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6370 km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。
RADAR：Radio Detection and Ranging（无线电探测和测距）辐射电磁波——目标反射——接收目标回波。目标回波携带目标的信息，根据接收的回波进行目标检测与目标参数测量。定义：雷达是一种通过向目标物辐射电磁波，利用物体对电磁波的散射来发现目标、测定目标参数、鉴别目标属性的设备。
原理:由雷达发射机产生的电磁能量, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能量定向辐射到大气中。电磁波在大气中以光速(约3×108m/s)传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能量。目标将被截取的电磁能量向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向（后向散射）。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。
气象雷达任务：探测一定范围内气象目标物的空间位置、强度、速度等信息，主要通过测定雷达斜距、方位角、仰角、强度、速度等信息。
分辨力:指雷达能够分清两个相互靠近的点目标的能力。可分为距离分辨力、角度分辨力。距离分辨力ΔR：同一方向上，两个点目标之间可区别的最小距离；角度分辨力Δ θ ：相同距离上，两个不同方向的点目标之间能区别的最小角度。
工作波长λ（频率fs）：发射机高频振荡器的工作波长（频率）a. 电磁波在大气中的传播特性对工作波长的选择有重要影响。b. 工作波长的选择需考虑在这一频段上高频器件、接收机、测试仪表的性能指标。
发射功率Pt、Pm；发射天线实际辐射的峰值功率。平均功率Pm脉冲功率在一个周期内的平均值。
脉冲重复频率PRF是指发射机每秒钟发射脉冲个数，一般以Hz表示，其倒数是重复周期。重复周期是指相邻两个发射脉冲之间的时间间隔，一般用μs表示。 PRFF=1/PRTT。脉冲重复周期，受到雷达最大作用距离限制。脉冲雷达探测的特点是必须让前一个发射脉冲回波信号从最大距离返回到雷达站以后，才可以发射下一个脉冲。因此T=2Rmax / c实际工作中，考虑到器件响应时间，T的取值更大（比如，>25%）。
雷达的功能和应用
雷达是一种利用电磁波原理进行探测和测距的设备，被广泛应用于民用和军事领域。雷达不仅可以用来探测敌人，也可以用来搜索失踪人员和动物。下面就让我们来分步骤阐述雷达的功能和应用。
第一步：雷达的功能
雷达利用电磁波发射器产生的波束向目标物发射电波，当电波与目标物相遇时，将产生反射信号被雷达接收并分析，通过这一过程，雷达可以实现以下的功能：
1.测距：雷达可以通过测量发射和接收信号的时间差来计算出目标物的距离。
2.探测：雷达可以在地面、海洋和空中等环境中探测到目标物的方位、速度和大小等参数。
3.识别：通过分析目标物的反射信号，雷达可以对目标物进行识别分类。
第二步：雷达的应用
雷达不仅是军事领域的重要装备，还广泛应用于民用领域，例如：
1.民航管理：航空公司在飞行中使用雷达来确保飞机的路径正确，以保持安全的飞行，减小故障率。
2.气象预报：气象雷达可以通过检测风暴、降雨等天气变化，准确地预测未来的天气情况。
3.地质勘探：雷达可以探测地下岩浆、油气和煤矿等地质资源，构建地质勘探三维模型。
4.追踪天体：天文学家采用雷达技术来跟踪和观测类星体、行星和彗星等宇宙物体。
总之，雷达技术在现代社会起着至关重要的作用。除了上述功能和应用，它还可以被应用于安全、交通管制和自动驾驶汽车等领域。因此，雷达技术的持续研究和改进是非常重要的。
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2/1minIIIIImax4PGGPR，其中，I为询问信号波长，这里为0.291m，IP为询问信号功率，典型值为2000瓦，IG为询问信号增益，典型值为27dB，即天线增益为501，IG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，minP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2/1minRRRRRmax4PGGPR，R为应答信号波长，0.275m，RP为应答信号功率，典型值为251W,24dBW，RG为雷达接收增益，27dB，RG为应答频率应答机天线增益，minP为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm，即3.16×10-12。计算可以得到应答信号的最远作用距离为4365km。
