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雷达频率特性 什么是特征频率/截止频率

来源:朵拉利品网  |  2020-03-26 07:13:38

1, 什么是特征频率/截止频率



特征频率是表征晶体管在高频时放大能力的一个基本参量。如对于双极型晶体管和场效应晶体管而言,是指其电流放大系数下降到1时的频率;对于用作检波、开关等的无源二极管而言,是指其阻抗下降到很小、不能吸收信号功率时的频率。
截止频率,即当保持输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,即用频响特性来表述即为-3dB点处即为截止频率,它是用来说明频率特性指标的一个特殊频率。在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。
开环截止频率与闭环截止频率的关系:开环截止频率也称为剪切频率,是开环幅频特性中,幅频特性曲线穿越0dB线的频率,记为ωc;闭环截止频率也称为带宽频率,是指当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3dB时,对应的频率,记作ωb。
开环截止频率与闭环截止频率具有同向性。开环截止频率与闭环截止频率是两个完成不同的物理量,分别用于描述开环系统和闭环系统的幅频特性,但它们之间又存在一定的相关性,即:开闭截止频率与其单位负反馈的闭环截止频率是同向增大的。且具有如下关系:ωb>;ωc。
参考资料来源:百度百科——特征频率
参考资料来源:百度百科——截止频率

2, 什么是特征频率/截止频率



在实际的放大电路中总是存在一些电抗性元件,如电感、电子器件的极间电容以及接线电容与接线电感等。因此,放大电路的输出和输人之间的关系必然和信号频率有关。放大电路的频率响应所指的是,在输入正弦信号情况下,输出随频率连续变化的稳态响应。当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。用它来说明电路频率特性指标.在放大器电路中,在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
截止频率fβ、fα 当β下降到低频时0.707倍的频率,就是共发射极的截止频率fβ;当α下降到低频时的0.707倍的频率,就是共基极的截止频率fαo fβ、fα是表明管子频率特性的重要参数,它们之间的关系为: fβ≈(1-α)fα。
晶体管的工作频率超过截止频率fβ或fα时,其电流放大系数β值将随着频率的升高而下降。特征频率是指电流增益β值降为1时晶体管的工作频率。它是表征晶体管在高频时放大能力的一个基本参量.由于特征频率与电流有关,故必须考虑它随电流分布关系。
通常将特征频率fT小于或等于3MHz的晶体管称为低频管,将fT大于或等于30MHz的晶体管称为高频管,将fT大于3MHz、小于30MHz的晶体管称为中频管。
以单管共射电路为例,影响放大电路频率响应的因素有很多,具体见如下表:
晶体管的特征频率和半导体材料,制造工艺以及晶体管的类型(NPN或PNP,NMOSFET, PMOSFET或JFET)等因素有关.例如,IBM公司采用SiGe材料和130nm工艺,可制造出特征频率为200GHz的微波晶体管. 设计师利用这一性能可以实现盲区检测用的24GHz雷达、汽车碰撞告警或先进巡航控制用的77GHz雷达系统。

3, 毫米波雷达的原理和优点是什么?高手回答啊!



1、原理
毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡,设其频率为f0,经隔离器加至环行器,再由天线定向辐射出去,并在空间以电磁波形式传播,当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。
如果目标是运动的,则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比的多普勒频率fd,使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+”,目标远离飞行取“%”),此回波被天线接收下来,经环行器加至混频器,在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频。
混频器为非线性元件,其输出有多种和差频率,如fd,f0±fd,2f0±fd,…,等,经前置放大器选频得多普勒信号(频率为fd),再经长电缆(长50~100m)送至预处理系统的主放大器,主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益,自动增益控制用来增加放大器的动态范围。
2、优点
(1)小天线口径、窄波束:高跟踪和引导精度;易于进行低仰角跟踪,抗地面多径和杂波干扰;对近空目标具有高横向分辨力;对区域成像和目标监视具备高角分辨力;窄波束的高抗干扰性能;高天线增益;容易检测小目标,包括电力线、电杆和弹丸等。
(2)大带宽:具有高信息速率,容易采用窄脉冲或宽带调频信号获得目标的细节结构特征;具有宽的扩谱能力,减少多径、杂波并增强抗干扰能力;相邻频率的雷达或毫米波识别器工作,易克服相互干扰;高距离分辨力,易得到精确的目标跟踪和识别能力。
(3)高多普勒频率:慢目标和振动目标的良好检测和识别能力;易于利用目标多普勒频率特性进行目标特征识别;对干性大气污染的穿透特性,提供在尘埃、烟尘和干雪条件下的良好检测能力。
(4)良好的抗隐身性能:当前隐身飞行器上所涂覆的吸波材料都是针对厘米波的。根据国外的研究,毫米波雷达照射的隐身目标,能形成多部位较强的电磁散射,使其隐身性能大大降低,所以,毫米波雷达还具有反隐身的潜力。
适用需求:
(1)高精度多维搜索测量:进行高精度距离、方位、频率和空间位置的测量定位。
(2)雷达安装平台有体积、重量、振动和其它环境的严格要求:毫米波雷达天线尺寸小、重量轻,容易满足便携、弹载、车载、机载和星载等不同平台的特殊环境要求。
(3)目标特征提取和分类识别:毫米波雷达高分辨力、宽工作频带、大数值的多普勒频率响应、短的波长易获得目标细节特征和清晰轮廓成像等特点,适于目标分类和识别的重要战术要求。
(4)小目标和近距离探测:毫米波短波长对应的光学区尺寸较小,相对微波雷达更适于小目标探测。除特殊的空间目标观测等远程毫米波雷达外,一般毫米波雷达适用于30 km 以下的近距离探测。
(5)抗电子战干扰性强:毫米波窗口可用频段宽,易进行宽频带扩频和跳频设计。同时针对毫米波雷达的侦察和干扰设备面临宽频带、大气衰减和窄波束等干扰难题,毫米波雷达相对微波雷达具有更好的抗干扰能力。
参考资料来源:搜狗百科-毫米波雷达

名词解释


截止频率

在物理学和电机工程学中,一个系统的输出信号的能量通常随输入信号的频率发生变化(频率响应)。截止频率(英语:Cutoff frequency)是指一个系统的输出信号能量开始大幅下降(在带阻滤波器中为大幅上升)的边界频率。

晶体管

晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。 2016年,劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队打破了物理极限,将现有的最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm,完成了计算技术界的一大突破。

特征频率

振动系统的特征频率是表征振动系统振动状态的参量。又叫振动系统的简正频率。

 
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