Question

雷达的原理

Answer 1

雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。
雷达，是英文Radar的音译，源于radiodetectionandranging的缩写，意思为“无线电探测和测距”，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。
因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。
雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

Answer 2

雷达的工作原理是：雷达设备发射电磁波信号后，如果有目标物体碰到雷达信号就会反射回波，雷达接收器就会接收到回波信号，回波信号包含了目标的距离、方向和速度信息，雷达天线接收反射波后送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息，根据雷达发射波束还能测得出目标的角度。

雷达广泛应用于社会各个领域中，譬如汽车的倒车雷达装置。

倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，在倒车时，自动启动倒车雷达，不用回头看就可以知道车后有没有障碍物，是以声音或者更直观的显示监测告诉贺驶员车辆周围的障碍物，可以弥补驾驶员视野看不到的死角和视线模糊的地方，使停车和倒车更容易、更安全。

倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，可以全天候、全天时工作的特点，并有一定的穿透能力。

倒车雷达装置装在驾驶台上，它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提醒司机对障碍物的靠近，及时停车。

Answer 3

认知雷达(Cognitive Radar)

认知雷达的概念由Simon Haykin于2006年正式提出，指出它是新一代雷达系统的重要标志。

根据认知的定义，雷达要成为认知雷达，则需要具备某些特点和能力，例如感知环境的能力，智能信号处理的能力，存储环境和目标回波信息的能力，接收到发射闭环反馈的特点，也就是要理解和适应环境。

过程描述

首先，通过对先验知识库采用先进的信号处理方法，学习得出目标和环境的多域(时频域/空域/极化域等)特征，从而自适应调整发射和接收方式，更好的检测目标并抑制干扰，并且在环境改变(例如被干扰)的情况下能及时作出调整，形成一个闭环雷达系统。

虽然讲起来比较好理解，但是做起来却很难，是需要众多领域的研究人员进行各个关键技术的攻克才会逐渐完善的。这里简单介绍，希望可以给感兴趣的你一点点启发。

关键技术

我们知道雷达的发射和接收方式通常是固定的，是由雷达的任务与应用场景事先设计好的，包括雷达体制、波形参数、信号处理方式等。固定的雷达体制和工作模式制约了雷达性能的进一步提升。

随着电磁环境日渐复杂，传统雷达通常采用的应对干扰的技术力不从心了。对于认知雷达，它通过提取和学习目标和环境的多域特征，可以判定干扰性质，识别干扰样式，从而采取具有针对性的对抗措施，做到知己知彼。

与常规的自适应雷达主要集中在接收部分的处理不同，认知雷达则需要将接收的自适应处理后的信息反馈给发射机，从而优化发射波形参数，它是一个闭环系统。

这本书有中文译版《认知雷达：知识辅助的全自适应雷达》，主要内容包括认知雷达的基本理论、雷达特点和性能优化、系统构成及实时高性能嵌入式计算结构等。

第1章 绪论

　1.1 什么是“认知”雷达？

　1.2 认知雷达结构的功能单元和特性

　1.2.1 自适应发射能力

　1.2.2 知识辅助处理

第2章 最优多输入多输出（MIMO）雷达

　2.2 发射和接收功能的联合优化情况Ⅰ：最大化SINR

　2.3 发射和接收功能的联合优化情况Ⅱ：最大化信杂比

　2.4 最优MIMO目标识别

　2.5 带约束的最优MIMO雷达

第3章 自适应多输入多输出（MIMO）雷达

　3.2 与发射信号无关的信道估计

　3.3 动态：MIMO校准

　3.4 与发射信号有关的信道估计

　3.5 DDMA MIMO STAP方法的理论性能边界

第4章 知识辅助自适应雷达介绍

　4.1 知识辅助雷达的需求

　4.2 知识辅助雷达导论：回到“贝叶斯学派”

　4.3 实时知识辅助雷达：DARPA的KASSPER项目

第5章 总结

　5.1 认知雷达：全自适应的知识辅助方法

　5.2 未来的研究和发展方向

Answer 4