技術概述

        從20 世紀60 年代開始，人們對超寬帶雷達在冰層探測成像、地面透視等方面作了大量的研究工作。進入90 年代，人們對其在軍事方面的應用產生了極大的興趣。美國于1992 年把發展超寬帶雷達列入國防部計劃，1994 年完成了超寬帶目標顯示技術的研究工作。美軍目前已建立了超寬帶雷達基地，用于海上警戒和叢林目標探測。目前許多國家都積極開展超寬帶雷達的研究工作，其中美國和俄羅斯一直處于世界領先水平。

1、超寬帶雷達的定義

        超寬帶是就信號的相對帶寬而言的，當信號的帶寬與中心頻率之比大于25％時稱為超寬帶(UWB)信號，在1％與25％之間為寬帶（WB) ，帶寬與中心頻率之比小于1％稱為窄帶（NB）。

        所謂超寬帶雷達，即工作帶寬大于或等于其中心頻率25％的雷達。典型的超寬帶雷達的基本組成由波形產生器、發射機、接收機、收/發天線和信號處理機等部件組成。波形產生器產生超寬帶信號波形，比如沖擊脈沖、線形調頻脈沖壓縮信號、隨機噪聲等。沖擊信號可采用單個脈沖、一個或幾個周期正旋波，發射脈沖寬度為納秒量級，從而獲得超寬帶信號。線形調頻脈沖壓縮信號，通過加大調頻帶寬，可以獲得超寬帶信號，隨機噪聲信號是比較理想的超寬帶信號．但接收、匹配處理比較困難，有待進一步研究。

2、超寬帶雷達的優越性

        超寬帶雷達是雷達技術領域的一個革命性觀念，與常規窄帶雷達系統相比，超寬帶留達具有以下優越性能；

        （1）超寬帶雷達信號兼有低頻和寬頻帶的特點，對樹葉和地表具有較強的穿透能力，可以探測森林中的隱藏目標，這使得超寬帶留達適合用作觀測隱蔽的目標。

        （2）抗干擾性能好。因為在進行超寬帶干擾時，必須要加大干擾的頻帶寬度，這就會降低干擾信號的功率譜密度，使干擾的效果減弱。

        （3）低截獲概率。普通雷達信號的截獲接收機覆蓋范圍小于超寬帶雷達的工作頻率范圍，只能接收到部分雷達信號，無法獲取雷達的完整參數，因而不能有效地檢測超寬帶雷達信號。

        （4）超寬帶信號距離分辨力極高。超寬帶雷達的相對帶寬大，可以分辨目標的主要散射點，多個強散射點的目標回波信號積累．可以改善信噪比，使其分辨率達到厘米最級。

        （5）具有良好的目標識別能力。由于雷達發射脈沖的短時性，可以使目標不同區域的響應分離，使目標的特性突出，借此可進行目標的識別；此外，由于信號寬譜特性，可以激勵起目標的各種響應模式，這也有助于目標識別。

        （6）超近程探測能力，常規窄帶雷達在探測超近程目標時存在超寬帶雷達是工作帶寬大干或等于其中心頻率25％的雷達近程盲區，超寬帶雷達的脈沖寬度極窄，其最短探測距離與距離分辨率大致相等，所以可超近程探測目標。這種近距離探測雷達可用于導彈引信起爆、飛行器編隊位置保持及防撞裝置等。

3、超寬帶雷達的發展趨勢

        盡管超寬帶雷達經過了很長時間的發展，各項技術逐漸成熟，但是建造超寬帶雷達系統的困難是多方面的，一些技術難點有待進一步的解決，目前的主要問題如下：

        （1）天線設計。由于超寬帶雷達的輸出帶寬相對較寬，而帶寬與天線的輸出功率成反比，為提高超寬帶雷達的性能，必須加強對超寬帶雷達的天線設計，要求饋源有較高的場強并保持一定的帶寬．使其滿足實際使用的功率要求。

        （2）由于超寬帶雷達的信號帶寬相對較寬，所以存在功率源和接收方向上的電磁干擾處理問題。

        （3）為了增大超寬帶雷達的作用距離，比如10千米以上的距離，需要非常高的峰值輸出功率，而且隨著距離的增加，峰值功率將急劇的增加，這對發射機的要求就非常高，現在難以達到，不斷完善的光學激勵開關很可能是不久的將來解決沖擊脈沖功率向題的一種方法。

        （4）在頻譜上存在對普通用戶干擾問題。未來新一代的超寬帶雷達系統將是重量輕、結構緊湊的、能提供高質量數據且容易解釋的雷達系統。機載遠程超寬帶雷達探測器為未來超寬帶雷達發展提供了高分辨率、目標成像和識別可能性。超寬帶雷達是超寬帶技術的一種應用，具有很廣闊的應用前景，是一種非常值得研究的技術，將會得到更加廣泛的應用。