python夹角余弦雷达图_雷达导论PART-II.1 无线电波与交变电流信号

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今天开始进入第二篇-必要的准备知识,全部的篇章结构见我的第一篇文章“雷达导论 引言”。第二篇有3个章节,如下图所示,分别是第4章-无线电波与交变电流信号、第5章-用一种非数学的方法理解雷达、第6章-雷达的数学预备知识。

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今天先讲第4章,照例先上目录,如下图所示。

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4. 无线电波与交变电流信号

4.1 无线电波的本质

  • 4.1.1 电场和磁场
  • 4.1.2 电磁辐射
  • 4.1.3 天线是如何辐射能量的
  • 4.1.4 电磁场的可视化

4.2 无线电波的特性

  • 4.2.1 速度
  • 4.2.2 方向
  • 4.2.3 极化
  • 4.2.4 强度
  • 4.2.5 波长
  • 4.2.6 频率
  • 4.2.7 周期
  • 4.2.8 相位

4.3 总结

大家首先要明确无线电波与电磁波的关系,下图为电磁波的频段划分图,可以看出无线电波属于电磁波,它只占了其中的一段频率。

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那无线电波又分为哪几个频段呢,见下图所示。而雷达波又处于无线电波的超高频频段。

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雷达波的频率属于涉密信息,为了保密,雷达波的频段用一些字母来代替,如下图所示。雷达的频段会在第三篇再展开介绍。

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其实,第4章的内容高中物理就都讲过了,把4.2.3极化那一章的知识补上即可。所以直接进入章末。

扩展阅读:

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本章的问题如下:

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  1. 天线是如何辐射能量的?

答:见原书4.1.3节,以偶级天线为模型来解释了天线辐射能量的原理。

2. 什么是衍射?

答:见高中物理。

3. 解释极化是什么意思。

答:极化是一个用来描述场的方向的专业术语。为了方便起见,将施加在带电粒子的电场方向作为极化方向。当电场的方向是垂直时,该电磁波被说成垂直极化;而当电场的方向水平时,该电磁波被说成水平极化。

如果天线的极化(方向)与波的极化相同,则放置在波的传播途径上的接收天线就可以从波中取出最大的能量。如果极化不相同,则取出的能量就会减少为正比于二者夹角的余弦。

4. 电磁波在自由空间中以什么速度传播?如果无线电波在地球大气中传播,会有什么不同呢?

答:光速

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Ke为介电常数,

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为什么图片大小不能自由调节。。。

所以,严格地说在地球大气中,光速等于2.977122×108 m/s,当然这个数值还会随着压强和温度的改变有微小的变化。

5.用草图表示无线电波的波长和频率。注意正确标记图形的坐标轴。

答:

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6. 如果雷达系统工作在传输频率为3GHz的情况下,波长是多少(光速可以取为3×10^8m/s)?

答:10cm。

7. 工作频率为3GHz的雷达系统的发射周期是什么?

答:0.33ns。

8. 描述导致无线电波改变方向的三种机制。

答:反射、折射、衍射。

9. 描述信号相位的含义

答:见高中物理。

这一章的内容很基础,我想读者至少都有高中学历,并且大部分应当读完了大学数学和大学物理,所以太基础的问题就不做解答了。

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