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雷达

课程名称

本“课”是“雷达技术研究院新生培训”,其中“院”也可能是“所”。

杂项

超外差接收机

2024年3月5日。

Superheterodyne receiver - Wikipedia.

超外差是 superheterodyne。

(Canadian inventor Reginald) Fessenden coined the term “heterodyne”, meaning “generated by a difference” (in frequency), to describe this system. The word is derived from the Greek roots hetero- “different”, and -dyne “power”.

至于 super,它则是指频率 supersonic 而设备不会直接出声而已。

散射截面

2024年3月5日。

早期把 radar cross section 译作雷达散射截面“积”,现在一般去掉“积”,甚至直接改称后向散射系数等等。

障碍物线度远小于波长时发生 Rayleigh 散射(\(\sigma \propto \lambda^{-4}\)),接近时谐振(\(\sigma\)\(\lambda\) 敏感而关系复杂),远大于时相当于几何光学去截。

匹配滤波

2024年3月5日。

一般滤波器是为保形不失真,并不改变信噪比;匹配滤波器是为在指定时刻最大化信噪比。两种滤波器目标不同。

杂波下的雷达方程

2024年3月5日。

此处的杂波并非天线接收到的总杂波,而是无法与目标分辨的杂波,即分辨单元内的杂波——方程由此引入了分辨率。

ResNet

2024年3月21日。

ResNet引入残差支路,除了让误差能尽快反向传播到前面,也让最后全连接层同时掌握了各个尺度的特征——若只有卷积层,通常只掌握大尺度特征。虽然卷积层理论上也能训练成恒等映射,从而可以提取小尺度特征,但即使真这样,大部分权重也被浪费了。

数量级

2024年7月17日。

这里存在三个有数量级差异的时间尺度。

  1. 首先是发射信号,本身频率很高。
  2. 其次是 Doppler 效应,其频移会小很多,可能接收信号振动很多次时 Doppler 效应才导致相位改变一周。
  3. 再次是目标保持匀速。即使是变速运动目标,在一定时间范围内目标仍能看作匀速,这时才能谈 Doppler 效应。

通常发射信号频率在 MHz 以上,Doppler 频移在 kHz 量级,帧率在 Hz 量级。这三个时间尺度分别叫快时间、慢时间、帧。把采集到的一串数据 reshape 成三维数组,就是这三个维度。

在快时间匹配滤波能测距(调频连续波体制中这相当于Fourier变换),在慢时间 Fourier 变换能测速。

后备箱

  • 区分 \(\mathrm{B}\)\(\mathrm{dB}\),差的 deci-(from Latin decimus tenth)表示十倍。
  • 雷达是主动式传感器,往返双程导致天线面积、距离等因素的影响翻倍。
  • 关于采样导致的歧义(ambiguity,通译模糊)问题,测距一般只考虑正距离,而测速考虑的速度范围一般正负对称。

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