2 相关技术简介

2.1 雷达工作原理及分类

雷达概念形成于20世纪初。雷达(Radar)意为无线电检测及测距，是利用微波波段的电磁波探测目标的电子设备。

虽然各雷达具有不同的用途和结构，但基本形式基本一致，基本部分包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。除此之外，还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达的作用与眼睛类似，只是以信息载体为无线电波的雷达不是大自然的杰作。 事实上，可见光以及无线电波在本质上是同一种东西，即电磁波的传播的速度都是光速C,只是它们所占据的波段不尽相同。其工作原理是利用雷达设备的发射机的天线把电磁波能量射向空间中特定方向，处在此方向上的物体将碰到的电磁波反射回去；反射波由雷达的接受天线接收，并被送至接收设备进行处理，以提取该物体的相关信息(包括目标至雷达的距离，距离变化率及径向速度、方位、高度等)。

距离的测量实际是由发射脉冲与回波脉冲之间的时间差计算，因为电磁波以光速传播，就能计算距目标的精确距离。

方位的测量是利用天线的尖锐方位波束，其中仰角靠窄的仰角波束测量。根据天线的仰角和距离就能得到目标高度。

速度的测量是雷达根据自身与目标间的相对运动而产生的频率多普勒效应。雷达接收的目标回波频率与雷达的发射频率有所不同，二者的差值为多普勒频率。雷达与目标的距离变化率是可以从多普勒频率中提取的主要信息之一。当目标回波与干扰杂波同时存在于雷达的分辨单元内时，雷达可以利用它们之间的多普勒频率差值从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达探测远距离的目标的能力不受白天黑夜的影响，且雾、云和雨对其的影响也相对较小，具有全天候、全天时的特点以及一定的穿透能力。因此，在军事上，它可以说是必不可少的电子装备，且亦广泛地应用于日常生活(如气象预报、资源探测、环境监测等)及科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。合成孔径雷达是当今遥感技术中十分重要的传感器。而以地面为目标的雷达甚至能将地面的精确形状绘出。其空间分辨力的范围为几米到几十米，且不随距离降低。此外，雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也具备了很好的应用潜力。

雷达种类很多，可按多种方法分类：

（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。

（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。

其中，相控阵雷达作为一种新型有源电扫阵列多功能雷达，在具有传统雷达的功能的同时，兼具了其它的射频功能。有源电扫阵列最为突出的特点是能直接向空中辐射和接收射频能量。这是其在与机械扫描天线系统相比时，体现出了许多显著的优点。文献综述

2.2 UWB雷达的介绍

近年来，无线通信领域的飞速发展在给人们生活带来了极大的便捷的同时，也使无线频谱的资源分配成为了一个亟待解决的问题。基于人们对高速、高质量、低功耗和低成本的无线通信传输方法的不断追求，超宽带技术（(Ultra Wideband，UWB）成为了无线通信领域的研究重点。