技术概述

        从20 世纪60 年代开始，人们对超宽带雷达在冰层探测成像、地面透视等方面作了大量的研究工作。进入90 年代，人们对其在军事方面的应用产生了极大的兴趣。美国于1992 年把发展超宽带雷达列入国防部计划，1994 年完成了超宽带目标显示技术的研究工作。美军目前已建立了超宽带雷达基地，用于海上警戒和丛林目标探测。目前许多国家都积极开展超宽带雷达的研究工作，其中美国和俄罗斯一直处于世界领先水平。

1、超宽带雷达的定义

        超宽带是就信号的相对带宽而言的，当信号的带宽与中心频率之比大于25％时称为超宽带(UWB)信号，在1％与25％之间为宽带（WB) ，带宽与中心频率之比小于1％称为窄带（NB）。

        所谓超宽带雷达，即工作带宽大于或等于其中心频率25％的雷达。典型的超宽带雷达的基本组成由波形产生器、发射机、接收机、收/发天线和信号处理机等部件组成。波形产生器产生超宽带信号波形，比如冲击脉冲、线形调频脉冲压缩信号、随机噪声等。冲击信号可采用单个脉冲、一个或几个周期正旋波，发射脉冲宽度为纳秒量级，从而获得超宽带信号。线形调频脉冲压缩信号，通过加大调频带宽，可以获得超宽带信号，随机噪声信号是比较理想的超宽带信号．但接收、匹配处理比较困难，有待进一步研究。

2、超宽带雷达的优越性

        超宽带雷达是雷达技术领域的一个革命性观念，与常规窄带雷达系统相比，超宽带留达具有以下优越性能；

        （1）超宽带雷达信号兼有低频和宽频带的特点，对树叶和地表具有较强的穿透能力，可以探测森林中的隐藏目标，这使得超宽带留达适合用作观测隐蔽的目标。

        （2）抗干扰性能好。因为在进行超宽带干扰时，必须要加大干扰的频带宽度，这就会降低干扰信号的功率谱密度，使干扰的效果减弱。

        （3）低截获概率。普通雷达信号的截获接收机覆盖范围小于超宽带雷达的工作频率范围，只能接收到部分雷达信号，无法获取雷达的完整参数，因而不能有效地检测超宽带雷达信号。

        （4）超宽带信号距离分辨力极高。超宽带雷达的相对带宽大，可以分辨目标的主要散射点，多个强散射点的目标回波信号积累．可以改善信噪比，使其分辨率达到厘米最级。

        （5）具有良好的目标识别能力。由于雷达发射脉冲的短时性，可以使目标不同区域的响应分离，使目标的特性突出，借此可进行目标的识别；此外，由于信号宽谱特性，可以激励起目标的各种响应模式，这也有助于目标识别。

        （6）超近程探测能力，常规窄带雷达在探测超近程目标时存在超宽带雷达是工作带宽大干或等于其中心频率25％的雷达近程盲区，超宽带雷达的脉冲宽度极窄，其最短探测距离与距离分辨率大致相等，所以可超近程探测目标。这种近距离探测雷达可用于导弹引信起爆、飞行器编队位置保持及防撞装置等。

3、超宽带雷达的发展趋势

        尽管超宽带雷达经过了很长时间的发展，各项技术逐渐成熟，但是建造超宽带雷达系统的困难是多方面的，一些技术难点有待进一步的解决，目前的主要问题如下：

        （1）天线设计。由于超宽带雷达的输出带宽相对较宽，而带宽与天线的输出功率成反比，为提高超宽带雷达的性能，必须加强对超宽带雷达的天线设计，要求馈源有较高的场强并保持一定的带宽．使其满足实际使用的功率要求。

        （2）由于超宽带雷达的信号带宽相对较宽，所以存在功率源和接收方向上的电磁干扰处理问题。

        （3）为了增大超宽带雷达的作用距离，比如10千米以上的距离，需要非常高的峰值输出功率，而且随着距离的增加，峰值功率将急剧的增加，这对发射机的要求就非常高，现在难以达到，不断完善的光学激励开关很可能是不久的将来解决冲击脉冲功率向题的一种方法。

        （4）在频谱上存在对普通用户干扰问题。未来新一代的超宽带雷达系统将是重量轻、结构紧凑的、能提供高质量数据且容易解释的雷达系统。机载远程超宽带雷达探测器为未来超宽带雷达发展提供了高分辨率、目标成像和识别可能性。超宽带雷达是超宽带技术的一种应用，具有很广阔的应用前景，是一种非常值得研究的技术，将会得到更加广泛的应用。