雷达频段的选择受哪些因素影响

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雷达频率的选择受到若干因素的影响：雷达性能、雷达工作环境、雷达操作平台的物理限制以及成本等。



物理尺寸

用来产生和传输射频功率的硬件尺寸，通常与频率成反比。对于较低的频率，硬件往往又大又重；对于较高的频率，雷达的尺寸要小些，也因此更加轻便、更省空间。然而，有限的空间需要电子设备的排列更为紧密，从而给设计带来一定挑战。





传输功率


由于频率大小会影响到硬件尺寸大小，频率的选择会间接影响雷达传输大功率的能力。雷达发射机能处理的功率水平在很大程度上受到电压梯度和散热要求的限制。因此，较大较重的米波雷达平均传输功率可达兆瓦，而毫米波雷达的平均功率可能只有几百瓦。

很多时候，在可用功率范围内，实际使用的功率是由尺寸、重量、可靠性、成本和探测范围共同决定的。



波束宽度

雷达的角宽度与波长和天线宽度的比值成正比。想要获得给定的波束宽度，波长越长，则天线必须越宽。低频下，需选用非常大尺寸的天线才能产生理想的窄波束。而高频下，小天线就足够了。我们知道，波束越窄，角分辨力也就越高。





大气衰减

无线电波通过大气层，会受到两种个因素影响而衰减：吸收和散射。吸收的主因是氧气(60GHz)和水蒸气(21GHz)。散射几乎完全是凝结的水蒸气（如雨滴）造成的，吸收和散射均随频率增加而明显。

大气衰减在频率不足100MHz时，可以忽略不计；而高于10GHz左右时，大气衰减影响激增。在不使用动目标检测(MTI)的简单雷达中，天气杂波可能会令雷达目标模糊不清。



虽然机载雷达基本不受此影响，但大气衰减对通过电离层的超高频及其以下的雷达信号的影响(衰减、折射、色散和法拉第旋转)也可能相当大。



树叶穿透性能

特定情况下，可能需要机载雷达来探测隐藏在树下的目标。雷达的穿透能力取决于树叶冠层的衰减特性，而衰减特性是随着频率的增加而增强的。实际上，L波段或L波段以下的频率具备叶穿透能力。



分数带宽

雷达分数带宽等于其信号带宽除以中心频率所得出的值。对于一个给定的雷达信号带宽，中心频率越低，则分数带宽越大。大的分数带宽(大于15%)会给雷达硬件，特别是天线带来不少难题。



共享频谱

除了雷达之外，电磁频谱还有其他许多用途，特别是在通信、广播、无线电导航上。国际协议规定了频谱必须分配给不同的用户，因此某些频带是专门分配给某一特定应用的，而其他频段是共享的。

频谱上的用户都希望自己的带宽越大越好，然而电磁频谱是个极其有限的资源。因此，即使有了分配方案，也免不了相互干扰这个问题。