某脉冲雷达脉冲宽度为0.1ms,信号带宽为2MHZ,采用18脉冲相参积累,脉冲重复频率为1KHZ。 (1)求该雷达的距离分辨力和多普勒分辨力(2)求该雷达的信号处理机能够得到的SNR改善的上限(3)试列举三条实际雷达系统达不到上述SNR改善上限的原因及其理由
时间: 2024-03-28 07:39:21 浏览: 23
好的,我来回答你的问题。
首先,根据雷达方程,计算出该雷达的距离分辨力和多普勒分辨力:
(1) 距离分辨力:
$$
\Delta R = \frac{c}{2B} = \frac{c}{2\times 2\times 10^6} = 75 \text{米}
$$
(2) 多普勒分辨力:
$$
\Delta V = \frac{\lambda}{2\tau} = \frac{c}{2B\times \tau} = \frac{3\times 10^8}{2\times 2\times 10^6\times 18\times 10^{-3}} \approx 4.17 \text{米/秒}
$$
接下来,计算该雷达信号处理机能够得到的SNR改善的上限。根据雷达方程,信噪比(SNR)与功率信号和噪声功率的比值有关:
$$
SNR = \frac{P_s}{P_n}
$$
其中,$P_s$为信号功率,$P_n$为噪声功率。对于该雷达系统,假设目标的雷达截面积为$A$,距离为$R$,则接收到的信号功率为:
$$
P_s = \frac{P_tG^2\lambda^2A}{4\pi R^4}
$$
其中,$P_t$为雷达发射功率,$G$为天线增益,$\lambda$为信号波长。假设噪声功率为$N$,则SNR为:
$$
SNR = \frac{P_s}{N}
$$
若信号处理机采取了18脉冲相参积累,则信号功率将会增加18倍,即$P_s \rightarrow 18P_s$。此时,SNR将会变为:
$$
SNR' = \frac{18P_s}{N}
$$
假设信号处理机的工作带宽为$B_w$,则噪声功率为:
$$
N = kTB_w
$$
其中,$k$为玻尔兹曼常数,$T$为噪声温度。假设该雷达系统工作在室温下(即$T=290K$),则噪声功率为:
$$
N = 1.38\times 10^{-23}\times 290\times 2\times 10^6 = 8.02\times 10^{-14} \text{瓦}
$$
因此,信号处理机能够得到的SNR改善的上限为:
$$
\frac{SNR'}{SNR} = \frac{18P_s/N}{P_s/N} = 18
$$
即信号处理机能够将原始信号的SNR提高18倍。
最后,列举三条实际雷达系统达不到上述SNR改善上限的原因及其理由:
1. 实际雷达系统的噪声功率通常比理论值要高,因为在实际环境中存在各种噪声源,如大气噪声、地面杂波等,这些噪声会进入雷达接收机并降低SNR。
2. 实际雷达系统的天线增益、发射功率等参数可能与理论值有所偏差,这会导致实际系统的信号功率比理论值要低,从而降低SNR。
3. 实际雷达系统在信号处理过程中可能存在误差,如由于采样率不足或者滤波器失真等原因,会导致信号失真或者降低信号功率,从而降低SNR。