第37卷，增刊 红外与激光工程 2008年6月 V ol.37 Supplement Infrared and Laser Engineering Jun. 2008
收稿日期：2008-06-19
作者简介：赵妙娟（1954-），女，河南洛阳人，研究员，主要从事光电系统总体及光学设计技术研究。Email: zhmiaojuan@https://www.doczj.com/doc/8218254744.html,
军用光电系统作用距离分析
赵妙娟，车 宏
（中航一集团第六一三研究所，河南 洛阳 471009）
摘要：军用光电探测系统非常重要的性能指标是作用距离。分析系统作用距离的目的是找出目标源、大气和传感器性能三者之间的定量关系。当使用要求的考核条件确定时，进行分析、协调、折衷并合理选择系统其它的设计参数，有利实现传感器的最佳系统性能。文章结合机载综合光电探测系统典型使用要求，对红外、激光、电视各光电传感分系统的作用距离进行了分析，进而定量计算了特定条件下的作用距离。
关键词：作用距离； 机载综合光电探测系统； 红外/激光/电视
中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0501-03
Analysis of the efficient distance of O-E system for military
ZHAO Miao-juan, CHE Hong
(No.613 Research Institute of China Aeronautical Industry, Luoyang 471009, China)
Abstract: The efficient distance is a very important system indicator of the optical-electronic detector. When the examination conditions are identified, the system efficient distance was analyzed in order to find the quantitive-relation among the object, the atmosphere and the transducer characters. Thus the other design indicators of the system were coordinated and selected, so as to realize the best characters of the transducer system. The thesis took the synthetic optical-electronic detector on aeroplanes for example, the efficient distance of infrared, laser and television sub-transducer systems was analyzed, and the efficient distance in certain conditions was calculated quantitively.
Key words: Efficient distance; Synthetic optical-electronic System on aeroplane;
Infrared/laser/television
0 引 言
军用光电探测系统通常包括激光、电视、红外等传感器。对于军用光电探测系统，首先必须回答探测什么目标，探测距离有多远的问题。光电探测装置是多种高技术综合，要解决对红外和可见光谱范围的目标跟踪、瞄准识别、激光测距、照射等功能、作用距离是非常重要的系统性能指标。
研究分析光电系统使用要求的作用距离，就是要找出目标、大气和传感器性能3者之间的定量关系。
目的在于能协调折衷、选择确定在特定考核条件下的最佳系统设计参数。论文涉及的使用考核技术条件如下：目标大小为10 m×10 m ；目标与背景温差为3～5 ℃；地面大气能见度≥20 km ；气候条件为无云；激光反射系数为0.2；景物对比度为0.15；地面相对湿度≤80％；红外、电视发现距离≥30 km ；红外、电视识别距离≥20 km ；激光测距距离≥20 km ；激光照射距离≥15 km 。重点研究激光测距、照射、电视、红外等光电探测系统的作用距离。
502 红外与激光工程：红外成像系统仿真、测试与评价技术 第37卷
1 激光测距/照射距离
激光发射光轴与综合光电探测系统的瞄准线光轴平行；激光测距/照射分系统主要实现如下功能：在红外或电视分系统对目标实现跟踪瞄准后，此时按指令发射激光束，使其沿目标瞄准线完成对目标的测距和照射。
激光测距和激光照射系统首先应当考虑作用距离能否满足使用要求。按下公式式分析：
d M d
M s
t ()
t t r r r π()e cos R R R R P P t t A σρθ?+×= (1) 式中：P t 为激光器发射功率，它是激光脉冲能量E
和脉宽r 的函数，P t =E /r ；P s 为寻的器或测距机接收到的功率；t t 为激光发射系统的透过率；t r 为寻的器或测距机接收系统的透过率；σ为大气衰减系数；R d 为测距发射天线至目标的距离；R M 为寻的器至目标的距离，在测距状态下计算时使R M =R d =R 即可；ρt 为目标反射率；θr 为目标法线与激光轴的夹角；A r 为接收孔径面积。
分析公式(1)可知：在系统灵敏度P s 一定的条件下，欲增加作用距离R ，可以采取增加接收口径、加大激光发射功率、减小发射光学系统的损失、提高目标反射率和减小接收光学系统的损失等措施。 利用激光发射接收分系统试验样机的参数，将各项数据代入公式(1)进行计算的结果是：激光测距L 测=23 km ；激光照射L 照=17 km ；可以满足光电探测系统总体对激光分系统要求的性能指标。
2 电视摄像系统作用距离
电视图像跟踪系统的瞄准线与综合光电探测系统光轴平行；电视系统主要起到对红外系统的必要补充（白天使用）。电视系统在对目标实行跟踪时，最远作用距离取决于光电系统的分辩极限和摄像管靶面的光照灵敏度。
电视跟踪要求目标成像线度在显示器上必须大于5线对，对应10个像素。假设CCD 靶面像元数不低于标准制式TV 分辨力，则最小分辨率决定的最远作用距离关系式为：
2R AN n ηω= (2)
式中：2ω为观察视场；N 为扫描行数；η为消隐系
数；n 为分辨目标像所需线数；A 为目标尺寸。
按照通用的约翰逊法则，在50%概率时、识别目标需4线对，发现目标需1线对。选试验产品变焦距电视系统的小、中视场设计参数代入公式(2)，解得的最大作用距离为：
106250.8
23.8km tan1.58
R ××==×D 识别
106250.8
39.7km tan 3.62
R ××=
=×D 发现
电视系统理论分析计算结果：识别距离达到近
24 km ，发现距离达到近40 km ，满足总体使用指标要求。
因目标背景的照度差，大气传输衰减，CCD 光照灵敏度诸多因素的影响会造成作用距离下降，为解决不同目标的跟踪、瞄准需求，电视系统还采用了调光方案，以满足实际使用环境条件下的作用距离。
3 前视红外系统作用距离
前视红外系统是综合光电探测系统的一个关键分系统，主要实现全天候对目标的搜索、识别、瞄准等功能。实现综合光电探测系统的总体性能指标也依赖于前视红外系统的精度和质量。 3.1 红外分系统组成及功能框图
图1 红外成像系统框图 Fig.1 Chart of IR imaging system
3.2 作用距离分析计算
3.2.1 作用距离公式推导
对于红外成像系统，用可测试的红外成像最小分辨温差这个性能参数来协调系统的空间分辩率、热灵敏度和战术使用要求。
第1步：找出使用要求的物理定量关系
MRTD =?T B τa (3) 式中：τa 为波长和距离的函数；?T B 为战术使用的目标参数。公式(3)的物理意义是：具有温差为?T B 的目标经给定距离的大气衰减后，可被红外成像系统分
增刊 赵妙娟等：军用光电系统作用距离分析 503
辩的温差，该式表明了目标、大气和成像系统3者的定量关系。
第2步：为便于工程分析，需要找出系统最小可分辩温度与分系统功能组成的基本参数关系表达式：
12
T 11
22
S e f d ()()23
()()S
NETD f N
MRTD MTF T F f αβτ=? (4) 式中：NETD 为噪声等效温差；MTF S 为系统传递函数；f T 为空间频率；S /N 为信噪比；?f 为电路等效噪声带宽；τd 为驻留时间；T e 为人眼积分时间；f F ?
为帧频。
第3步：按公式(4)取相应的参数，定量解得在
c (1/2)f f =特征频率处的最小可分辨温差为：
s
0.757NETD
MRTD MTF = (5)
第4步：NETD 的设计公式可以分析估价不同参数变化对性能的影响程度，对8～12μ的波段、噪声等效温差表示为：
1
#
2
4
f *o 0d sc ()
1.9710()
F
ABF NETD D D n αβτη=× (6)
第5步：求系统传递函数的估算公式；在特定频率条件下，假设红外系统的各主要部件都满足线性空间不变性条件。对于前视红外成像系统的传递函数，则等于各部分传递函数的乘积（见下述表达式）。
MTF s =MTF 光×MTF 探×MTF 电×MTF 显 (7)
第6步：热成像系统作用距离公式的显函数表达式。分析公式(4)可以看出：MRTD 建立了与目标特性、系统热灵敏度、信号传递能力，空间分辨率等关系，可以通过分析和实验方法求出最小可分辨温差与目标温差、大气衰减和成像器本身性能之间的定量关系，便于在设计阶段对系统性能参数协调确定和对产品总体性能的评价。
将公式中的参数和实际使用的产品性能要求结合，变换整理后，导出热成像系统作用距离公式的显函数表式：
R = (8)
式中：?T B 为目标的温差；ε为目标单个分辨条带的
长宽比例；β为大气衰减系数；n 为最小面积目标扫描线数；A T 为目标最小面积。
3.2.2 作用距离计算
根据上述对作用距离公式的推导结果来计算R ，为计算MRTD ，需要先求出MTF S 和NETD 的数值。
（1）计算NETD
选择试验机红外系统视场、焦距、孔径等光学参数代入公式(6)、解得最小可分辨温度NETD 为0.065 ℃；
（2）计算MTF S
对于MTF S 的计算，光学传函数值通常包括衍射和像点弥散两项因素。电子线路传函数接近理想值取0.95；探测器传函数一般为0.64，显示器传函数值一般取0.8，选合适的特征空间频率计算得光学传函数值0.55，按公式(7)计算对应的系统传函MTF S 值为0.267；
（3）计算MRTD
将在特征空间频率下对应的系统传函值MTF S 和NETD 值代入公式(5)，解出最小可分辨温差MRTD 值约为0.185。
（4）计算作用距离R
按照战术指标要求的参数、取目标温 5 ℃，大气衰减系数0.065 km ，目标长宽比例ε取7，目标面积10 m ×10 m ，并将计算出的MRTD 值代入公式(8)，求出红外系统的最大作用距离为：
R 识别=20.79 km R 发现=29.96 km
由分析计算结果表明：红外系统的作用距离满足总体使用技术要求。
参考文献：
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航天8358所编译.军用红外技术译文集（2001-2002年）[M].2004
[3] R D 小哈得逊著. 红外系统原理[M].北京：国防工业出版社, 1975.
红外可视距离与红外距离之间的区别 红外距离指的是红外光所达到的距离，从几米到几百米，甚至是数公里。而夜间可视距离是通过监视器所能够看到的清晰有效最大距离，是由红外灯的发光距离、摄像机的感红外程度、现场反射红外情况、供电电源的质量及镜头的匹配情况来决定的。它们之间相互的结果就像电脑的CPU、内存、芯片组的匹配情况一样，任何一个环节工作效率的降低都会使整个系统的效率降低。 现在有许多经销商以及厂家为了使自己的产品能在竞争中处于优势地位，都成几倍的夸大自己产品的性能，并且只给出产品的红外距离，只字不提客户真正想要的清晰可视距离，以至于现在的红外一体机都标称能看到200多米了。 较好的感红外摄像机（注：在这里所指的是彩色转黑白摄像机）配合远距离红外灯以及相应焦距的镜头，最远也只能看到150米左右，即使再增大红外灯的米数，也只是在光强度有所改变，距离上并改变不了多少，这是因为彩色摄像机的感红外程度是随着距离而呈递减态势，彩色摄像机CCD的原理也决定了彩色摄像机的感红外程度不如黑白摄像机。而现在客户实际工程中使用的大部分都是彩色转黑白摄像机，此时的红外可视距离和红外距离有很大差别。红外可视距离在工程中的实际意义远甚于红外距离。 那么，红外灯真的有固定照射距离吗？红外夜视监控就是红外灯技术吗？从某一方面来看，红外灯不存在固定的照射距离。客观地说，红外灯要想达到效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头，最好是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，需要特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。问题是，这种摄像机一般价格昂贵，而真正红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难做。所以，能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的，我们要求做到即便客户是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。 1、红暴问题：有些厂家把能不能做出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红暴就是低技术，没有红暴就是高技术。其实，有没有红暴只是一个选择问题，并不是技术问题。我们知道，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm 以上的红外线基本没有红暴，波长越短（越接近可见光），红暴越强，同时，摄像机感应红外线效率也越高。现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是没有红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度要好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，已被做为红外夜视监控的首选。 2、寿命问题：摄像机的使用寿命可达10年以上，红外灯的寿命是否也能达到这个水平？ 正确回答这个问题，首先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式制造：1、卤素灯，2、多芯片LED，3、单芯片LED。卤素灯是一个十分古老的技术，能耗高，发热量惊人，使用寿命很短，因其使用效率低下，并不能够做到很远距离，现在已基本退出市场。多芯片LED是一个很“概念”的说法。多芯片LED主要有两种，一种是“食人鱼”，包含4到8棵芯片，另外一种是阵列式发光片，含有10棵到30棵芯片。为什么做多芯片呢？他们认可的理论是：红外灯照射距离不够是因为能量不够，更多的芯片集合在一起，当然能量就大，也就认为照射距离更远！这可真是典型的外行技术理论。当然，更远的距离需要更大
制冷型探测器在不同大气条件下红外搜索系统作用距离计算问题 已知条件： 1、制冷型探测器：3~5μ 30μ（像元） 像素：320×240 2、3~5μm 波段在海面情况下（分别针对喷气式飞机和舰艇）传输透过率分析。（晴朗和浓雾） 3、能量计算（探测距离） （1）海面对空 20km ，喷气式飞机，翼展30m （2）海面 20km ，舰艇 （3）相对孔径、透过率 4、非制冷型红外探测器光学系统参数：f′=30~180；F ：2.1；透过率：τ〉70% 求晴朗和浓雾大气条件下红外搜索系统作用距离。 解： 搜索系统的作用距离方程为： 21 2 1 *0])(4[n s f F DD I S υυωσττπα? ?= 其中：i I ： 红外辐射强度 ατ： 大气透过率 0τ： 光学系统透过率 D ： 通光口径 *D ： 探测率 σ： 信号过程因子 F ： 光圈数 ω： 视场角 f ?： 系统带宽 n s u u ：信噪比 对于制冷型波段在3-5μm, 30u (像元) 分辨率为320?240 'f =180mm=18cm F=2.1 晴朗时T=25C ? RH=90% 1) 通过查阅《红外技术》知在3-5μm 波段范围内，飞机的辐射强度 53-I =483.49sr w 2) 大气透过率为大气中水蒸气透过率与大气中CO 2中透过率的乘积即 2 2 CO O H τττα?= 相对湿度为空气中试样水蒸气含量与饱和时水蒸气含量比值
即S RH ρρω = 经查表知25C ?饱和水蒸气的质量为S ρ=22.80 3 m g 则356.42080.22m g RH s w =???=?=ρρ 又因为高度为h 的水平距离X 所具有的透射比等于长度为0X 的等效海平面上透射比即 k P P X X ??? ? ???=0 0 其中P ：高度为h 处的大气压强 P 0：平面上的大气压强 k ：常数 对H 2O 系统k=0.5，对CO 2系统k=1.5 。 又因为根据已知有h=10km d=20km ∴水平距离X=22h d -=221020-=103km 经查表得 当h=10km 时 对于H 2O 系统：k ???? ??0ρρ=0.518 对于CO 2系统：k ??? ? ??0ρρ=0.141 根据以上数据可求得对于水蒸气全路程可凝结水的毫米数为 K O H W W X X O H 220 0W ???? ????=?=ρ ρ ρρ = 4.56?17.32?0.518 = 40.911mm 经查表可得在3-5μm 范围内，可凝结水毫米数为40.911mm 的透过率对所有数值进行加和取平均 ()2 3.0 5.0 3.1 3.2 4.9( /202 2 H O τττ τττ=+++????++ 晴朗） =0.001+0.029+0.084+0.233+0.509+0.768+0.883+0.922+0.961+0.961+0.940+0.92 2+0.883+0.824+0.623+0.465+0.334+0.233+0.172+0.0375）/20 = 0.539 对于CO 2的等效海平面的水平距离为 km X X K CO CO 442.2141.072.132 2 =?=???? ???=ρ ρ 经查表可得在3-5μm 范围内,海平面水平距离为2CO X 的CO 2的透射率的平均值为：
雷达作用距离方程 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
雷达作用距离及其方程摘要：雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。即发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。所谓道高一尺魔高一丈，针对现代航空技术的迅猛发展，飞行器隐身性能已成为飞行器先进作战技能指标之一，隐身性能直接决定着战斗的成败，而唯一能克制隐身性能的法宝雷达自然越来越受到重视。通过查询和学习了解雷达的作用原理及雷达作用距离，并在此基础上继续分析雷达作用距离方程，为对雷达的学习和理解奠定基础。 关键词：雷达；作用距离；距离方程 雷达的任务及作用 雷达的最基本任务是探测目标并测量其坐标，因此，作用距离是雷达的重要性能指标之一，它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。作用距离的大小取决于雷达本身的性能，其中有发射机、接收系统、天线等分机的参数，同时又和目标的性质及环境因素有关。 雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当 然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁 波，传播的速度都是光速C, 差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达雷达
设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。 雷达距离方程 雷达方程 radar range equation 用于计算雷达在各种工作模式(搜索、跟踪、信标、成像、抗干扰、杂波抑制等)下的最大作用距离的方程式。它是根据已知雷达参数、传播路径、目标特性和所要求的检测与测量性能来计算雷达的最大距离的基本数学关系式，对作为检测和测量设备的雷达进行性能预计。它与雷达参数(如发射功率、接收机噪声系数、天线增益、波长等)、目标特性(如目标的雷达截面积等)和传播性能(如大气衰减、反射等)有关。
计算机工程应用技术本栏目责任编辑：贾薇薇Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第5卷第26期(2009年9月)凝视型红外成像探测系统的作用距离分析与验证 申俊杰 （广州军区75706部队40分队，广东广州510600） 摘要：作用距离是红外成像探测系统的主要技术指标之一，根据实际计算时部分参数可能未知的情况，推导了NETD 表达的作用距离方程，并根据凝视型探测器的特点讨论了基于对比度的对高空目标作用距离的表达式，结合高空目标探测实验结果验证两种不同计算方法的有效性。分析结果对进一步的成像探测系统的设计提供了理论依据。 关键词：等效噪声温差；焦平面阵列；作用距离；红外成像探测 中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)26-7553-02 Analysis and Validation of Operating Range of Staring IR Imaging Detecting System SHEN Jun-jie (Unite 40,Army 75706,Guangzhou Military Region,Guangzhou 510600,China) Abstract:Operating range is a core specification of an IR imaging detecting system.Since some parameters are unknown when calculating,deduce the operating range function with NETD.Then based on the characteristic of staring detector discuss the operating range for space targets based on contrast.Validate the validity of above two functions with experimental result.The analytical result provides the theoretical reference for design of imaging detecting system. Key words:NETD;FPA;Operating Range;IR Imaging Detecting System 目标的极限作用距离是红外成像探测系统的一个综合性指标，也是评价、检验一个红外探测系统的主要指标。作用距离的模型，是用户和设计者进行系统论证、设计和评价的依据。当前的红外成像探测系统已广泛使用了凝视型焦平面阵列和新的信号处理方法，与早期的光机扫描型相比有了很大的变化，它对各类目标的探测作用距离如何计算、理论计算和实际结果如何达到更接近,这是工程研制中经常遇到的实际问题。本文将着重讨论红外成像探测系统对高空目标的作用距离与理论计算的结果是否相一致的问题。 1用NETD 表达的作用距离方程[1] 人们往往用红外成像系统的作用距离方程来估算其作用距离。但若热像仪是外购的，对有关热像仪的个别参数找不到确切数据，计算工作将难以进行下去。若估计参数强行计算，结果也不能令人信服。而目前绝大多数热像仪的性能指标中都给出了NETD 即，等效噪声温差的数值，因此，有必要推导出用NETD 表达的作用距离方程，以便进行准确的计算，使用起来也更为方便。 红外系统作用距离的普遍方程为[2]： (1) 式中R IR 为红外系统的作用距离，D 0为光学系统入射孔径的直径，D *为红外探测器的比探测度，τa 为大气透过率，τ0为光学系统的透过率，Ω为传感器的瞬时视场(球面度)，Δf 为等效噪声带宽，SNR 为信噪比，即峰值信号电压与均方根噪声电压之比，NA 为光学系统的数值孔径，J Δλ为目标的红外辐射强度。 J Δλ由下式确定： (2) 其中，σ=5.67×10-12(W ·cm ·K -4)，是斯蒂芬常数，T 为目标温度，ε为目标表面材料的发射率，A t 为目标面积，ηΔλ为Δλ光谱范围内的相对能量。Δλ=λ2-λ1，λ1和λ2分别为对应于红外探测器工作波段的下限和上限。ηΔλ=ηλ2-ηλ1，ηλ1和ηλ2分别为λ1以下和λ2以下的相对能量，可由参考文献[2]的表1-3或参考文献[3]的图2-14查得。 式(1)没有考虑脉冲通过信号处理系统时得损失等因素，如果计入信号处理损失等因素，可将作用距离方程修改为： (3) 式中ξ为信号处理损失等因素引起的系数。根据经验，可取ξ＝3～4。 因敏感元面积A d =Ωf 2、NA=D 0/2f ，可将作用距离方程修改为： (4) 收稿日期：2009-06-16 作者简介：申俊杰（1977-），女，湖南长沙，于1995年考取国防科技大学电子系本科电子工程专业，1999年获工学学士，现工作于广 州军区75706部队40分队。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.26,September 2009,pp.7553-7555E-mail:kfyj@https://www.doczj.com/doc/8218254744.html, https://www.doczj.com/doc/8218254744.html, Tel:+86-551-569096356909647553
第2章雷达距离估算 Lamont V. Blake 2.1 引言 对于自由空间中特定目标的检测（该目标的检测受热噪声的限制），雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域内仅有雷达和目标。本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的，而通用定义是冗长的，且用处不大。该定义还暗示，自由空间内可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外，仅来自于自然界热或准热噪声源，如2.5节所述。 尽管上述的条件是不可能完全实现的，但是它接近许多雷达的实际环境。在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下，估算问题要复杂得多。这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变（信号处理）引起的。 在本章中将给出自由空间方程，讨论基本的信号处理，以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。虽然不可能涉及所有可能的雷达环境，但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。 定义 雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数，其中一些参数的定义是相互依赖的。正如2.3节所讨论的，某些定义含有人为因素，不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。当然，若存在被广泛接受的定义，则采用该定义。但更重要的是，虽然某些定义允许一定的随意性，但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义，则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。 例如，脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性，但是一旦任何一个定义被确定，那么另一个定义将由限制条件决定，即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。在本章中将给出一套定义，该定义遵循上述准则，并已被权威组织采纳。 约定 由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大，因此在这些因子的具体值未知的标准条件下，某些约定是估算作用距离所必需的。通常采用的一种约定是标准假设，这种假设实际上并不一定能遇到，但却在所能遇到的条件范围内，尤其是在条件范围的中间附近，这种假设是可行的。就像传统的地球物理假设一样，为计算基于地球曲率的某些地球环境效应，假设地球是一个半径为6370km的理想球体。约定的重要性在于，它提供了比较不同雷达系
红外夜视到底能做到多远？ 技术到家的话，100米以上的红外夜视系统并不是什么难事。技术到家，指的是必须同时精通红外灯技术，红外感应摄像机技术和红外感应镜头技术，三者缺一不可。 视频监控的发展方向在于室外，室外监控的发展方向在于夜视，夜视的发展方向在于红外技术，这个趋势越来越明显。在红外夜视这个领域，中国企业已经走在世界最前列，一些先进技术令国外同行望尘莫及。但是，这毕竟是一个新兴产业，大量劣质产品泛滥市场，影响了人们对红外夜视产品的信任。另外，还有一些当年很领先的企业，因为死抱暴利不放、技术上固步自封，很快就被市场抛弃的现象存在，值得令人深思。 本文涉及到了红外夜视监控中的常见技术问题和疑难解惑，借此机会与广大读者和工程商做一个沟通，同时希望能为工程商和用户对红外夜视监控的进一步认识提供有价值的参考。 红外夜视监控的三大技术八项问题 纵览天南海北，这么多的红外灯制造商信誓旦旦地标称自己的红外灯照射距离是100米或200米等等，还发明了“足米”这一名词，从而误导工程商好像红外灯真的有固定照射距离。而不管厂家如何宣传，工程商就是不信并认为标称100米的红外灯能勉强用到50米就不错了。很多负责任的工程商，更是买了无数的红外灯也达不到用户的要求，真是有苦难言。 那么，红外灯真的有固定照射距离吗？红外夜视监控就只涉及红外灯技术吗？无数的事实证明，答案是否定的。事实上，就任何红外灯本身来说，绝对不存在固定的照射距离，任何孤立地标注红外灯照射距离的做法，都是很不科学的。也有还算专业的人士和厂家，朦胧地意识到红外灯要想达到理想的照射效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头。而最经常听到的说法是，需要0.001 Lux以上的红外感应摄像机，最好是黑白的；需要某种特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。问题是，任何一个从事专业光学研究和制造的工作者都知道，这些所谓的红外透过率达到百分之九十五以上的镜头，真的要达到百分之九十五以上的红外透过率是比较困难的。 而本文将从红外夜视监控系统中常见的几大问题入手，针对目前广大用户在使用该类产品中经常遇到的难点展开视角独到的剖析，一定会为广大工程商对红外夜视监控的进一步认知带去有价值的参考。 红暴问题 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传，好像有红暴就是低技术，无红暴就是高技术。其实，有无红暴只是一个选择问题，并不是技术问题，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本无红暴，波长越短，红暴越强，红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外
雷达作用距离方程 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
雷达作用距离及其方程摘要：雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。即发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。所谓道高一尺魔高一丈，针对现代航空技术的迅猛发展，飞行器隐身性能已成为飞行器先进作战技能指标之一，隐身性能直接决定着战斗的成败，而唯一能克制隐身性能的法宝雷达自然越来越受到重视。通过查询和学习了解雷达的作用原理及雷达作用距离，并在此基础上继续分析雷达作用距离方程，为对雷达的学习和理解奠定基础。 关键词：雷达；作用距离；距离方程 雷达的任务及作用 雷达的最基本任务是探测目标并测量其坐标，因此，作用距离是雷达的重要性能指标之一，它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。作用距离的大小取决于雷达本身的性能，其中有发射机、接收系统、天线等分机的参数，同时又和目标的性质及环境因素有关。 雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当 然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁 波，传播的速度都是光速C, 差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达雷达
设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。 雷达距离方程 雷达方程 radar range equation 用于计算雷达在各种工作模式(搜索、跟踪、信标、成像、抗干扰、杂波抑制等)下的最大作用距离的方程式。它是根据已知雷达参数、传播路径、目标特性和所要求的检测与测量性能来计算雷达的最大距离的基本数学关系式，对作为检测和测量设备的雷达进行性能预计。它与雷达参数(如发射功率、接收机噪声系数、天线增益、波长等)、目标特性(如目标的雷达截面积等)和传播性能(如大气衰减、反射等)有关。
二次雷达覆盖范围及影响因素分析 民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清 1 引言 航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。二次雷达覆盖范围是一项重要指标，这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的，雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。 2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析 二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线，飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。询问距离要想达到最大，条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。询问信号作用距离的公式为 2/1min I I I I Imax 4????????''=P G G P R πλ，其中，I λ为询问信号波长，这里为0.291m ，I P 为询问 信号功率，典型值为2000瓦，I G 为询问信号增益，典型值为27dB ，即天线增 益为501，'I G 为应答机天线的接收增益，因为应答机天线为全向天线，所以天线增益为1，'min P 为应答机的灵敏度，即最小可检测信号，典型值为-71dBm ， 即79.4×10-12w 。经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。 应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号，应答信号作用距离的公式为 2/1min R R R R Rmax 4????????''=P G G P R πλ，R λ为应答信号波长，0.275m ，'R P 为应答信号功率， 典型值为251W,24dBW ，R G 为雷达接收增益，27dB ，'R G 为应答频率应答机天线
一.红外灯功率与距离 红外灯有室内、室外，短距离和长距离之分，一般常用室内10-20米范围的红外灯，由于墙壁的反射，图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想，而且价格昂贵，不到必要时一般不采用。 红外灯有不同的功率及850nm、940nm两种波长，波长的选择取决于下列因素： 1、如果用户不介意红外灯光线被肉眼所见，850nM的红外灯由于其照明距离远，效果好，应为首选。 2、如果考虑到红暴问题，必需使用940nm的红外灯，应选用低照度的摄像机。 3、选择相对孔径较大的镜头。 4、红外灯的发散角应与镜头的视场角相匹配。 最大照明范围取决于天气条件、物体的反光率和周围的光照水平，红外聚光灯最远的投射范围如下： 500W=150-200米 300W=80-120米 50W =15-30米 30W =5-15米 二.红外距离与红外灯功率 红外距离指的是红外光所达到的距离，从几米到几百米，甚至是数公里。而夜间可视距离是通过监视器所能够看到的清晰有效最大距离，是由红外灯的发光距离、摄像机的感红外程度、现场反射红外情况、供电电源的质量及镜头的匹配情况来决定的。 它们之间相互的结果就像电脑的CPU、内存、芯片组的匹配情况一样，任何一个环节工作效率的降低都会使整个系统的效率降低。 现在有许多经销商以及厂家为了使自己的产品能在竞争中处于优势地位，都成几倍的夸大自己产品的性能，并且只给出产品的红外距离，只字不提客户真正
想要的清晰可视距离，以至于现在的红外一体机都标称能看到200多米了。 较好的感红外摄像机（注：在这里所指的是彩色转黑白摄像机）配合远距离红外灯以及相应焦距的镜头，最远也只能看到150米左右，即使再增大红外灯的米数，也只是在光强度有所改变，距离上并改变不了多少，这是因为彩色摄像机的感红外程度是随着距离而呈递减态势，彩色摄像机CCD的原理也决定了彩色摄像机的感红外程度不如黑白摄像机。而现在客户实际工程中使用的大部分都是彩色转黑白摄像机，此时的红外可视距离和红外距离有很大差别。 红外可视距离在工程中的实际意义远甚于红外距离。 那么，红外灯真的有固定照射距离吗？红外夜视监控就是红外灯技术吗？ 从某一方面来看，红外灯不存在固定的照射距离。客观地说，红外灯要想达到效果，需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头，最好是搭配0.001勒克思(lux,光强度单位)以上的红外感应摄像机，最好是黑白的，需要特别的红外镜头，红外透过率达到百分之九十五以上。问题是，这种摄像机一般价格昂贵，而真正红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难做。 所以，能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的，我们要求做到即便客户是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。 1、红暴问题：有些厂家把能不能做出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传， 好像有红暴就是低技术，没有红暴就是高技术。 其实，有没有红暴只是一个选择问题，并不是技术问题。 我们知道，波长超过700nm的光线叫做红外线，900nm以上的红外线基本没有红暴，波长越短（越接近可见光），红暴越强，同时，摄像机感应红外线效率也越高。 现在市场上有两种主流红外灯，一种是有轻微红暴的，波长在850nm左右，一种是没有红暴的，波长在940nm左右。同一款摄像机，在850nm波长的感应度，比在940nm波长的感应度要好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率，已被做为红外夜视监控的首选。 2、寿命问题：摄像机的使用寿命可达10年以上，红外灯的寿命是否也能达到这
第37卷，增刊 红外与激光工程 2008年6月 V ol.37 Supplement Infrared and Laser Engineering Jun. 2008 收稿日期：2008-06-19 作者简介：赵妙娟（1954-），女，河南洛阳人，研究员，主要从事光电系统总体及光学设计技术研究。Email: zhmiaojuan@https://www.doczj.com/doc/8218254744.html, 军用光电系统作用距离分析 赵妙娟，车 宏 （中航一集团第六一三研究所，河南 洛阳 471009） 摘要：军用光电探测系统非常重要的性能指标是作用距离。分析系统作用距离的目的是找出目标源、大气和传感器性能三者之间的定量关系。当使用要求的考核条件确定时，进行分析、协调、折衷并合理选择系统其它的设计参数，有利实现传感器的最佳系统性能。文章结合机载综合光电探测系统典型使用要求，对红外、激光、电视各光电传感分系统的作用距离进行了分析，进而定量计算了特定条件下的作用距离。 关键词：作用距离； 机载综合光电探测系统； 红外/激光/电视 中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0501-03 Analysis of the efficient distance of O-E system for military ZHAO Miao-juan, CHE Hong (No.613 Research Institute of China Aeronautical Industry, Luoyang 471009, China) Abstract: The efficient distance is a very important system indicator of the optical-electronic detector. When the examination conditions are identified, the system efficient distance was analyzed in order to find the quantitive-relation among the object, the atmosphere and the transducer characters. Thus the other design indicators of the system were coordinated and selected, so as to realize the best characters of the transducer system. The thesis took the synthetic optical-electronic detector on aeroplanes for example, the efficient distance of infrared, laser and television sub-transducer systems was analyzed, and the efficient distance in certain conditions was calculated quantitively. Key words: Efficient distance; Synthetic optical-electronic System on aeroplane; Infrared/laser/television 0 引 言 军用光电探测系统通常包括激光、电视、红外等传感器。对于军用光电探测系统，首先必须回答探测什么目标，探测距离有多远的问题。光电探测装置是多种高技术综合，要解决对红外和可见光谱范围的目标跟踪、瞄准识别、激光测距、照射等功能、作用距离是非常重要的系统性能指标。 研究分析光电系统使用要求的作用距离，就是要找出目标、大气和传感器性能3者之间的定量关系。 目的在于能协调折衷、选择确定在特定考核条件下的最佳系统设计参数。论文涉及的使用考核技术条件如下：目标大小为10 m×10 m ；目标与背景温差为3～5 ℃；地面大气能见度≥20 km ；气候条件为无云；激光反射系数为0.2；景物对比度为0.15；地面相对湿度≤80％；红外、电视发现距离≥30 km ；红外、电视识别距离≥20 km ；激光测距距离≥20 km ；激光照射距离≥15 km 。重点研究激光测距、照射、电视、红外等光电探测系统的作用距离。
. . . . 经典雷达距离估算 2.1 引言 对于自由空间中特定目标的检测（该目标的检测受热噪声的限制），雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域仅有雷达和目标。本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的，而通用定义是冗长的，且用处不大。该定义还暗示，自由空间可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外，仅来自于自然界热或准热噪声源，如 2.5节所述。 尽管上述的条件是不可能完全实现的，但是它接近许多雷达的实际环境。在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下，估算问题要复杂得多。这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变（信号处理）引起的。 在本章中将给出自由空间方程，讨论基本的信号处理，以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。虽然不可能涉及所有可能的雷达环境，但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。 定义 雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数，其中一些参数的定义是相互依赖的。正如2.3节所讨论的，某些定义含有人为因素，不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。当然，若存在被广泛接受的定义，则采用该定义。但更重要的是，虽然某些定义允许一定的随意性，但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义，则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。 例如，脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性，但是一旦任何一个定义被确定，那么另一个定义将由限制条件决定，即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。在本章中将给出一套定义，该定义遵循上述准则，并已被权威组织采纳。 约定 由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大，因此在这些因子的具体值未知的标准条件下，某些约定是估算作用距离所必需的。通常采用的一种约定是标准假设，这种假设实际上并不一定能遇到，但却在所能遇到的条件围，尤其是在条件围的中间附近，这种假设是可行的。就像传统的地球物理假设一样，为计算基于地球曲率的某些地球环境效应，假设地球是一个半径为6370km的理想球体。约定的重要性在于，它提供了比较不同雷达系统的共同基础。约定是典型条件的代表，就这一点来说，它们也可用于估算实际的探测距离。本 . 学习.资料.
第五章雷达作用距离作用距离是雷达的重要性能指标之一，它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。 作用距离的大小取决于雷达本身的性能，其中有发射机、接收系统、天线等分机参数，同时又和目标的性质及环境因素有关。
第一节雷达方程 雷达作用距离方程，表征雷达作用距离和发射机、接收系统、天线分机参数以及目标的性质、环境因素等的关系距离R 处任一点的雷达发射信号功率密度： 考虑到定向天线增益G： §5.1.1 基本雷达方程 目标散射截面积设为σ，则其接收的功率为σS 1 以目标为圆心，雷达处散射的功率密度：
雷达收到功率：A r：雷达天线接收面积 r r 雷达接收到的回波功率反比于目 标与雷达站间距离R的四次方 ?收发不同天线时 ?收发同天线时
? 收发不同天线时，最大作用距离 ?收发同天线时，最大作用距离 雷达实际作用距离受目标后向散射截面积σ、S imin 、噪声和其他干扰的影响，具有不确定性，服从统计学规律。 当接收功率为接收机最小检测功率S imin 时，可得：
R max ∝1/λ2 R max ∝λ2 天线面积不变时，波长λ增加天线增益下降，R max 下降；天线增益不变时，波长λ增加要求天线面积增加，天线有效面积增加→R max 增加。
?总结： ◆雷达方程虽然给出了作用距离和各参数间的定量关系， 但由于未考虑设备的实际损耗和环境因素，且目标有效反射面积σ和最小可检测信号S imin不能准确预定，因此仅用来作估算的公式，考察各参数对作用距离的影响。 ◆雷达在噪声和其他干扰背景下检测目标，同时，复杂目 标的回波信号本身存在起伏，因此，接收机输出的是一个随机量。雷达作用距离也不是一个确定值而是统计量，通常只在概率意义上讲，当虚警概率（如10-6）和发现概率（如90%）给定时的作用距离是多大。
雷达原理习题集 第一章 1-1.已知脉冲雷达中心频率＝3000MHz，回波信号相对发射信号的延迟时间为 1000μs，回波信号的频率为 3000.01MHz，目标运动方向与目标所在方向的夹角 60°，求目标距离、径向速度与线速度。 1-2.已知某雷达对σ=的大型歼击机最大探测距离为 100Km， a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到，此时的最大探测距离为多少？ b）在 a）条件下，如果雷达仍然要保持 100Km最大探测距离，并将发射功率提高到 10倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？ 1-3. 画出 p5图 1.5中同步器、调制器、发射机高放、接收机高放和混频、中放输出信号的基本波形和时间关系。 第二章 2-1. 某雷达发射机峰值功率为 800KW，矩形脉冲宽度为 3μs，脉冲重复频率为 1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比 2-2. 在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？ 2-3. 用带宽为 10Hz的测试设备测得某发射机在距主频 1KHz处的分布型寄生输出功率为
10μW，信号功率为 100mW，求该发射机在距主频 1KHz处的频谱纯度。 2-4. 阐述 p44图 2.18中和 p47图 2.23中、的作用，在 p45图 2.21中若去掉后还能否正常工作？ 2-5. 某刚性开关调制器如图，试画出储能元件 C的充放电电路和①~⑤点的时间波形 2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压10V，试画出该人工长线放电时（开关接通）在负载上产生的近似波形，求出其脉冲宽度 L=25μh，C=100pF，=500Ω 2.7. 某软性开关调制器如图，已知重复频率为2000Hz，C=1000pF，脉冲变压器匝数比为
“萨德”X波段AN/TPY-2雷达参数、探测距离计算、搜索模式及其对抗思路 萨德(THAAD)，末段高空区域防御系统，是美军先进的导弹防御系统。末段高空区域防御系统由携带8枚拦截弹的发射装置、AN/TPY-2X波段雷达、火控通信系统(TFCC)及作战管理系统组成。 它与陆基中段拦截系统配合，可以拦截洲际弹道导弹的末段，也可以与“爱国者”等低层防御中的“末段拦截系统”配合，拦截中短程导弹的飞行中段，在美国导弹防御系统中起到了承上启下的作用。
X波段AN/TPY-2有源相控阵雷达 AN/TPY-2高分辨率X波段固态有源相控阵多功能雷达是THAAD系 统的火控雷达，是陆基移动弹道导弹预警雷达，可远程截获、精密跟踪和精确识别各类弹道导弹，主要负责弹道导弹目标的探测与跟踪、威胁分类和弹道导弹的落点估算，并实时引导拦截弹飞行及拦截后毁伤效果评估。
AN/TPY-2雷达采用了先进的雷达信号处理技术以及薄化的相控阵天 线技术，使其探测波束不但功率大而且非常窄，因此分辨率非常高，对弹头具有跟踪和识别能力，对装备诱饵突防装置的弹道导弹具有很大威胁。 除了探测距离远、分辨率高之外，还具备公路机动能力，雷达还可用大型运输机空运，战术战略机动性好，其战时生存能力高于固定部署的雷达。 雷达探测距离分析 结合网上关于“萨德”的AN/TPY-2雷达的基本参数和具有一定合理性的假设来分析萨德在前置部署模式(Forward-Based Mode，FBM)和末端部署模式(Terminal Mode，TM)下由雷达方程计算出的最大探测距离。 在使用公式之前，需要分析一些众所周知的参数的合理性，数据是否精确不重要，重要的是计算方法和涉及的理论知识。 雷达波长(9.5GHz) TPY-2雷达工作在X波段，频段范围8~12GHz，众多报道都说是9.5GHz，那就用这个计算好了。 天线增益G(48.77dB) 天线孔径面积9.2m2，拥有72个子阵列，每个子阵列有44个发射/接收微波接口模块，每个模块有8个发射/接收组件，72x44x8=25344
经典雷达距离估算 2.1 引言 对于自由空间中特定目标的检测（该目标的检测受热噪声的限制），雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域内仅有雷达和目标。本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的，而通用定义是冗长的，且用处不大。该定义还暗示，自由空间内可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外，仅来自于自然界热或准热噪声源，如2.5节所述。 尽管上述的条件是不可能完全实现的，但是它接近许多雷达的实际环境。在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下，估算问题要复杂得多。这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变（信号处理）引起的。 在本章中将给出自由空间方程，讨论基本的信号处理，以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。虽然不可能涉及所有可能的雷达环境，但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。 定义 雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数，其中一些参数的定义是相互依赖的。正如2.3节所讨论的，某些定义含有人为因素，不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。当然，若存在被广泛接受的定义，则采用该定义。但更重要的是，虽然某些定义允许一定的随意性，但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义，则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。 例如，脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性，但是一旦任何一个定义被确定，那么另一个定义将由限制条件决定，即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。在本章中将给出一套定义，该定义遵循上述准则，并已被权威组织采纳。 约定 由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大，因此在这些因子的具体值未知的标准条件下，某些约定是估算作用距离所必需的。通常采用的一种约定是标准假设，这种假设实际上并不一定能遇到，但却在所能遇到的条件范围内，尤其是在条件范围的中间附近，这种假设是可行的。就像传统的地球物理假设一样，为计算基于地球曲率的某些地球环境效应，假设地球是一个半径为6370km的理想球体。约定的重要性在于，它提供了比较不同雷达系统的共同基础。约定是典型条件的代表，就这一点来说，它们也可用于估算实际的探测距离。