激光雷达的类型有?
1、线数划分
①单线激光雷达:
单线激光雷达只能完成平面扫描,其扫描速度快、分辨率和可靠性高,目前主要应用于服务机器人等对高度信息要求不高,需要规避障碍物的场景。
②多线激光雷达:
多线激光雷达可识别物体的高度信息(可理解为竖直方向的积分),目前业界以4~128线为主,造价昂贵,主要用于无人车自动驾驶等领域。
2、扫描方式划分
激光雷达按扫描方式大体可以分为三种类型,机械式、固态式和混合固态式。目前机械式最为常用,固态式为未来业界大力发展方向(固态指激光雷达为单型盯个整体,没有需要旋转和可动扫描部件);混合式是机械式和纯固态式的折中方案(较机械式只扫描前方一定角度内的范围;较纯固态式仍有一些较小的活动部件),是目前阶段量产装车的主流产品。
①机械旋转式激光雷达:
业界多为此种方案。发射系统和接收系统存在物理意义上的转动,不断的旋转发射器,将激光点变成线,并在竖直方向上排布多束激光发射器形成面,实现3D扫描的目标。但内部结构复杂,主要包括激光器、扫描器、光电探测器以及位置和导航器件。由于通过复杂的机械结构实现高频准确的转动,硬件成本高,且很难保持长时间稳定运行,业界寿命多为2~3万小时(正常使用约2~3年),因此目前固态激光雷达成为很多公司的研究方向。
②微转镜激光雷达(混合固态):
转镜类似于机械式,保持收发模块不动,通过电机带动转镜运动,将激光反射到不同的方向实现一定范围内激光的扫描。目前转镜式激光雷达方案较成熟、易过车规,是目前自动驾驶上应用的比较多的方案,相比纯机械式,机械结构简单,体积相对较小,易于量产。
③MEMS激光雷达(混合固态):
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)采用微振镜扫描,在微观上实现激光雷达发射端的光束操纵。MEMS微振镜是一种硅基半导体元器件,技术成熟,集成度高,它的引入可以帮助激光雷达减少马达、多棱镜等机械运动装置,减小尺寸空卜高和间,同时还可以减少激光器和探测器数量,极大地降低成本。但是其尺寸较小,限制了扫描范围和视场角,且稳定性较低,过车规难度较大,目前量产一致性较低。
④泛光面阵式激光雷达(Flash,固态):
泛光面阵式是目前全固态激光雷达中较为成熟的技术(快闪,原理类似相机),它可以短时间直接发出一大片覆盖探测区域的激光,以高灵敏度的接收器来完成周围环境的绘制,能快速记念衡录整个场景,避免了扫描过程中雷达或目标的移动带来的影响。但是由于每次发射的光线会散布在整个视场内,这意味着只有小部分激光会投射到某些特定点,很难进行远距离探测。
⑤光学相控式激光雷达(OPA,固态):
相控阵激光雷达采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光时间差(相对相位),合成具有特定方向的主光束,加以控制便可实现不同方向的扫描。光学相控阵要求单元尺寸不大于半个波长,目前激光雷达的工作波长均在1000nm左右,故阵列单元的尺寸不得大于500nm,加工难度较大。
合成孔径雷达干扰抑制技术科普
姓名来自:邢航;学号:22021110042;学院:电子工程学院
合360问答成孔径雷达(SAR)具有全沉国房什天时全天候、高分辨率的工作特点,作为一种有源雷达系统,合成孔径雷达高分辨成像过程中会受多样式复杂多变的强电磁干扰影响,从而严重影响合成孔径雷达最终的高分辨成像结果干活玉施出站得照[1],因此,如何有效对抗复杂电磁干扰是合成孔径雷达探测感知的难点和重点之一。该文针对吃电富宽银合成孔径雷达不同的干扰样式、干扰来源等背景进行了简单梳理,旨在为科普合成孔径雷达抗干扰提供一定的参考。
合其啊政美井改刘还成孔径雷达;干扰类型;干扰抑制
什么是合及吃龙停因基会成孔径雷达干扰抑制?
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式节始杂杆粮设穿金处端罗微波遥感设备,能够前脸扬妒示提供了解全球环境变化的急新重要数据,在科学、商业和国防等领域得到了广泛的应用。额附延无线电技术的迅速发展九深且使主动遥感系统的通道受到干扰的可能性大大提高,特别是那些几百兆赫兹[2]的高分辨率SAR系统。
合成孔径雷达的基本原理来源于实孔径技术,但其又突破了实孔径技术的瓶颈和限制。对于传统的实孔径技术,其方位分辨率反比于实孔径的大小,即实孔径越长,其分辨率越高。但是同样的,随着作用距离变远,雷达的方位分辨率也会随之变低。假设需要在几十千米的作用距离下获得米级的高分辨率图像,则至少需要几百米的实孔径天线,然而在飞机或者卫星平台初上安装如此大的天线是根本不可能的事情。因此为了突破实孔径天线对方位分辨率的限制,1951年,文献[3–5]发现波束的方位向分辨率能通过雷达与目标之间的相对运动而明显改善,这一理论为合成孔径雷达实现2维高分辨观测成像打下了基础。实际上,该理论利用了长时间平台运动带来的时间依名采样来代替固定不动的实孔者跳因旧价步量旧米地径空间采样。而合成孔径的基本原掌件十神院货通就适江理正是基于用时间信息弥补了空间信息,从而实现了方位向的高分辨率。与此同时,可以通过发射具有大带宽的信号经距离脉压后可以得到距离向高分专已困甲世厚信径辨率。因此,长时间的能住类味量积累提高了系统的输出信噪比,同时合成的较长孔径又能获得超高分辨率,故合成孔径雷达在运动目标检测、作但校军亲黑宁模活封苦目标自动识别等方面都有很好的发挥和应用[6,7]。
然而,作为一种宽带雷达系统,合成孔径益块连雷达在工作频段内易受到敌方有源干扰机信号、无线通信信号、广播电视信号和其它雷达信号等多种复杂电磁干扰的影响,即使合成孔径雷达能够通过2维匹配滤波获得较高的能量积累,但强干扰源仍将严重制约高分辨成像效果,从而进一步影响后续合成孔径雷达对地、海的观测[8]。在现代信息电子战中,必须意识到,信息电子战的核心就在于如何获取复杂电磁环境中对信息的制霸权,合成孔径雷达抗干扰能力的重要性丝毫不逊色于合成孔径雷达系统研制本身,如果在没有任何干扰抑制措施的前提下,一旦合成孔径雷达系统面临电子干扰,那么其很容易丧失信息获取能力,这就是所谓的“睁眼瞎”[8–10]。如图1所示,左侧为受到窄带射频干扰影响下的合成孔径雷达图像,右侧是通过干扰抑制算法得到的真实图像。从图中可以很明显的看出,许多图中反射强度较弱的细节尤其是关注的目标点被严重干扰,此时无法获取对其的有效检测和识别[11,12]。
而图1所示的仅仅是一种简单的影响整个场景信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)的类噪声式压制干扰,就足以对合成孔径雷达成像造成严重的影响;而随着现代战争信息化的逐渐加强,很多情况下带有欺骗性质的干扰机具有更强的军事意义并造成更恶劣的影响,其能够产生与合成孔径雷达回波相似的散射点[13,14],来产生欺骗性的目标,如图2所示,图2(b)相较于图2(a)在图的右侧位置多了许多虚假的车辆,这将影响后续对目标的检测和判断。
因此,随着合成孔径雷达在军用和民用领域的广泛应用,其所面临的电磁环境愈加复杂,并且对它的干扰手段也越来越多,干扰形式越来越灵活,此时合成孔径雷达的抗干扰技术尤为关键,这对提高合成孔径雷达系统在复杂电磁环境中的生存能力和实用效能,具有重要的现实意义。
在复杂电磁环境中,合成孔径雷达受到的干扰类型可以根据干扰的能量来源、产生途径、频带带宽以及作用机理等不同标准进行分类。按照干扰的能量来源,合成孔径雷达可以分为无源干扰和有源干扰两大类[15]。其中,无源干扰是指利用非目标的物体对电磁波的反射、折射、散射或吸收等现象产生的干扰。一般情况下,无源干扰不会影响合成孔径雷达的正常工作,而是减弱乃至改变了敌我目标的雷达反射面积(Radar Cross-Section, RCS),使得合成孔径雷达获得失真的高分辨图像,增大图像的解译难度。典型的无源干扰包括箔条干扰、吸波材料、反雷达伪装网等。而有源干扰是指由辐射电磁波的能源所产生的干扰,也是本文介绍的核心。合成孔径雷达目前面临的有源干扰类型多样,可以简单分为有意干扰和无意干扰[16],其中无意干扰是指由于自然或其它因素无意识形成的干扰,包括宇宙干扰、雷电干扰以及其他无线电射频干扰等;有意干扰是指由于人为有意识制造的干扰,是战争时期合成孔径雷达面临的主要威胁,其可以进一步分为压制干扰和欺骗干扰[17],具体的干扰类型如图3所示。
对于有源干扰信号而言,如果从干扰信号本身对比合成孔径雷达宽带信号的相对带宽出发,干扰信号又可以统一划分为窄带干扰和宽带干扰,像无线电射频干扰(如电视信号、FM/AM调频信号等)则是一种典型的窄带干扰[18],其作用效果与窄带压制干扰类似,可以归结为无意的压制干扰,而其它宽带雷达信号则是一种典型的宽带干扰。同时,如果从有意干扰源信号到达合成孔径雷达接收机的方式考虑[19],如干扰是直接到达接收机还是经过地面待观测场景散射到达接收机[20–22],则有意干扰信号又可以划分为直达波干扰和散射波干扰(又称为直达波干扰和弹射式干扰[23,24])。因此,干扰的分类方式多种多样,文献层出不穷,合成孔径雷达抗干扰技术,从不同体制的合成孔径雷达系统、任务、目标与环境相互作用的视角,呈现着丰富的研究内容。
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介绍下当今的机载雷达
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基本上所有种类的雷达在战斗机上都可以找到
(1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
(2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
(3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。
(4)按工作波长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
(5)按用途可分为:目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达。它不但具有传统雷达的功能,而且具有其它射频功能。有源电扫阵列的最重要的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。
但是上面的各种雷达虽然具体用途和结构不尽相同,但基本形式是一致的
雷达还是靠波长来区分的,我说一下各个波长雷达的优缺点:
超长波雷达
超长波雷达由于其波长长、信号衰减小、传播距离长、定位精度不高等特点,一般用于战略警戒。比如对洲际或中程战略导弹的预警。这种雷达是冷战时期发展比较快的一种雷达。
长波(米波)雷达
长波(米波)雷达一般用于战役级空中警戒和空战引导。该类雷达集中了微波雷达和长波雷达的部分优点,具有较大的作用距离和较高的定位精度,能够满足战役级对空警戒和引导要求。
米波雷达还有一个鲜为人知的特点,就是对类似美国隐形飞机很有效。这与隐形飞机的设计思想有关。隐形飞机一般是通过吸收雷达电波、减少雷达角反射面、散射雷达电波来达到隐形目的。但波长适当的雷达恰恰具备电波被吸收率低、不易散射等特点。所以,米波雷达对隐形飞机来说还是很有效的。
毫米波雷达
通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的电磁波。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波雷达制导兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。近几年,随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展,固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。
毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。常用的毫米波雷达天线有以下几种:反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。
那要看按照什么条件分类
按照雷达采用的技术和信号处理的方式有:脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。
按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。
其中相控阵雷达按功能还分为:有源相控阵雷达和无源相控阵雷达
按照结构还分为:全电扫相控阵和有限电扫相控阵。
脉冲多普勒雷达:如美国现役F-14、F-15、F/A-18和F-16等战斗机分别装备的AWG-9、APG-63、APG-65和APG-66A/B、APG-68C/D等雷达。(优点)窄带滤波器能对回波脉冲列进行相干积累 ,由它选出目标的多普勒谱线。脉冲多普勒雷达的这种信号处理方式可获得近于最佳的信号功率对杂波加噪声功率之比,及较精确的目标距离和径向速度数据。(缺点)脉冲多普勒雷达采用足够高的脉冲重复频率(通常在20千赫以上),但因此而带来了雷达测量目标距离的最大量程很近,远距离的目标回波跨周期的出现,使目标的距离产生模糊。此外,高的脉冲重复频率使不同距离上的杂波叠加,杂波强度大大增加,增大了抑制杂波的难度,因而对雷达的性能提出了更高的要求。
合成孔径雷达:特点是分辨率高,能全天候工作,能有效地识别伪装和穿透掩盖物。缺点是覆盖范围小,扫描周期长。
边扫描边跟踪雷达:以F-14的AWG-9为例,它能同时跟踪24个分散的目标。将六枚“不死鸟”导弹在时间分隔的基础上几乎同时(2秒内)导向六个分散的目标。此类雷达还未发现缺点。
机械扫描雷达:当今绝大多数战机的配备,从雷达诞生之日起到现在。(缺点)约为整套机械雷达系统造价一半的机械设备最容易发生各种故障,占雷达系统故障的绝大部分,每天都要进行维护。另外,机械设备几乎限制了雷达系统的所有基本性能,包括探测线、被跟踪目标的截获、对抗各种类型干扰的防护性能、通信容量等。
相控阵雷达:正在异军突起的雷达种类,优点很多。
(1)波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,数据率高;
(2)一个雷达可同时形成多个独立波束,分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能;
(3)目标容量大,可在空域内同时监视、跟踪数百个目标;
(4)对复杂目标环境的适应能力强;
(5)抗干扰性能好。全固态相控阵雷达的可靠性高,即使少量组件失效仍能正常工作。
缺点也有:相控阵雷达设备复杂、造价昂贵,且波束扫描范围有限,最大扫描角为90°~120°。当需要进行全方位监视时,需配置3~4个天线阵面。
有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。正因为如此,也使得有源相控阵雷达的造价昂贵,工程化难度加大。但有源相控阵雷达在功能上有独特优点,大有取代无源相控阵雷达的趋势。
有源和无源相控阵雷达的天线阵相同,二者的主要区别在于发射/接收元素的多少。
有源相控阵雷达最大的难点在于发射/接收组件的制造上,相对来说,无源相控阵雷达的技术难度要小得多。无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面不如有源相控阵雷达,但是在功能上却明显优于普通机械扫描雷达,不失为一种较好的折中方案。因此在研制出实用的有源相控阵雷达之前,完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品。而且,即使有源相控阵雷达研制成功以后,无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品,仍具有很大的实用价值。
全电扫相控阵和有限电扫相控阵:全电扫相控阵又可称固定式相控阵,即在方位上和仰角上都采用电扫,天线阵是固定不动的。有限电扫相控阵是一种混合设计的天线,即把两种以上天线技术结合起来,以获得所需要的效果,起初把相扫技术与反射面天线技术相结合,其电扫角度小,只需少量的辐射单元,因此可大大降低设备造价和复杂程度。
现在的雷达都趋向于多功能化,往往一台雷达继承了多个类别的雷达特性,因此“雷达种类”变成了“雷达功能”。
望采纳!!