雷达基频、中频、射频的简单理解

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了雷达基频、中频、射频的简单理解。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

雷达、手机等信号处理基本流程:

雷达只发射合成的信号

中频信号,硬件基础知识,硬件工程

雷达信号基本原理

雷达通常情况下通过发射机发射射频信号,同时接收机接收到的信号也是射频信号。接收到的回波信号,与本振信号经过混频器混频得到中频信号。再对中频信号进行处理得到视频信号。下图为脉冲信号的从射频到中频再到视频的过程。

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 图中,发射信号和回波信号二者的频率并未发生变化,都是射频信号。其中回波信号只是相对于发射信号有一个时延tr,其频率并未改变。接收机接收到的回波信号和本振信号进行混频得到中频信号。再对中频信号进行相应的处理(包络检波等)得到其视频信号。

雷达发射信号:

雷达系统发射的信号只是信息的载体,它并不包含信息,所有的目标信息都蕴含在经目标反射的回波中。故雷达波形对雷达性能具有极大的影响。

雷达射频信号

雷达的发射信号和回波信号二者的频率并未发生变化,都是射频信号。其中回波信号只是相对于发射信号有一个时延tr,其频率并未改变。接收机接收到的回波信号和本振信号进行混频得到中频信号。再对中频信号进行相应的处理得到其视频信号。

中频信号:

发射信号(本振信号)经过通过发射天线辐射出去,遇到障碍物之后发生反射,反射的信号被雷达接收机接收。将发射信号和接收信号相混频,得到中频信号(差拍信号)。中频信号,硬件基础知识,硬件工程

 零中频

早期雷达发射的载波为正弦波,发射和接收的都是实信号,接收后要把目标信息从载波中提取出来,通常的做法是将载频变频到零(通称为零中频)。

下变频

就是将载频频率下移,早期通信系统的调幅接收机将射频信号下移到中频,以方便信号的滤波和放大,然后通过幅度检波(调幅信号的载波只有幅度受调制)得到所需的低频信号

下图为下变频示意图,由图中我们可以看出下变频后信号的频率明显降低。

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 包络检波

 包络检波(envelope-demodulation)是基于滤波检波的振动信号处理方法,尤其对初期故障和信噪比较低的故障信号识别能力强。将一段时间长度的高频信号的峰值点连线,就可以得到上方(正的)一条线和下方(负的)一条线,这两条线就叫包络线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。对于等幅高频信号,这两条包络线就是平行线。 当用一个低频信号对一个高频信号进行幅度调制(即调幅)时,低频信号就成了高频信号的包络线。

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常规:

射频信号RF:

从英文字面上来说,Radio Frequency是无线电频率的意思。严格来说,射频是指频率范围在300KHz~300GHz的高频电磁波。

频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输。频率高于100kHz的电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。

基带,基本频带

基本频带是指一段特殊的频率带宽,也就是频率范围在零频附近(从直流到几百KHz)的这段带宽。处于这个频带的信号,我们成为基带信号。基带信号是最“基础”的信号,信号波形本来的样子。

信源编码

信源编码,说白了,就是把声音、画面变成0和1,理解为AD采集。这些信号会通过基带中的AD数模转换电路,完成采样、量化、编码,变成数字信号。

在转换的过程中,信源编码还需要进行尽可能地压缩,以便减少“体积”。
对于音频信号,我们常用的是PCM编码(脉冲编码调制,上图就是)和MP3编码等。在移动通信系统中,以3G WCDMA为例,用的是AMR语音编码。
对于视频信号,常用的是MPEG-4编码(MP4),还有H.264、H.265编码。大家应该也比较熟悉。

信道编码

信道编码,和信源编码完全不同。信源编码是减少“体积”。信道编码恰好相反,是增加“体积”。
信道编码通过增加冗余信息,对抗信道中的干扰和衰减,改善链路性能。类似增加校验等编码信息。

 调制

调制,简单来说,就是让“波”更好地表示数字量0和1(编码后的数),最基本的调制方法,就是调频(FM)、调幅(AM)、调相(PM)。如下图所示,就是用不同的波形,代表0和1。 

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