脉冲发生器在雷达系统中的应用

初级脉冲雷达

初级雷达发射信号发现目标,并接收其回波。根据调制(模拟或者数字)和产生的信号的不连续性,可以区分不同类型的雷达。

最简单的雷达是脉冲雷达,它不需要使用任何类型的调制,但是其在短时间内运行产生信号并接收由反射信号的目标产生的回波响应。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图

图1:主脉冲雷达基本框架

以这种方式,它确定从计算发送信号和接收到的回波之间的飞行时间的对象的距离。这种架构受最大范围和分辨率之间的折衷限制:因此较大的脉冲会增加平均发射功率,然后增加最大范围,但会降低分辨率。

因此,这种雷达主要用于空中交通管制和天气观测(特别是降水)

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图1

图2:使用骑士系列的magnetron/klystron驱动示例

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图2

图3:雷达脉冲

在开发系统期间,使用向RF调制通路提供脉冲以测试接收器行为改变脉冲持续时间的脉冲发生器是有用的。

Active Technologies脉冲骑士PG-1000系列脉冲发生器允许使用图形界面和触摸屏显示,轻松创建不同脉冲宽度,重复率和幅度的脉冲。

根据这一解决方案,可以节省开发脉冲系统的时间,并将精力集中在雷达设计和测试目标上。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图3

图4:雷达脉冲,脉冲重复间隔(PRI)=500μs,脉宽1.2μs

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图4

图5::脉冲骑士界面连续生成

二次雷达

二次雷达是用于空中交通管制的特定类型的雷达,与飞机转发器一起工作。它使用脉冲代码询问应答器,并等待响应;根据发送的代码,可以请求识别代码,海拔高度等。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图5

图6:二次雷达基本框架

询问基带编码很简单,它由3个脉冲组成,称为P1,P2和P3,固定持续时间为800ns。

第一个脉冲(P1)和最后一个脉冲(P3)由定义天线的定向天线通过它们之间的距离传输。

第二个脉冲(P2)从第一个脉冲(P1)以2μs的延迟全向传输;这个特定的脉冲是必需的,因为由指导天线发射的次级波瓣可能会撞击造成错误响应和干扰其他转发器。应答器在脉冲P1期间和脉冲P2期间测量接收功率,并且区分主天线波瓣和次天线是否到达,并且在第一种情况下它发送响应。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图6

图7:二次雷达询问码示例

脉冲骑士PG-1000系列允许用户定义的距离和持续时间产生双脉冲P1和P3,提供10ps的优异时间分辨率。多通道的存在是完美的,从第一个脉冲提供延迟2μs的第二个脉冲(P2)。低于25ps的抖动可确保通道之间的完美同步。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图7

图8:二次雷达询问码示例(延迟P1-P3=8μs)

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图8

图9:脉冲雷达界面等待触发信号

使用脉冲/延迟发生器实现多目标仿真

在初级雷达系统中,精准系统测量信号的飞行时间,以计算目标距离;它使用以下等式计算距离:Distance(km)-(Delay Time(sec)/2)*3 x 10^5km、s,这里3 x10^5近似光速。

这意味着发射和接收信号之间的延迟取决于距离。

在多个目标的情况下,接收到多个信号,并且检测系统必须能够区分它们。

脉冲骑士系列的脉冲发生器是测试检测通路的最佳选择,可以缩短开发时间,而不需要完整的雷达系统和一些目标瞄准。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图9

图10:使用脉冲骑士系列探测电路测试示例

多脉冲模式提供具有不同持续时间和触发信号延迟的双重、三重和四重脉冲,重复率高达125MHz,用于测试探测系统的运行的实时频率。

10ps的分辨率和低于25ps的抖动RMS给出了计算RF通路预期延迟的必要精度,并以厘米为单位模拟目标的检测。

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图10

图11:触发信号的固定延迟的四重脉冲以模拟多个目标的检测示例

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图11

图12:四重脉冲的放大

脉冲发生器在雷达系统中的应用插图12

图13:脉冲骑士系列界面等待四重脉冲设置

脉冲骑士系列提供优质的信号完整性,简单易操作的触摸显示屏(SimpleRider™) 。只需要简单的几下触摸控制就可以生成输出脉冲。创新性的硬件结构支持生成多脉冲序列,例如双脉冲、三脉冲和四脉冲,并且定时参数完全独立。



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