关于雷达分辨力

时延1秒-1毫秒-1微秒
1微秒=150m

雷达分辨能力 radar resolution
脉冲雷达的分辨能力分为距离分辨力、角度分辨力和速度分辨力以及联合分辨力

1：距离分辨力
测距精度和脉冲宽度有关
脉冲越窄，回波脉冲宽度越窄，波门测量误差越小，因此测距精度（分辨率）越高性能越好，

【这里的两个概念，一个是脉冲宽度，一个是脉冲带宽，可以想象，窄脉冲是指相同时间内，放了很多窄正弦波，这样信息就丰富了，脉冲带宽应该是指相同时间内，放了多少个正弦波的数量（振动的次数）。】--纯粹的瞎想，不知道是否正确。

雷达在距离上区分邻近目标的能力，通常以最小可分辨的距离间隔来度量。雷达距离分辨力约为c/(2B)。c为光速；B为雷达信号带宽
雷达脉冲宽度若为1微秒,在无脉内调制时信号带宽为1兆赫,则距离分辨力约150米；有100兆赫的脉内调频时，信号带宽相应增大为100兆赫，则距离分辨力约为1.5米。
100M Hz = 分辨力1.5米
3GHz = 分辨力0.1米

补充：
3cm电磁波的火控雷达出现后，3cm波长的电磁波被称为X波段
1.5cm K波段 可以被水蒸气强烈吸收，不能工作在雨中，Ka，即英语K－above的缩写，意为在K波段之上）和略短（Ku，即英语K－under的缩写，意为在K波段之下）的波段。
雷达波段对探测目标的影响，主要考虑大气衰减。
大气中的水蒸气和氧是电磁波衰减的主要原因，当电磁波频率小于1GHz时，大气衰减可忽略。
水蒸气引起的衰减峰值为22.24GHz（K波段），184GHz。
氧气引起的衰减峰值60GHz（V波段），118GHz。
总的变化趋势是，频率越高，传输损耗受天气影响越大。

2：角度分辨力
雷达的角度分辨力取决于雷达的工作波长λ和天线口径尺寸L，约为λ/(2L)。
例如，一部工作在5厘米波长、天线口径为1.5米的雷达，其角度分辨力约为1°。
雷达的角度分辨力取决于天线的波束宽度。普通雷达的角度分辨力为度的量级，毫米波雷达或激光雷达可达到毫弧度量级或更高。
采用合成孔径雷达，可以避免天线口径的限制。

3：速度分辨力
雷达的速度分辨力取决于雷达工作波长λ 和相干信号处理器的积累时间T，约为λ/(2T)。例如, 一部工作在5厘米波长的雷达，相干积累时间为 250毫秒，则速度分辨力约为0.1米/秒。

多普勒效应：

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，雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值为多普勒频率。

 

脉冲压缩可以实现双赢，保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。但是缺点是丢失强度？想象一下，股市里的K线，拖动时间轴从日线变月线，那个线是不是越紧凑，

但是峰值越高了，如果上限是固定的，那么峰就会被抹掉，造成所谓的强度丢失？纯粹的臆想。

还有一个问题是能量分布变窄，假象一下把一张图片给压缩了，

是不是变形了失真了？有点像把一个大文件给压缩打包，快速传输后又解压。信息编码是无损失的，雷达波的压缩是有损失的（应该）

 

（转）脉冲压缩技术在雷达信号处理中的应用

1.1 脉冲压缩的定义
脉冲压缩即pulse compression，它是指发射宽编码脉冲并对回波进行处理以获得窄脉冲，因此脉冲压缩雷达既保持了窄脉冲的高距离分辨力，又能获得宽脉冲的强检测能力。
1.2脉冲压缩的主要手段
目前的脉冲压缩的手段主要有线性调频、非线性调频与相位编码等。
1)线性调频
是最简单的脉冲压缩信号，容易产生，而且其压缩脉冲形状和信噪比对多普勒频移不敏感，因而得到了广泛的应用，但是，在利用多普勒频率测量目标方位和距离的情况下很少使用；
2)非线性调频
非线性调频具有几个明显的优点，不需要对时间和频率加权，但是系统复杂。为了达到所需的旁瓣电平，需要对每个幅度频谱分别进行调频设计，因而在实际中很少应用；
3)相位编码
相位编码波形不同于调频波形，它将宽脉冲分为许多短的子脉冲。这些子脉冲宽度相等，其相位通过编码后被发射。根据所选编码的类型，包括巴克码、伪随机序列编码以及多项制编码等。
1.3脉冲压缩的产生背景
随着飞行技术的飞速发展，对雷达的作用距离、分辨能力、测量精度和单值性等性能指标提出越来越高的要求。测距精度和距离分辨力对信号形式的要求是一致的，主要取决于信号的频率结构，为了提高测距精度和距离分辨力，要求信号具有大的带宽。而测速精度和速度分辨力则取决于信号的时域结构，为了提高测速精度和速度分辨力，要求信号具有大的时宽。除此之外，为提高雷达系统的发现能力，要求信号具有大的能量。由此可见，为了提高雷达系统的发现能力、测量精度和分辨能力，要求雷达信号具有大的时宽、带宽、能量乘积。但是，在系统的发射和馈电设备峰值功率受限制的情况下，大的信号能量只能靠加大信号的时宽来得到。测距精度和距离分辨力同测速精度和速度分辨力以及作用距离之间存在着不可调和的矛盾。于是在匹配滤波器理论指导下，人们提出了脉冲压缩的概念。
由于发射机效率的限制，雷达真正采用的脉压信号是由调频和相位编码产生的，其中以线性调频和二相编码信号的研究与应用最为广泛。
二．线性调频信号（LFM）
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter）压缩脉冲。
LFM信号的数学表达式，式中为载波频率，为矩形信号。是调频斜率，于是，信号的瞬时频率为。
图 典型的LFM信号（a）up-LFM(K>0)（b）down-LFM(K<0)
将(1)式中的up-LFM(信号重写 式中，是信号s(t)的复包络。由傅立叶变换性质，S(t)与s(t)具有相同的幅频特性，只是中心频率不同而以，因此，Matlab仿真时，只需考虑S(t)。由Matlab程序产生信号，并作出其时域波形和幅频特性。
由此可以得到关于线性调频脉冲信号频率特性的两个重要结论:
(1)在满足大时宽带宽积的条件下, 线性调频脉冲信号的振幅谱接近矩形函数, 频谱宽度近似等于信号的调频变化范围B, 与时宽无关。
(2)在满足大时宽带宽积的条件下, 线性调频脉冲信的相位谱具有平方律特性。
以上两点是设计匹配滤波器，进行脉冲压缩处理的主要依据。
注：匹配滤波器是在白噪声背景中检测信号的最佳线性滤波器，其输出信噪比在某个时刻可以达到最大，它是对线性调频信号进行脉冲压缩的主要手段。

三．对脉冲压缩信号的仿真
结合以上分析，用Matlab仿真雷达发射信号，回波信号，和压缩后的信号的复包络特性，其载频不予考虑（实际中需加调制和正交解调环节），仿真信号与系统模型如图3。
仿真程序模拟产生理想点目标的回波，并采用频域相关方法（以便利用FFT）实现脉冲压缩，得到仿真图。
对比图可以看出，采用脉冲压缩后，在接收机的接收端信噪比有了明显的改善，进而可以在满足分辨率的基础上，提高雷达的作用距离。
四．结语
脉冲压缩技术是大时宽带宽乘积信号经过匹配滤波器实现的, 不同的信号形式有不同的压缩性能, 其中线性调频脉冲信号的诸多优点使其称为脉冲压缩信号的首选,它也是最早、应用最广泛的脉冲压缩信号。脉冲压缩技术能在雷达发射功率受限的情况下, 提高目标的探测距离, 并且保持很高的分辨力, 是雷达反隐身、多目标分辨、抗干扰的重要手段, 在目前的雷达信号系统中有着广泛的应用。
参考文献
[1]丁鹭飞，耿富录·雷达原理（第三版）·西安：西安电子科技大学出版社，2006.
[2]楼顺天，姚若玉，沈俊霞·MATLAB程序设计语言·西安：西安电子科技大学西电出版社，2007.
[3]元春，苏广州，米红·宽带雷达信号产生技术[M]·北京：国防工业出版社，2002.
附 录
线性调频信号的时域波形和幅频特性的matlab仿真程序
T=10e-6; %pulse duration10us
B=30e6; %chirp frequency modulation bandwidth 30MHz
K=B/T; %chirp slope
Fs=2B;Ts=1/Fs; %sampling frequency and sample spacing
N=T/Ts;
t=linspace(-T/2,T/2,N);
St=exp(jpiKt.^2); %generate chirp signal
subplot(211)
plot(t1e6,real(St));
xlabel(‘时间/us’);
title(‘LFM的时域波形’);
grid on;axis tight;
subplot(212)
freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N);
plot(freq1e-6,fftshift(abs(fft(St))));
xlabel(‘频率/MHz’);
title(‘LFM的频域特性’);
grid on;axis tight;

 

关于紫外线

杀菌：

紫外线杀菌灯产生臭氧的原因是由于波长 200nm 以下的短波长紫外线能分解O₂分子，生成的 O*与O₂结合产生臭氧O₃。具体的反应过程如下。

3O₂+hv=2O₃，其中hv为合适的波长能量。

利用紫外线照射,使菌体蛋白发生光解、变性,菌体的氨基酸、核酸、酶遭到破坏死亡。同时紫外线通过空气时,使空气中的氧电离产生臭氧,加强了杀菌作用。

紫外线是阳光中波长为10～400纳米（nm）的光线，可以分为UVA（紫外线A，波长320～400纳米，长波）、UVB（波长280～320纳米，中波）、UVC（波长100～280纳米，短波）3种。

只有当紫外线的波长不大于200nm时，才能被空气中的O₂吸收，从而发生反应生成O₃，臭氧对254nm波长的紫外光具有强烈的吸收作用，臭氧又分解为原子氧和氧气。

 

清洁：

紫外线灯光清洗技术是利用有机化合物的光敏氧化作用达到去除黏附在材料表面上的有机物质，经过光清洗后的材料表面可以达到"原子清洁度"。

UV光源发射波长为185nm和254nm的光波，具有很高的能量，当这些光子作用到被清洗物体表面时，由于大多数碳氢化合物对185nm波长的紫外光具有较强的吸收能力，并在吸收185nm波长的紫外光的能量后分解成离子、游离态原子、受激分子和中子，这就是所谓光敏作用。

 

紫外线产生：

紫外线光源绝大多数是汞弧灯（即通称的紫外灯或汞灯）。汞弧灯是封装有汞的、两端有电极的透明石英管，通电加热灯丝时，管内的汞蒸气受到激发跃迁至激发态，由激发态回到基态时即发射紫外光。视管内汞蒸气压力的不同，所发射的紫外线光也具有不同的光谱，可分为3类。

低压汞灯：汞蒸气压力为10~100Pa，功率较小，一般只有几十瓦，254nm,寿命200~400h

中压汞灯：汞蒸气压力为105kPa （约为1大气压），发射的谱线波长范围较宽并有重叠，在紫外区其主要发射波长为365nm，其次是313nm，303nm，寿命为1000~1500h

高压汞灯：汞蒸气压力为105~106Pa，即1~10大气压。它可提供最强的紫外和可见光，其输出功率可达普通中压汞灯的十倍，工作时其电极温度可达2000°C，而灯管温度则可达600°C，因此需要加以冷却，灯的功率与冷却效率有关。高压汞灯的使用寿命较短，约75~100h

高压汞灯：我国习惯上称之为超高压汞灯，汞蒸气压力为105~106Pa，即1~10大气压。它可提供最强的紫外和可见光，其输出功率可达普通中压汞灯的十倍，工作时其电极温度可达2000°C，而灯管温度则可达600°C，因此需要加以冷却，灯的功率与冷却效率有关。高压汞灯的使用寿命较短，约75~100h