开始随着重视本土防空,英国空军着手开始了能够在24小时监控本土空域的计划。此时,英国无线电工程师沃森·瓦特利用无线电波在传播途中遇到金属物体则随即“反弹”的原理,把无线电探测原理变为一门实用技术。

        雷达的组成:

        各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

 

        雷达的工作原理:

        雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

 

        雷达的分类:

        雷达的种类繁多,分类的方法也非常复杂。

        按照雷达的用途分类,如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。

        按照雷达信号形式分类,有脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。

        按照角跟踪方式分类,有单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫描雷达等。

        按照目标测量的参数分类,有测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和敌我识对雷达、多站雷达等。

        按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累和非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。

        按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。

        按雷达频段分,可分为超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。

        雷达的应用:

        传统的雷达技术具有非常广泛的应用。如机载、舰载、基地雷达可以对运动目标进行检测、成像;在气象、航管、遥感等领域,我们可以借助雷达传感器实现气象预报、交通管制、资源勘查等。但是,由于传统雷达设备的硬件成本高且体型巨大,因此一直在消费类电子产品中应用较少。

        近年来随着半导体技术的发展,雷达的尺寸、功耗和价格在不断下降。另一方面,毫米波、超宽带技术和多发多收的使用,结合创新的信号处理技术和计算能力不断增强的芯片,雷达的感知功能日益强大。同时物联网应用范围的不断扩大,目前雷达技术在民用领域发展已经超越一般人对雷达技术的想象,从智能路灯到运动检测,从血压监测到心率监测,雷达技术在物联网和嵌入式设计中的创新应用遍地开花,雷达传感器已成为物联网和嵌入式设计中的重要设计单元。


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