雷达与通信基础知识点整理

雷达与通信基础知识点整理一、雷达核心组成及功能1. 天线 amp; 天线座 / 电子扫描控制天线就是雷达的 “嘴 耳朵”既负责把电磁波发射出去也负责接收反射回来的信号。天线座 / 电子扫描控制控制天线往哪个方向 “看”。早期是机械转动天线像摇头风扇叫机械扫描现在很多是电子扫描天线不动通过调整信号相位实现 “波束” 快速转向不用物理转动。2. 发射机负责 “说话”把信号打出去发射机的作用就是产生大功率的电磁波信号每个子模块分工电源整个雷达的 “心脏”给所有部件供电没有它啥都转不起来。调制器给信号 “打上标记”比如把信号变成 “脉冲”像手电筒一开一关的闪光这样才能通过 “闪光” 和 “回光” 的时间差算出目标距离。RF 放大器射频放大器把信号功率放大就像把小声说话变成大喇叭喊话让电磁波能飞出去几百上千公里足够强到被远处目标反射回来。3. 收发开关及滤波器天线的 “切换开关”收发开关雷达用同一个天线发射和接收不能同时干两件事所以需要一个收发开关发射时把天线连到发射机让大功率信号打出去接收时把天线连到接收机让微弱的回波信号进来同时防止发射机的大功率烧坏接收机。滤波器相当于 “过滤网”只让特定频率的雷达信号通过把其他乱七八糟的干扰信号比如别的雷达、手机信号挡在外面。4. 激励器和同步装置整个雷达的 “大脑时钟”这两个是雷达的 “指挥中心”保证所有部件动作同步激励器产生雷达的 “基础信号源”给发射机提供稳定的信号种子也给接收机提供参考信号相当于整个雷达信号的 “基准节拍器”。同步装置给所有模块 “对表”保证发射、接收、处理、显示的每一步都严丝合缝比如什么时候发射脉冲、什么时候开始接收回波都由它统一控制差一毫秒都不行。5. 接收机负责 “听”把回波信号收进来发射机的信号打出去碰到目标反射回来信号会变得极其微弱接收机就是负责把它 “放大、提纯、转换成能处理的信号”RF 前置放大器及混频器前置放大器先把微弱的回波信号放大不然信号弱到后面根本处理不了混频器把高频的雷达信号转换成频率更低的 “中频信号”就像把一首高音质歌曲压缩成低码率方便后续处理同时保留关键信息。中频放大器及相干检波器中频放大器继续放大中频信号同时进一步过滤干扰相干检波器提取信号里的关键信息比如目标的速度利用多普勒效应就像火车靠近时声音变尖、远离时变沉把高频的电磁波信号转换成和目标距离、速度相关的低频信号。A/D 变换器及信号处理器A/D 变换器模数转换器把接收机里的 “模拟信号”连续变化的电压转换成电脑能识别的 “数字信号”0 和 1相当于把录音带里的声音转成电脑里的 MP3 文件信号处理器对数字信号做运算处理比如过滤噪声、计算目标的距离、速度、角度把杂乱的信号变成有意义的数据。补充干扰类型有源干扰 自己主动发射信号去骗人无源干扰 不发射信号只反射 / 遮挡信号二、模拟信号基础知识点1. 正弦波像完美的波浪规律、平滑、没有杂音。作用当载波像一辆空货车用来测试设备、校准频率一句话最纯净的无线电波用来当 “基础货车”。2. 噪声像电视没信号的雪花、收音机里的沙沙声。作用模拟真实环境里的干扰测试信号抗干扰能力一句话无线电世界里的噪音用来模拟真实环境。3. AM / FM / PM 调制你说话的声音不能直接飞很远必须绑在高频无线电波上才能发射。AM调幅改变波的高度来装声音老式中短波电台用缺点容易被噪音干扰FM调频改变波的疏密来装声音我们平时听的收音机 FM 台音质好、抗干扰PM调相改变波的起始位置用途更专业通信、雷达常用一句话AM/FM/PM 把声音 / 信息 “装” 到无线电波上让它能飞很远。4. AGC自动音量控制你离电台近声音不炸耳你离电台远声音不太小它自动把信号强度调到刚刚好一句话无线电版 “自动音量”信号强就变小信号弱就变大。5. 锁相环PLL电台是 100.0 MHz你收音机必须精准对准才能听清。锁相环就是帮你死死抓住正确频率的东西。作用精准产生频率追踪信号频率不跑调、不错台一句话让你的设备 “精准对准电台频率”绝不跑调。6. 模拟解调发射时声音 → 装到电波调制接收时电波 → 把声音拆出来解调解调 把声音提取出来让喇叭播放一句话解调就是 “拆快递”把装在电波里的声音拿出来。三、数字通信核心知识点这些是手机、WiFi、蓝牙、5G 里的功能。数字通信就是把 0 和 1 发过去还要保证不丢、不错、不乱。1. 同步 “对齐节奏”你发数据是滴滴滴按节奏发我收数据必须跟你同一个节奏频率同步咱俩频率一样相位同步咱俩 “拍子” 一样一句话同步 双方 “对表、对节奏”不然收到的全是乱码。2. 均衡 修复 “被搞坏的信号”无线电波在空中飞会被墙反射、被多径干扰、被距离衰减结果信号变形、模糊、拖尾均衡就是把变形的信号修回原样一句话均衡 给信号 “修图”把模糊、变形、被干扰的信号修清楚。3. 帧检测 找 “数据包的开头”数字信号不是一直发而是一包一包发叫帧。每一包都有开头标记。帧检测就是在一堆信号里精准找到 “这一包从哪开始”。一句话帧检测 找数据包的开头不然不知道哪段是有效信息。4. 时钟恢复 接收机自己 “生成节奏”发射端有时钟滴滴滴按固定节奏发接收端看不到发射端的时钟必须自己算出发送端的节奏。时钟恢复 接收机重新造出和发射端一模一样的时钟节拍。一句话时钟恢复 接收端自己 “算出发送端的节拍”保证每一位 0/1 都收对。四、关键概念相位一句话定义相位 波浪现在 “走到哪儿了”就像钟表指针的角度位置。超简单比喻把波当成荡秋千这每一个位置就是相位。荡到最左边荡到中间荡到最右边再回到中间