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基礎(chǔ)小知識(shí):寬帶與窄帶

冬至子 ? 來(lái)源:雷達(dá)通信愛(ài)好者 ? 作者:學(xué)習(xí)搞起來(lái)呀 ? 2023-06-13 15:51 ? 次閱讀

我們知道,所謂寬帶窄帶,說(shuō)的都是帶寬的大小,而說(shuō)到帶寬,我們需從信號(hào)頻譜說(shuō)起。

一、信號(hào)頻譜簡(jiǎn)釋

這里直接說(shuō)結(jié)論,想詳細(xì)了解的話,請(qǐng)參考閱讀《信號(hào)與系統(tǒng)》這本書(shū)。一個(gè)實(shí)際使用的信號(hào),由于其連續(xù)非周期的,因此,他的頻譜是非周期連續(xù)。也就是說(shuō)這個(gè)信號(hào)無(wú)論是發(fā)射還是接收,它的頻率實(shí)際上不可能只在某幾個(gè)或者某些個(gè)頻率上有,而是會(huì)在所有的頻率上都有值,只是各個(gè)頻率上的值不同而已,在我們常說(shuō)的頻率(也就是載波頻率)上的功率最高,在其兩端慢慢變小,且有起伏。所以我們?cè)趯?shí)際中處理信號(hào)時(shí),選擇我們需要處理的頻率段,這也就是我們所說(shuō)的信號(hào)頻率帶寬。一般帶寬的選擇按照功率的大小進(jìn)行選擇,常見(jiàn)的是按照最大功率的一半來(lái)選取。

二、概念解析

這里所說(shuō)的寬帶和窄帶的概念,就是指我們選擇的帶寬是寬還是窄。

寬帶和窄帶是一個(gè)相對(duì)的概念,并沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)定義的值。相對(duì)于載頻的頻率來(lái)說(shuō),某個(gè)信號(hào)的帶寬顯得比較寬,他就是寬帶,顯得比較窄,它就是窄帶。目前使用的寬帶信號(hào),其帶寬可能達(dá)到載波頻率的10%左右,而窄帶則會(huì)小的多,可能1%甚至可能0.01%。

而在同一部雷達(dá)中,寬帶和窄帶兩者也是相對(duì)的。需要高分辨時(shí)用寬帶,需要高信噪比時(shí)用窄帶。

而在不同雷達(dá)中,寬帶和窄帶其實(shí)可以比較的就是分辨率好壞,但是和工程實(shí)踐有關(guān),有可能好的雷達(dá)的低分辨(低帶寬)也會(huì)比一般雷達(dá)的高分辨(高帶寬)還要好一些。

三、使用場(chǎng)景

對(duì)于一部雷達(dá)來(lái)說(shuō),寬帶信號(hào)相對(duì)于窄帶信號(hào)來(lái)說(shuō)可以進(jìn)一步提高分辨率(這里指距離分辨率),而分辨率就很需要結(jié)合場(chǎng)景來(lái)看,比如,分辨彈頭和伴飛物就需要高分辨,而在民航中,由于飛機(jī)不可能飛得很近,則不需要很高的分辨率。因此,需要用什么帶寬需要根據(jù)使用要求或者說(shuō)甲方的需求來(lái)選擇。

從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),窄帶也有其自身的優(yōu)勢(shì)。目標(biāo)的檢測(cè)能力和信噪比有關(guān),同種條件下,信號(hào)功率是一致的,而噪聲是均勻隨機(jī)的,這時(shí)候再來(lái)考慮信噪比:如果噪聲功率降低了,是不是信噪比就提高了,那么在器件選定的情況下,怎么降低噪聲呢?答案是降低帶寬。將接收機(jī)的帶寬降低,是信號(hào)能夠完全通過(guò)即可。這種方法相對(duì)于寬帶信號(hào)來(lái)說(shuō),噪聲功率是小的,因此它的信噪比會(huì)高一些,信噪比高則容易檢測(cè)到目標(biāo)。因此,在雷達(dá)處于搜索狀態(tài)時(shí),一般都會(huì)用窄帶信號(hào),以利于從更遠(yuǎn)距離來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。那么這里還有一個(gè)問(wèn)題,在用寬帶信號(hào)時(shí),是不是發(fā)現(xiàn)距離就變小了呢?理論上是如此,但是在實(shí)際中,如果必須要用寬帶來(lái)搜索,也會(huì)增加脈沖數(shù),通過(guò)脈沖積累來(lái)補(bǔ)償寬帶帶來(lái)的信噪比損失,使雷達(dá)的作用距離不變,但是它付出了時(shí)間資源的代價(jià)。

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