連續波雷達

連續波雷達，是發射連續波信號的雷達。信號是單一頻率的或多頻率的，或者頻率是經過調製的（頻率隨時間按一定規律變化）。

非調製(單一頻率)連續波雷達能對相當距離範圍內的具有任何速度的目標進行測速，而脈衝雷達只有採用相當複雜的技術才能具備這一性能。因此，連續波雷達容易區分活動目標，適合於檢測單一活動目標。連續波雷達的主要缺點是信號泄漏（發射信號及其雜訊直接漏入接收機）和背景干擾（近距離背景的反射）。

1924年，英國最先使用調頻連續波雷達測量電離層高度，后又用作無線電高度表。第二次世界大戰期間，非調製連續波雷達用作炮彈的無線電引信，顯著提高了野戰炮和高射炮的命中率。50年代中期，功率為數十毫瓦的微波固態源代替了電真空器件，使得連續波雷達更加輕巧簡單。這種連續波雷達主要用作機載多普勒導航儀、雷達速度表、交通管制雷達、鐵路管理雷達、港灣和碼頭監視船隻速度雷達、導彈和炮彈測速雷達等。信號泄漏問題也在一定程度上得到了解決，提高了接收機的靈敏度和可靠性，使非調製連續波雷達能夠用於遠程制導和超遠程監視系統。60年代后，多頻率的連續波雷達已用於導彈和衛星的距離測量。調頻連續波雷達還用於車輛的防碰撞和地下管道的檢測等方面。工作原理非調製連續波雷達（圖1）的發射信號(單一載頻f0)通過發射天線輻射到空間。如果目標以徑向速度vr相對於雷達運動，從目標反射回來的信號會使載頻f0產生多普勒頻移fd＝2vr／λ。式中λ為雷達波長，fd的正、負號由目標運動方向決定。反射信號由天線接收后與基準信號(f0)進行頻率差拍、放大，最後由指示器指示出多普勒信號。非調製連續波雷達的特點是：發射頻譜很窄，能減少無線電干擾，因而信號處理簡單，不存在速度模糊，但它不能測距。調頻連續波雷達（圖2）發射信號的頻率隨時間按三角形周期變化（圖3a）。當目標距離為R時，反射信號滯後於基準信號的時間T=2R/c。當頻差信號（圖3b）在轉向區域的影響忽略不計時，混頻器輸出端產生的頻差信號為連續波雷達式中fm為調製頻率；墹f為頻偏範圍;c為電磁波傳播速度；為頻率變化的速度。頻差信號經過放大、限幅、頻率計數，最後由指示器指示出距離。調頻連續波雷達的特點和問題是：①可以有多種調製規律（如三角形、鋸齒波、正弦波、雜訊和雙重調頻或者是編碼調製）；②發射信號是寬頻帶信號，因而在雜訊中提取信號存在匹配濾波問題；③可以測量目標距離和速度；④正弦調頻雷達選擇合適的參數(使接收機選用調製頻率的高次諧波)能使系統具有抑制信號泄漏的能力；⑤測距誤差與多種因數有關，如發射信號的頻偏、信噪比、測頻設備的量化誤差、傳輸線和電路上引起的多餘路徑誤差、信號泄漏、多種反射引起的誤差和頻率調製中轉向區域引起的拍頻誤差。兩個頻率的連續波雷達（圖4）,其發射機產生兩個載頻(f1和f2=f1+墹f)信號。發射信號通過功率放大器放大后，由發射天線輻射到空間。在兩個載頻相差不大的情況下(即墹ff1),每一發射信號對應的回波信號的頻移近似相等。於是，兩個回波信號經過相應的混頻器得到各自的多普勒頻率信號電壓為 連續波雷達兩個分量經過放大，然後由相位檢波器比較相位，得到相位差。最後，指示器指示距離。多個頻率連續波雷達的特點和存在的問題是：①既能檢測活動目標，也能檢測固定目標；②不模糊的最大距離R=c/(2墹f)(此時，墹ψ=2π)；③為解決測距精度和距離模糊問題，需要發射三個以上的載頻信號。發展趨勢 ①尋求合適的調製形式，採用雜訊調製或編碼調製，可使系統既能測距又具有抗干擾能力。 ②抑制信號泄漏，除了選擇合適的調製形式外，還需要合理地選擇天線方向圖和合理配置接收、發射天線。在接收機中採用微波或中頻自動反饋迴路。 ③提高接收機的靈敏度，在泄漏已抵消到很小的情況下，選用低雜訊放大器可以提高接收機靈敏度。 ④採用集成電路使系統小型化。