雷達測量 功率、頻譜及其相關參數的測量

雷達系統應用廣泛，不同類型的雷達應用場景也不同，它需要綜合考慮性能、尺寸、成本等一系列因素。比如警用雷達常使用連續波雷達來簡單測量運動車輛的速度而不需關注距離信息。因此，低成本和小尺寸就比先進性能和特性更重要。

另一種極端情況下，復雜的相控陣雷達，可能有上千個收發組件同時工作，另外他們可能依靠復雜的技術來提升性能，比如說，旁瓣調零，參差PRI，捷變頻、實時波形優化等。

今天一起來看看雷達參數的測量。功率/頻譜的測量

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通常，雷達發射機是系統中成本最高的部件，它具有最高的功耗，最嚴格的冷卻要求以及對系統性能的影響最大。在談論功率時使用了許多不同的術語，如下圖所示。

平均功率是在雷達的完整時間波形上積分的功率。 如果脈沖寬度和PRF不恒定，積分時間必須足夠長，以涵蓋脈沖參數所有可能的變化。大多數典型的射頻和微波功率計是平均功率計，與信號的能量相關。

峰值功率是最大瞬時功率。脈沖功率是一個完整脈沖的積分或平均功率。其他參數，包括占空比，脈沖寬度，PRF，以及上升和下降時間，對于表征雷達信號的功率非常有用。

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從雷達方程的角度來看，功率項對應于發射脈沖的功率。如果排除積分項，則該等式適用于單個脈沖。因此，在單個脈沖的基礎上測量峰值和脈沖功率是有用的。對于現代雷達系統，這種技術變得越來越重要，因為雷達會動態調整脈沖寬度和PRF以改善系統性能。

如果已知脈沖的某些特性，例如雷達信號的占空比，則可以基于平均功率導出或估計出脈沖功率。其結果幾乎等于脈沖頂部幅度，并且在方波脈沖的情況下，它將等于真實的峰值功率或脈沖功率。

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例如，不對稱或不正確的頻譜形狀表示雷達的運行效果不是最佳。在這種情況下，雷達可能在不需要的頻率上發射功率而產生功率浪費，還會導致帶外干擾。對于某些雷達系統，脈沖整形用于降低頻譜旁瓣的水平，以提高雷達組件的效率和壽命，并減少帶寬。

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測量雷達功率、脈沖特性和頻譜有多種選擇，包括使用功率計，信號/頻譜分析儀或矢量信號分析儀。由于每種儀器都有優點和局限性，因此最佳的選擇取決于測量目標以及雷達和測試儀器的限制。

本文的參考資料為是德科技80多頁的文檔：《Radar Measurements》，以上內容是由安泰測試工程師整理。