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雷达方程的计算

雷达方程的计算 radar equation calculator icon —这是一个Engee应用程序，旨在计算单稳态脚注的基本雷达方程：[*单稳态雷达系统*是一种雷达系统，其中发射器和接收器位于相同位置或彼此非常接近。 这种雷达发射无线电信号，从物体反射，然后由同一设备接收。]和bistaticfootnote：[*双稳态雷达系统*是一种系统，其中发射器和接收器在空间上相隔相当大的距离。 这使您可以检测单稳态雷达可能不太可见的物体，例如隐形目标。 双稳态雷达用于无源雷达探测系统，可以提供更高的隐身性和抗干扰性。]雷达系统。

雷达方程的详细描述

考虑到SNR，基本雷达方程如下所示:

λσ ,

哪里:

  • -信噪比(SNR)，显示有用信号与噪声相比有多强;

  • -从目标反射的接收信号(W)的功率;

  • -噪声功率（W），确定系统中的背景噪声水平;

  • -发射器的功率（W），确定发射信号的强度;

  • -发射天线的增益（无量纲值），显示天线在所需方向上集中能量的程度;

  • -接收天线的增益（无量纲值），显示天线放大接收信号的程度;

  • -发射信号的波长(m)通过公式与雷达频率相关 ，在哪里 -光速;

  • -到目标（m）的范围，显示对象所在的距离;

  • -系统的总损耗（无量纲值），考虑了大气、天线缺陷和其他因素造成的所有可能的信号损耗;

  • -玻尔兹曼常数（ J/K)，用于计算热噪声的常数;

  • -系统的噪声温度（K），由环境温度和雷达的电子设备决定;

  • -接收器带宽（Hz），确定雷达接收频谱的哪一部分（宽频带可以传输更多噪声）;

  • -接收器的噪声因子（无量纲值），显示接收器本身对信号贡献额外噪声的程度。

根据公式，它遵循:

  • 如果发射机的功率已知 和SNR( ），那么你可以计算出最大范围 雷达能够探测到目标:

    λσπ .

  • 如果范围已知 和SNR，那么就可以确定发射机的功率是多少 它是雷达运行所需要的:

    πλσ .

  • 如果范围已知 和发射器的功率 ，则能够计算预期SNR:

    λσπ .

要打开应用程序，请转到*Engee*工作区，并在该部分的左上角 Engee 应用 apps icon 选择 雷达方程的计算 radar equation calculator icon. 该应用程序在单独的浏览器选项卡中工作，默认情况下如下所示:

radar equation calculator 1

使用该应用程序求解的雷达方程涉及目标的范围，发射功率和接收信号的信噪比（SNR）。 因此，使用该应用程序，您可以:

  • 解决根据发射雷达信号的功率和接收信号的指定SNR确定到目标的最大范围的问题;

  • 根据到目标的已知范围和接收信号的指定SNR计算所需的发射机功率;

  • 根据发射机的已知范围和功率计算接收信号的SNR值。

使用应用程序

三个条件部分用于处理应用程序。:

radar equation calculator 5

  • *估计参数*是选择用于计算的参数的部分。 所选参数的值将显示在评估的参数*部分的*值中。 以下选项可供选择:

    • 范围 -基于雷达发射器的功率和期望的接收SNR到目标的最大范围;

    • 峰值功率 -传输所需的功率，基于目标的已知范围和期望的接收SNR;

    • 信噪比 -基于已知传输范围和功率的接收SNR的值。

  • *参数*是设置参数值的部分。 每个参数都有一个可以更改的默认值。 可以在值字段的右侧选择测量单位。

    radar equation calculator 6

    [App-parameters]部分包含所有可用的应用程序参数以及说明。

  • *估计参数*的值是*估计参数*部分中选择的参数的基本雷达方程的计算结果。

参数

以下是应用程序设置的概述。 它们的数量和类型取决于*估计参数*部分中的选定值和*雷达配置*参数（见下文）。

波长 — 雷达雷达的波长

+ 0.3(默认)

Details

以m（默认值），cm或mm指定雷达波长。

*波长*是波的传播速度与频率的比率。 对于电磁波，传播的速度等于光速。

如果我们用光速表示 ，和波的频率（以赫兹为单位）通过 ，那么波长的方程将是 λ .

脉冲持续时间 — 单个脉冲的持续时间

+ 1(默认)

Details

以ms（默认值）、ms或s为单位指定单个脉冲的持续时间。

设备损失 — 系统硬件中发生的所有信号功率损耗的总和

+ 0(默认)

Details

以dB（默认值）或绝对单位指定设备中的损耗。

硬件损耗是总损耗因子，它包括硬件组件中以及在向目标和从目标传播期间发生的损耗。

噪音温度 — 系统的噪声温度

+ 290(默认)

Details

以K（默认值）或°C指定系统的噪声温度。

系统的噪声温度是系统温度和噪声因子的乘积。

目标EPR — 目标的有效散射区域(ESR)

+ 1(默认)

Details

指定目标的EPR (默认情况下), .

该参数表征物体将无线电波反射回雷达的程度。 EPR越高，目标对雷达越明显，反之亦然。

*目标的EPR*不随时间变化（不波动）。

雷达配置 — 雷达系统类型

+ Monostatic（默认）

Details

指定雷达系统的类型:

  • 单稳态 （默认）-发射器和接收器位于同一位置（单稳态雷达）。

  • 双管齐下,双管齐下 -发射器和接收器没有间隔开（双稳态雷达）。

收益 — 发射机和接收机的增益

+ 20（默认）

Details

以dB（默认值）或绝对单位指定发射器和接收器的增益。

当发射器和接收器定位在一起（单稳态雷达）时，发射和接收增益系数相等。

依赖关系

仅当*Radar Configuration*参数设置为 单稳态.

峰值功率 — 发射机的峰值功率

+ 20（默认）

Details

以kW（默认值）、MW、W或dBW指定发射机的峰值功率。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 信噪比.

信噪比 — 输出信号与接收机噪声的最小比率

+ 10(默认)

Details

指定SNR值或使用SNR检测规范计算SNR值。

可以使用Shniedman方程计算实现一定检测概率和虚警概率所需的SNR。 来计算SNR值:

  • 点击部分*检测参数计算SNR*打开其他SNR设置。:

    radar equation calculator 6

  • 输入参数*正确检测概率*、虚警概率、*累积脉冲数*和*目标EPR波动模型*的值。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 峰值功率.

正确检测的概率 — 用于估计SNR的检测概率

+ 0.8102924(默认)

Details

指定用于使用Shniedman方程估计SNR的检测概率。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 峰值功率.

虚警概率 — 用于估计SNR的虚警概率

+ 0.001(默认)

Details

使用Shniedman方程指定用于估计SNR的假阳性概率。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 峰值功率.

累积脉冲数 — 用于估计SNR的脉冲数

+ 1(默认)

Details

指定Shnidman方程中用于计算SNR的非相干雷达累积的脉冲数。

使用多个脉冲来降低发射功率，同时保持最大目标范围。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 峰值功率.

目标EPR波动模型 — 用于估计SNR的钻孔案例编号

+ 0（默认）

Details

使用Shnydman方程指定用于估计SNR的钻孔模型编号:

  • 0 -非振荡脉冲;

  • 1 -从扫描到扫描的去相关。 瑞利/指数分布—一系列随机分布的散射体，没有显性散射体;

  • 2 -脉冲到脉冲去相关。 瑞利/指数分布—一系列随机分布的散射体，没有显性散射体;

  • 3 -从扫描到扫描的去相关。 具有4个自由度的卡方分布。 一个占优势的扩散器数量;

  • 4 -脉冲到脉冲去相关。 具有4个自由度的卡方分布。 具有一个显性的多个扩散器。

钻井案例编号描述了检测波动脉冲的问题，包括:

  • 接收脉冲的去相关模型;

  • 影响目标的有效散射区域（ESR）的概率密度函数（OPF）的扩散器的分布。

钻孔示例考虑两个去相关模型（从扫描到扫描；从脉冲到脉冲）和两个EPR Fpga（基于存在或不存在主导扩散器）的所有组合。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 范围 或 峰值功率.

目标范围 — 到目标的距离

+ 10(默认)

Details

以m、km（默认值）、英里或海里为单位指定到目标的范围。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 峰值功率 或 信噪比，并且对于参数*雷达配置*值被选择 单稳态.

从发射器的范围 — 从发射器到目标的范围

+ 10(默认)

Details

以m、km（默认值）、英里或海里为单位指定距离发射器的范围。

如果发射器和接收器不在同一个地方（双稳态雷达），则将发射器的范围与接收器的范围分开指定。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 峰值功率 或 信噪比，并且对于参数*雷达配置*值被选择 双管齐下.

从接收器的范围 — 从目标到接收者的距离

+ 10(默认)

Details

以m、km（默认值）、英里或海里为单位指定距离接收器的范围。

如果发射器和接收器不在同一条线上（双稳态雷达），则将接收器的范围与发射器的范围分开指定。

依赖关系

仅当参数*已评估参数*设置为 峰值功率 或 信噪比，并且对于参数*雷达配置*值被选择 双管齐下.

代码中的参数（从应用程序导出）

该应用程序生成可用于各种建模和编程任务的代码，例如 雷达。

为此，请单击应用程序右上角的按钮。 radar equation calculator 2. 在窗口后 文件浏览器 file browser 7 将自动创建名为RadarEquationScript_GGGG-MM-DD_HH的文件。：MM：SS。MSS。Jl与Julia语言的代码。 该文件将在按下按钮时列出应用程序中的所有参数及其值。 例如:

  • 在应用程序:

    radar equation calculator 4

  • 在创建的一个。jl文件:

    # Engee代码
# 在Engee版本25.3中生成。
# 生成于2025-03-24 12:22:56.919

# 所有值均以系统单位表示

波长=0.3# 波长(m)
pwidth=1.0e-6# 脉冲持续时间
sysloss=0.0# 系统损耗(dB)
noisetemp=290.0# 噪声温度(K)
rcs=1.0# EPR，m^2
增益=20.0# 天线增益(dB)
tgtrng=10000.0# 范围(m)
pkpow=1000.0# 峰值发射机功率(W)
snr=radareqsnr(wavelen,tgtrng,pkpow,pwidth,
		RCS=rcs，增益=增益,
		损失=sysloss，Ts=noisetemp）