贝尔(B) 贝尔(B)最初是用于表示音量功率10与1的比值,亚历山大.格拉汉姆.贝尔的名字命名。1B表示功率比10:1,因此,这是一种对数的关系,底数为10,100:1=2B,1000:1=3B。数学关系式如下,其中P2/P1表示功率比。 lg(P2/P1) 分贝(dB) 5B就有10万倍了,可以看出贝尔是一个较大的单位,使用时很不方便。通常使用较小的单位,也是我们常见的:分贝(dB),d表示“十分之一(deci-)”,1B=10dB,2B=20dB,计算方法如下: 10*lg(P2/P1) 在声学领域,分贝是指声源与基准声功率比值的对数乘以10,用来表示声音的强度,例如1分贝是刚能听到的声音
不被各种“带宽”搞晕,看这篇就够了!
带宽指频带宽度,是衡量微波系统能响应多少频谱的重要指标。从低频fL到高频fH之间的频率范围来计算:Bw=fH−fL,其中fH和fL分别为最高和最低信号频率,超过该频率范围,信号至少比峰值信号低10dB。带宽还有许多其他表示方式: 3dB带宽 常说的3dB带宽,是指在信号功率谱对称的情况下,功率谱密度比信号频谱中心处的峰值下降3dB的两个频率之间的频率范围。当然,你也可以用x dB的带宽来描述: 百分比带宽(相对带宽) 对于从低频fL到高频fH工作的系统,百分比带宽由(fH-fL)/fc*100%给出。fc=(fH+fL)/2是中心频率。注意,根据这个定义,可能有超过100%的带宽;工作频率从1
雷达基础:速度的测量和速度分辨率
雷达系统能测量目标相对于雷达的速度,它是距离的时间变化率。有时也可以用相对速度来代替距离变化率,这种情况下,速度就是速度矢量的大小,通常称为径向速度。但这是不准确的,因为速度是一个矢量。 如上图所示,若雷达系统也是移动的,则在目标与雷达的距离矢量上,速度是目标速度矢量和雷达速度矢量的投影大小。 脉冲多普勒频移测速 雷达系统有多种测速方法,下面简单介绍脉冲多普勒频移测速法。通过测量接收目标信号的脉冲多普勒频移,雷达系统能计算目标的速度与雷达发射电磁波的相关性。 为了测量多普勒频移,雷达系统利用相干的脉冲串信号,通过对产生、发射和接收波形加入准确的载波和调制处理来保证相位。 如上图所示,运动目标的
雷达数字化会带来激动人心的前景?
随着正在进行的数字化革命,数字雷达是新体制雷达的前沿。下图说明了从模拟雷达到数字化雷达的演变过程。从最严格的意义上讲,全数字化雷达就是其数字化的过程是从天线元件级别开始的。 下图图展示了这个过程,信号在生成和传输后,经天线单元的接收处理,即生成数字化信号。原则上,该过程简化了发射机和接收机的设计,且仅有极少的模拟信号处理过程,是具备有软件自适应的面向未来先进的功能。 这些先进性将为敏捷自适应波束成型技术提供最大的自由度—每一个构成元素都可能是一个潜在的波束—并在动态范围上线性的增长。但这种构想在天线架构层面存在较大的工程复杂性挑战。 一个配备了有源电路的天线需要相当大的电力,同时也会相应的产生
认知电子战的干扰策略优化
人工智能在军事中的应用越来越受到各国的重视,包括但不限于雷达通信电子战领域。随着电磁环境的日益复杂,雷达通信电子战设备中新技术的应用,传统电子战系统已难以满足日益增加的对抗需求。 基于认知电子战的干扰策略优化是认知电子战系统进行自适应对抗的体现,也是认知电子战技术的核心优势。认知电子战中的干扰策略优化具体包括3方面的内容:干扰样式决策、干扰波形优化以及干扰资源调度。 自适应干扰样式决策 自适应干扰样式决策是指对抗系统能够通过对目标信号的威胁感知建立对抗目标多种状态与已有干扰样式之间的最佳对应关系,从而能够针对目标的不同状态形成一套最优干扰策略。 认知电子战中的对抗目标往往具有多种工作状态且状态
利用GPS信号对地面进行成像的Matlab仿真
双基SAR(Bistatic SAR)和多基SAR(Multi-static SAR)逐渐成为SAR领域的热点研究内容之一。 相对于单基SAR,双基SAR有以下优势: 1. 隐蔽性好。由于收发分置,接收平台不发射信号,因此不容易被探测。 2. 能够多角度探测目标。传统雷达只能获取目标的后向雷达散射特性。而使用双基构型,可以从前向、侧向、后向多角度对目标进行探测。尤其是对隐身目标的探测能力,大大强于传统雷达。 3. 系统灵活,收发平台之间可以根据需要任意配置,而且相互独立。 在此基础上发展而来的被动双基SAR,则是充分利用现有的信号源,构建SAR探测系统。能够利用的信号源有广播卫星、通讯卫星、G
PRI/PRF的多种类型,对分选算法有何影响?
Pulse Repetition Interval, PRI 脉冲重复间隔(PRI)也叫脉冲重复周期,是脉冲重复频率(PRF)的倒数,是雷达系统中一个非常重要的参数,也是干扰机重点截获和测量的重点。 电子侦察系统对固定、参差等简单PRI调制通常可在去交错时利用统计直方图法加以区分,但抖动、滑变、正弦调制及驻留与切换等复杂体制PRI调制,直方图法无法对其进行识别与区分。 随着电子战信号环境的复杂化及雷达信号形式的多样化,依靠传统的五大参数法进行信号分选时不可避免地会产生参数模糊,影响信号分选的效果。 如果能对分选出的每个雷达脉冲序列的PRI调制特性进行分析,一方面有助于解决参数模糊问题,提高信
直接序列扩频,增加系统的抗干扰能力
扩频通信简介 首先介绍一下什么是扩频通信,扩频通信采用扩频通信是为了提高信息传输的可靠性,扩频通信是指将原有信号扩展频谱后成为宽带信号,然后送入信道中传输,在接收端在利用响应的技术手段将扩展后的频谱进行压缩恢复为原来待传输信息的信号带宽,从而达到传输信息的目的。 例如,一个带宽为几KHz的话音信号,采用振幅调制时,占用带宽仅为话音信号带宽的两倍,而在扩频通信系统中,可能占用几MHz的带宽。 扩频通信可以分为三种:直接序列扩频(DSS),频率跳频(FH)和时间跳频(TH)。 直接扩频系统的主要特点 直接扩频系统因具有抗干扰、抗噪声、抗多径衰落、保密性强、可多地址复用和
对雷达实施距离拖引干扰的过程
对雷达实施距离拖引干扰的过程如下: 1. 干扰脉冲捕获距离波门 载机收到雷达脉冲后,以最小的延迟通过诱饵转发一个干扰脉冲,干扰脉冲与目标回波脉冲几乎重合,但干扰脉冲信号幅度J大于目标回波脉冲信号幅度S,雷达的AGC电路将按干扰信号幅度调整电路的增益,保证雷达接收机的输出信号处在一定的动态范围以内。 这样保持一段时间,称为停拖,其目的是使干扰信号与目标信号同时处在距离波门上,使得干扰信号能够截获雷达的距离波门。停拖时间要求大于雷达接收机自动增益控制电路的惯性时间。 2. 距离波门拖引 当雷达距离波门可靠地跟踪到干扰脉冲后,诱饵干扰机在转发干扰脉冲时,逐步增加转发脉冲相对于回波脉冲的时间延迟,使得
基于FMCW的毫米波雷达及天线系统
大多数交通事故的发生是由于驾驶人员的错误,高级驾驶辅助系统(ADAS)通过提出各种各样的问题,包括碰撞避让、胎压过低,来警醒和辅助驾驶人员,被证明可减小伤亡。 ADAS使用的雷达技术主要聚焦在频率76-81GHz。这些雷达需要面对各种各样的应用、工作条件和目标检测的挑战,以提供特定驾驶人员辅助功能所需要的可靠覆盖范围(距离)和视场(角度)。 本文给出了为下一代智能汽车开发毫米波雷达系统和天线阵列技术背后的挑战性技术,用实例阐述了如何在ADAS应用中成功使用NI AWR设计环境平台,特别是Visual System Simulator™ (VSS)系统设计软件内的雷达设计功能。 ADAS技术 目
信号处理中的“相关”与“卷积”
信号的相关 相关是表征两个信号之间(互相关)或者一个信号相隔一定时间的两点之间(自相关)相互关联的程度。 相关的性质 共轭对称性; 自相关函数在原点的值等于信号能量; 相关函数的面积等于信号面积模的平方; 复信号s(t)自相关函数的傅里叶变换是正实函数;如果二个信号在频域上具有相同的能谱,在时域上具有不同的波形,但是这二个信号的相关函数却相同。 信号的卷积 卷积是两个时间序列之间一种激励和响应得出结果的关系。 卷积是可交换,可结合和可分配的。 将一个时间信号作为输入序列,另一个信号作为系统的响应。这种响应是非因果的,即不仅要考虑某一时刻输入信号的响应,还要全部包含这之前所有输入的响应。卷积运算
单脉冲技术基础
雷达在检测到目标后,通常会在雷达的覆盖范围内继续“检测”目标,使用检测的信息来获得目标更准确的位置并能够预测目标位置,所有这些功能被称为跟踪。在脉冲雷达跟踪模式下,当雷达锁定目标时,跟踪并自动维护关于目标的关键数据:距离,方位角和俯仰角。 距离跟踪 距离跟踪通常使用称为距离门的技术完成,该技术在距离增加或减少时自动跟踪目标。距离门的概念如下所示: 雷达回波将包含噪声和目标回波,距离门技术使用两个门,一个“Early Gate”和一个“Late Gate”。“Early Gate”位于目标回波的前沿附近,并从目标回波的早期部分检测并捕获能量。 相反,“Late Gate”位于目标回波的后沿附近,
一文详解:雷达散射截面积(RCS)
雷达通过天线发射电磁波照射目标,并接收目标反射回的微弱信号,经过信号处理检测出关于目标或环境的信息,例如距离、速度、方位、散射特性等。从雷达系统的基本处理过程可以看出,雷达主要包括发射机、天线、接收机、信号处理器、显示器等部分。今天主要给大家详细分析目标的雷达散射截面积。 雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)是目标在雷达接收方向上反射雷达信号能力的度量,一个目标的RCS等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率(每单独立体角)与入射到目标处的功率密度(每平方米)之比。 RCS模型建立 目标雷达散射截面积的一些特性可用一些简单的模型来描述,根据雷达波长与目标尺
土耳其海军的电子战系统
《Electronic Warfare Global Trends》 土耳其对军事威胁的认识非常清醒,认为需要在使用和生产军事武器系统方面自给自足。尽管土耳其是北约成员国,也是北约任务最积极的参与者之一,但土耳其经常面临从北约盟国购买或获得某些关键技术的问题。 除了难以获得关键技术和面临盟国制裁外,土耳其的地理位置和与邻国的历史竞争也决定了土耳其需要在某些关键技术(如电子战、雷达、导弹、光电系统和指挥控制系统)上发展自己的军事作战概念和投资。 1974年,由于塞浦路斯的和平行动,美国对土耳其武装部队实施了制裁。土耳其国防电子公司Aselsan于1976年成立,这是土耳其在军事通信、雷达、指挥控
无源相干定位系统(PCL)
无源定位(Passive Localization)不通过发射信号来探测目标的位置,而是接收目标的有意、无意辐射或反射信号来实现对侦察目标的探测、定位与追踪。接收的信号可以是目标直接辐射的信号,也可以是外辐射源照射到目标后反射或散射的信号。因此,根据定位系统接收信号来源的不同,无源定位可分为基于目标辐射信号的无源定位和基于外辐射源照射的无源定位。 利用来自外辐射源的直达波及外辐射源照射到被探测目标的反射和散射回波信号,实现目标的侦察探测、定位和追踪,其核心技术是无源相干定位(Passive Coherent Localization,PCL)技术。 PCL系统设置双接收通道:一个是参考通道,用
全数字化的无源/有源告警系统
无源/有源告警生存系统(EPAWSS)是一种全数字化系统,可以为F-15C和F-15E战斗机提供先进的机载自卫和增强型态势感知能力。 敌方部署第四代战斗机、先进防空导弹系统和其他系统,对美军F-15战斗机的生存能力构成了重大威胁。为了应对这些新出现的威胁目标,美空军于2016财年提出了F-15 战斗机无源/有源告警生存系统项目。 该系统装备了综合集成的雷达预警,地理定位以及箔条和光电干扰能力。它可以在信号密集、对抗激烈的环境中,探测并干扰地面和空中威胁。 该系统具备360°空中视角,可以提供用于态势感知的战场空间整体图像,帮助识别、监视、分析和快速应对潜在的威胁目标。 主要功能 1. 模块化、
如何最大化检测概率,提高检测的SNR?
在本文中,将解释噪声和信号检测的基本术语,如何最大化检测概率和最小化虚警概率,以及如何提高检测的SNR。 关于信号检测 当需要使用RF接收机检测信号时,必须考虑信号和噪声之间的关系,接收机输入端的最小可检测信号和噪声的一个众所周知的表达式是: 其中,S 是灵敏度(单位:dBm),B是检测前的IF带宽。NF是接收机的噪声系数(单位:dB)。SNR是检测出期望信号所需的信噪比(单位:dB)。 由于噪声是不可避免,因此处理单元需要最大化SNR从而检测出尽可能低的信号功率。在对包含多个信道的“宽频带”RF进行采样之后,应该分离出包含信号频谱但具有最小噪声功率的最窄带宽的各个信道。 如果使用窄带处理,将
美军电磁频谱中的机动作战概念
电磁频谱中的机动作战可以放大机动部队在其他领域的影响,从而增大美军的适应性,并使敌军面临更加复杂局面。例如,在一次空袭中,可以使用有人平台、无人平台或导弹来实施电子干扰、抗干扰和诱饵攻击,绕过敌防空系统,以弹药或高功率微波(HPM)武器攻击目标,无需因为敌方的探测设备或防空系统进行高代价的后撤。 一些新兴的国防部作战概念追求机动作战的变化性,这可能会降低对手的反应能力,并提高部队电子战和电磁频谱行动的能力。虽然美军的MDO概念和美国海军的DMO概念仍然没有确切的目标,但他们都是使部队更加分散以提高部队的生存能力,使对手面临更加复杂局面,更好地利用电子战,以及更灵活地使用机动能力和火力。 海军还
卫星通信的常用频段有哪些?
卫星通信是通过卫星作为中继站,在地球上的两个地方进行通信的方式。卫星通信可以覆盖到地面难以覆盖的区域,可以用来提供电话、数据传输、广播和其他通信服务。卫星通信常常用于海上、荒郊野外、偏远地区的通信,也被广泛应用于军事、航空、海洋、交通等领域。 卫星通信使用到的频段涵盖L, S, C, Ku, Ka等,而最常用的频段是C(4~8GHz)和Ku(12~18GHz)频段,而Ka(27-40GHz)频段是后起之秀。 目前地球赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满,C和Ku频段内的频率资源被大量使用,而Ka频段的频率工作范围要大数倍,在现代军事和民用通信上都有广泛的应用前景。 目前卫星业务C频段
从电磁频谱管理到电磁战斗管理:演进与展望
中国电子学会电波传播分会青年副主任委员 中国电子科技集团公司第二十二研究所研究员 郭兰图 恩格斯深刻指出:“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志,而引起作战方式上的改变甚至变革。”在人类数千年的战争史上,从未有像电磁环境和电磁技术一样,在短短百余年的时间里,广泛而深远的重塑了战争形态、装备样式和作战行动。2020年,美军密集发布《电磁频谱优势战略》、《JP3-85联合电磁频谱作战条令》,更新《国防部军事及相关术语词典》有关表述,正式启用“电磁战”替代“电子战”,标志着主要军事强国之间的电磁博弈,已全面步入以电磁
相控阵天线的仿真建模思路
相控阵雷达与机械扫描雷达有许多共同之处,但天线波束形成和扫描方式的控制却大有差别,使得相控阵雷达天线具有天线波束的快速扫描能力、天线波束形状的快速变化能力、空间定向与空域滤波能力、空间功率合成能力以及天线与平台共形的能力等诸多优点。 相控阵雷达天线波束由计算机控制,在空间几乎是无惯性扫描,具有很大的灵活性。相控阵天线增益随着灵活的波束扫描而发生变化。除此之外,天线阵元的排列方式以及阵元间距等对相控阵天线的增益和方向图有很大的影响。 同时,为了获得较高的天线增益和较低的旁瓣电平,还需对相控阵天线阵面进行适当地加权处理。这也给系统仿真中计算扫描时天线增益带来了许多复杂的问题。 对于一般相控阵天线适
如何优化天线的主瓣和旁瓣?
我们知道,减小旁瓣往往会增加主瓣宽度,反之亦然。为了获得预期的波束宽度关键在于主瓣的设计,而旁瓣通常会产生不利的影响,因为旁瓣是导致主瓣增益减小、掩盖小目标、引入虚假目标以及其它信号伪影的原因所在。 大部分减少旁瓣的方法对发射/接收天线方向图都适用,但是通常会降低发射效率。由于系统的性能是一个与发射天线方向图和接收天线方向图的乘积有关的函数,因此通常会尽可能地减少旁瓣来提高系统的接收能力。 振幅加权 根据特定的条件,我们对每个单元的增益和相位进行校准来优化阵面的性能、增强主瓣、减小旁瓣,这个过程被称作加权。 在发射和接收模式中,通过减小阵面边缘波束的功率都可以减小旁瓣。然而,减小旁瓣的同时也减
机载“多频多极化”SAR系统:F-SAR
德国航空航天中心(DLR)的机载SAR系统,例如F-SAR,能够提供高分辨率(分米级)的SAR数据,结合了多频段、极化、干涉成像等模式。 其主要设计特点是在多达5个频段(X,C,S,L和P波段)内全极化工作,能够同时采集不同波段和/或极化的数据。此外,该系统在X波段(跨轨道和沿轨)以及S波段(跨轨道)上具有两个单航过极化干涉仪。F-SAR还在X波段提供高达0.25m的极高空间分辨率。 F-SAR主要技术参数总结如下: F-SAR搭载在DLR的Do228-212飞机上。Do228是一款双引擎短距离起飞和降落涡轮螺旋桨飞机,没有增压舱。特殊改装,如28VDC和220VAC仪表电源,挂载点,泡沫窗,
卫星通信的常用频段有哪些?
卫星通信是通过卫星作为中继站,在地球上的两个地方进行通信的方式。卫星通信可以覆盖到地面难以覆盖的区域,可以用来提供电话、数据传输、广播和其他通信服务。卫星通信常常用于海上、荒郊野外、偏远地区的通信,也被广泛应用于军事、航空、海洋、交通等领域。 卫星通信使用到的频段涵盖L, S, C, Ku, Ka等,而最常用的频段是C(4~8GHz)和Ku(12~18GHz)频段,而Ka(27-40GHz)频段是后起之秀。 目前地球赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满,C和Ku频段内的频率资源被大量使用,而Ka频段的频率工作范围要大数倍,在现代军事和民用通信上都有广泛的应用前景。 目前卫星业务C频段
如何优化天线的主瓣和旁瓣?
我们知道,减小旁瓣往往会增加主瓣宽度,反之亦然。为了获得预期的波束宽度关键在于主瓣的设计,而旁瓣通常会产生不利的影响,因为旁瓣是导致主瓣增益减小、掩盖小目标、引入虚假目标以及其它信号伪影的原因所在。 大部分减少旁瓣的方法对发射/接收天线方向图都适用,但是通常会降低发射效率。由于系统的性能是一个与发射天线方向图和接收天线方向图的乘积有关的函数,因此通常会尽可能地减少旁瓣来提高系统的接收能力。 振幅加权 根据特定的条件,我们对每个单元的增益和相位进行校准来优化阵面的性能、增强主瓣、减小旁瓣,这个过程被称作加权。 在发射和接收模式中,通过减小阵面边缘波束的功率都可以减小旁瓣。然而,减小旁瓣的同时也减
关于世界上最先进的多功能雷达,你可能想知道的七件事!
号称世界上最先进的雷达:SYP-7,它比任何现有的雷达探测距离更远,跟踪的目标数更多,可以为作战人员提供了确保安全所需的信息。在如今的复杂环境中,信息是最强大的资源。SPY-7是世界上最先进的雷达,因此是世界各地作战人员的关键工具。 想知道是什么让这个雷达如此独特吗? 1 SPY-7技术适用于陆地或海上 使用雷达构建模块(类似乐高),将技术扩展到客户需要的大小和范围。他们需要一个海上雷达来跟踪尽可能多的物体?可以。他们需要一个大型的陆基雷达来跟踪许多弹道或高超音速导弹?也可以。 2 SPY-7的探测距离是现有SPY-1雷达的33.3倍,探测距离比任何竞争对手的雷达都好。这种类型的远程、高容量传