工作频率

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雷达工作频率

雷达工作频率是指在射频的工作频率。

频率与器件有关

雷达的工作频率主要由其核心射频器件决定，这些器件的物理特性限制了频率的选择范围。

频段	频率范围	关键器件	器件特性与挑战
L/S	1-4 GHz	磁控管、大功率行波管	体积大、成本低，适合远程预警
C	4-8 GHz	GaN放大器、硅基TR组件	平衡功率与分辨率，相控阵常用
X	8-12 GHz	固态振荡器、波导滤波器	高精度制导，天线尺寸适中
Ku	12-18 GHz	MMIC	高频损耗增加，需集成化设计
Ka	26.5-40 GHz	砷化镓(GaAs)放大器	毫米波成像，功率效率下降(<30%)
W	75-110 GHz	氮化镓(GaN)HEMT器件	极高频率，依赖先进半导体工艺

频率与功率有关

频率选择直接影响雷达的功率处理能力，进而决定探测距离与分辨率。

频段	典型功率水平	功率限制因素	应用场景
L/S	兆瓦级(峰值)	大气衰减低，器件效率高(>50%)	远程预警雷达、对地探测
C/X	千瓦级(平均)	固态器件成熟，热管理可控	机载火控、气象雷达
Ku/Ka	百瓦级(连续波)	高频损耗大，效率下降(20-30%)	高分辨率SAR、卫星通信
W	毫瓦级(集成阵列)	半导体物理限制	汽车雷达、安检成像

输出功率

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平均功率

$P_{av}$：$T_r$内的输出平均功率。

峰值功率

$P_{t}$：$\tau$内的输出平均功率。

平均功率与峰值功率之间的关系

$P_{av}=P_t \cdot \dfrac{\tau }{T_r} =P_t\cdot D$

D：工作比

总效率

$$\eta =\frac{p_{av}}{P_s}$$

雷达信号形式

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波形	调制类型	工作比/%
简单脉冲	矩形振幅调制	0.01~1
脉冲压缩	线性调频	0.1~10
	脉内相位编码
高工作比多卜勒	矩形调幅	30~50
调频连续波	线性调频	100
	正弦调频
	相位编码
连续波		100

• 固定载频信号

  

• 脉冲压缩信号

  

• 相位编码信号

  

信号频率稳定度和纯度

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离散型的寄生谱

主副瓣比：

$$10\lg\dfrac{\text{信号谱的最大功率}}{\text{寄生谱的最大功率}}$$

分布型寄生输出

频谱纯度：

$$L(f_m)=10\lg\dfrac{\text{距主频}f_m\text{处单边带}\bigtriangleup B \text{内的功率}}{\bigtriangleup B \times \text{信号功率}}$$