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2026a

# radareqrng

最大理论距离估计

函数库: TyRadar

# 语法

maxrng = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau)
maxrng = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau, Name = Value)

# 说明

maxrng = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau) 估算出在波长为 lambda 米、脉冲持续时间为 Tau 秒的雷达的理论最大可探测距离 maxrng。信噪比为 SNR 分贝，峰值发射功率为 Pt 瓦。示例

maxrng = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau; Name = Value) 用一个或多个 Name = Value 参数对指定的附加选项来估计理论上的最大可探测距离。示例

# 示例

估计最大可探测距离

估计一个工作在 10 GHz 的单站雷达使用 10 μs 的脉冲时间的理论最大可探测距离。假设接收机的输出信噪比为 6 dB。

using TyRadar
using TyPhasedArray
lambda = physconst("LightSpeed") / 10e9
SNR = 6
tau = 10e-6
Pt = 1e6
maxrng = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau)

maxrng = 41056.55667395366
使用目标 RCS 估计最大可探测距离

估计一个工作在 10 GHz 的单站雷达使用 10 μs 的脉冲持续时间的理论最大可探测距离。目标 RCS 为 0.1 m²。假设接收机的输出信噪比为 6 dB。发射机-接收机的增益为 40 dB。假设损耗系数为 3 dB。

using TyRadar
using TyPhasedArray
lambda = physconst("LightSpeed") / 10e9
SNR = 6
tau = 10e-6
Pt = 1e6
RCS = 0.1
Gain = 40
Loss = 3
maxrng2 = radareqrng(lambda, SNR, Pt, tau; Gain=Gain, RCS=RCS, Loss=Loss)

maxrng2 = 194259.61478904544

# 输入参数

lambda - 雷达工作频率的波长
正标量

雷达工作频率的波长，指定为一个正标量。波长是波的传播速度与频率的比率。单位是米。对于电磁波，传播速度是光速。用 c 表示光速，用 f 表示波的频率（赫兹），波长的方程为：

数据类型： Float

SNR - 接收机的输入信噪比
标量 | 长 J 的实值向量

接收机的输入信噪比（SNR），指定为一个标量或长度为 J 的实值向量。J 是目标的数量。单位是 dB。

数据类型： Int | Float

Pt - 发射的峰值功率
正标量

发射的峰值功率，指定为正标量。单位是瓦特。

数据类型： Float

tau - 单脉冲持续时间
正标量

单脉冲持续时间，指定为一个正标量。单位是秒。

数据类型： Float

# Name = Value 参数对

指定可选的参数对为 Name1 = Value1,...,NameN = ValueN，其中 Name 是参数名称，Value 是相应的值。Name = Value 参数必须出现在其他参数之后，但参数对的顺序并不重要。

RCS - 雷达截面
1 (默认) | 正标量 | 正值的长度为 J 的向量

雷达截面指定为正标量或正值的长度为 J 的向量。J 是目标的数量。目标 rcs 是非波动的（Swerling 模型 0）。单位为平方米。

数据类型： Float

Ts - 系统噪声温度
290 (默认) | 正标量

系统噪声温度，指定为一个正标量。系统噪声温度是系统温度和噪声系数的乘积。单位是开尔文。

数据类型： Float

Gain - 发射机和接收机增益
20 (默认) | 标量 | 实值的 1×2 行向量

发射机和接收机增益，指定为标量或实值的 1×2 行向量。当发射机和接收机共处一地时（单站雷达），增益是一个实值标量。那么，发射和接收的增益是相等的。当发射机和接收机不在同一地点时（双站雷达），gain 是一个 1×2 的行向量，具有实值元素。如果 gain 是一个两元素的行向量，它的形式为 [TxGain RxGain]，代表发射天线和接收天线增益。

例如： [15,10]

数据类型： Float

Loss - 系统损耗
0 (默认) | 标量 | 长度为 J 的实值向量

系统损耗，指定为一个标量。单位是 dB。

例如： 1

数据类型： Float

CustomFactor - 自定义系数
0 (默认) | 标量 | 长度为 J 的实值列向量

自定义损耗系数，指定为标量或长度为 J 的实值列向量。J 是目标的数量。这些系数有助于减少接收的信号能量，可以包括与距离有关的 STC、重叠和波束驻留因素。单位是 dB。

例如： [10 20]

数据类型： Float

unitstr - 估计最大理论距离的单位
"m"（默认）| "km" | "mi" | "nmi"

估计最大理论距离的单位，指定为以下之一。

  • "m" 米
  • "km" 千米
  • "mi" 英里
  • "nmi" 海里

# 输出参数

maxrng - 估计的理论最大可探测距离
正标量

估计的理论最大可探测距离，以正标量形式返回。maxrng 的单位由 unitstr 指定。对于双站雷达，maxrng 是发射机到目标和接收机到目标距离的几何平均值。

# 更多关于

目标点雷达距离方程

目标点雷达距离方程估计了在指定距离内某一特定雷达截面的目标在接收机输入端的功率。该模型是确定性的，并假设各向同性的辐射器。接收机输入处的功率方程为：

其中：

  • - 峰值发射功率，单位为瓦特
  • - 发射天线增益
  • - 接收天线增益。如果雷达是单站的，发射和接收天线的增益是相同的。
  • - 雷达波长（米）
  • - 目标的非波动雷达截面，单位：平方米
  • - 以分贝为单位的一般损耗系数，考虑到系统和传播损耗
  • - 从发射机到目标的距离
  • - 从接收机到目标的距离。如果雷达是单站的，发射机和接收机的距离是相同的。

以分贝表示的项，如损耗和增益系数，以 的形式进入方程，其中 表示变量。例如，默认的损耗系数为 0 分贝，则损耗项为 。

接收机输出噪声功率

接收机输入端的功率方程表示信噪比中的信号项。为了对噪声项进行建模，假设接收机中的热噪声具有白噪声功率谱密度（PSD），其值为：

其中 是玻尔兹曼常数， 是有效噪声温度。接收机作为一个滤波器来塑造白噪声的 PSD。假设幅值平方的接收机频率响应近似于一个矩形滤波器，其带宽等于脉冲持续时间的倒数，。接收机输出端的总噪声功率为：

其中 是接收机的噪声系数。

有效噪声温度和接收机噪声系数的乘积被称为系统温度。这个值用 表示，所以 。

接收机输出信噪比

定义输出信噪比。接收机的输出信噪比为：

你可以用以下公式推导出这个表达式：

理论上的最大可探测距离

计算目标的最大可探测距离。

对于单站雷达，从目标到发射机和接收机的距离是相同的。用 R 表示这个距离，你可以把这种关系表示为：

其中 的解：

对于双站雷达，理论上的最大可探测距离是目标到发射机和接收机的距离的几何平均值。

# 参考文献

[1] Richards, M. A. Fundamentals of Radar Signal Processing. New York: McGraw-Hill, 2005.

[2] Skolnik, M. Introduction to Radar Systems. New York: McGraw-Hill, 1980.

[3] Willis, N. J. Bistatic Radar. Raleigh, NC: SciTech Publishing, 2005.

# 另请参阅

radareqpow | radareqsnr