我们知道,所谓宽带窄带,说的都是带宽的大小,而说到带宽,我们需从信号频谱说起。
一、信号频谱简释
这里直接说结论,想详细了解的话,请参考阅读《信号与系统》这本书。一个实际使用的信号,由于其连续非周期的,因此,他的频谱是非周期连续。也就是说这个信号无论是发射还是接收,它的频率实际上不可能只在某几个或者某些个频率上有,而是会在所有的频率上都有值,只是各个频率上的值不同而已,在我们常说的频率(也就是载波频率)上的功率最高,在其两端慢慢变小,且有起伏。所以我们在实际中处理信号时,选择我们需要处理的频率段,这也就是我们所说的信号频率带宽。一般带宽的选择按照功率的大小进行选择,常见的是按照最大功率的一半来选取。
二、概念解析
这里所说的宽带和窄带的概念,就是指我们选择的带宽是宽还是窄。
宽带和窄带是一个相对的概念,并没有一个绝对定义的值。相对于载频的频率来说,某个信号的带宽显得比较宽,他就是宽带,显得比较窄,它就是窄带。目前使用的宽带信号,其带宽可能达到载波频率的10%左右,而窄带则会小的多,可能1%甚至可能0.01%。
而在同一部雷达中,宽带和窄带两者也是相对的。需要高分辨时用宽带,需要高信噪比时用窄带。
而在不同雷达中,宽带和窄带其实可以比较的就是分辨率好坏,但是和工程实践有关,有可能好的雷达的低分辨(低带宽)也会比一般雷达的高分辨(高带宽)还要好一些。
三、使用场景
对于一部雷达来说,宽带信号相对于窄带信号来说可以进一步提高分辨率(这里指距离分辨率),而分辨率就很需要结合场景来看,比如,分辨弹头和伴飞物就需要高分辨,而在民航中,由于飞机不可能飞得很近,则不需要很高的分辨率。因此,需要用什么带宽需要根据使用要求或者说甲方的需求来选择。
从另一个角度来说,窄带也有其自身的优势。目标的检测能力和信噪比有关,同种条件下,信号功率是一致的,而噪声是均匀随机的,这时候再来考虑信噪比:如果噪声功率降低了,是不是信噪比就提高了,那么在器件选定的情况下,怎么降低噪声呢?答案是降低带宽。将接收机的带宽降低,是信号能够完全通过即可。这种方法相对于宽带信号来说,噪声功率是小的,因此它的信噪比会高一些,信噪比高则容易检测到目标。因此,在雷达处于搜索状态时,一般都会用窄带信号,以利于从更远距离来发现目标。那么这里还有一个问题,在用宽带信号时,是不是发现距离就变小了呢?理论上是如此,但是在实际中,如果必须要用宽带来搜索,也会增加脉冲数,通过脉冲积累来补偿宽带带来的信噪比损失,使雷达的作用距离不变,但是它付出了时间资源的代价。
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