【雷达基础知识】-------德雅村支书第二更（浅谈dB的计算以及波段的划分[L,S,C,X等波段]）（原创内容，转载请标注德雅村支书）

1. 关于分贝（dB）

分贝的定义为“The decibel (symbol: dB) is a unit of measurement used to express the ratio of one value of a physical property to another on a logarithmic scale”[1], 从字面的理解就是以对数的方式来表示功率比的比值

$a =10log_{10}(\frac{P_{1}}{P_{2}})$

其中 $a$ 表示dB数， $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 表示被比较的功率电平，如果它们的比值为100，则用分贝表示为20dB;

分贝最早源于电话的衰减，标准电话线上一公里的损失和1分贝几乎相同[2],同样的一分贝对应的听觉门限接近于人耳能够辨识度音频功率电平的最低比值，因为dB在无线通信领域广泛的使用，也因此可以应用于雷达中。

常见数值的乘法和除法对应于分贝的加法和减法，数值的幂运算对应于分贝的乘法，举个例子200 = 2*100；200对应的分贝为23dB，100对应的分贝为20dB，2对应的分贝为3dB，23 = 10*2+3;分贝的优点在于可以用一个小的数字表示一个较大的十进制数值。

有两个表格可以帮助快速记忆分贝转变十进制数和十进制数转化为分贝数

功率比	dB
1	0
10	10
1000	30
1 000 000	60
1 000 000 000	90

dB	功率比
0	1
1	1.25
2	1.6
3	2
4	2.5
5	3.2
6	4
7	5
8	6.3
9	8

有人可能要问当进行小数位的分贝进行计算时需要怎样进行，这里给出一个简单的公式：

功率比 = 1+dB的分数/4,

举个例子，1/2dB对应的功率比为1+0.5/2=1.125,类似地0.6dB对应的功率比为1.15,0.2dB对应的功率比为1.05；

当然对于功率比小于1的情况，将功率比的分子分母交换加个负号即可（方法与前述相同）。

2 雷达的常用波段问题

当我们去听一些专业的军事分析，比如说萨德反导系统安置在韩国的那一段时间经常会听到“X波段雷达”这样类似地报道，当然根据波段、雷达方程结合一些其他的知识可以对雷达系统的探测距离等参数进行估计，这里不延伸展开探讨，感兴趣的可以自己进行仿真或者私信我。

雷达的工作频率低至几兆赫兹高至300万GHz，但是一般情况下集中于几百兆Hz到100GHz之间，低频段的雷达主要为超视距雷达，可用于电离层高度的测量和检测超远距离的目标，高频段的激光雷达，它们的频段位于可见光内，测量的精度高。通常情况下可用下表展示

字母标志	频段范围（GHz）
UHF	<1
L	1-2
S	2-4
C	4-8
X	8-12
Ku	12-18
K	18-27
Ka	27-40
毫米波	40-100

U，V，W对应的为40-60,60-80以及80-100GHz；关于波段的划分各种专业书籍上可能略有差异[3]，但是整体差异不大。

用一个快速的计算公式可以计算波长，用厘米表示的波长等于30除以用GHz表示的频率，举个例子，3GHz对应的波长为30/3=10cm；同样的10cm对应的的频率为30/10=3GHz。

一般而言雷达发射硬件的尺寸与波长成正比，像超视距的预警雷达的体积一般较大，而像战斗机上的雷达尺寸相对于预警雷达则较小，在低频率情况下大气的衰减较小，特别是小于0.1GHz，大气衰减可以忽略，而随着波长的减小，衰减更加严重。同样的频率的选择也取决于着波束宽度、环境噪声以及多普勒偏移这些因素[2]。

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel

[2] GeorgeW.Stimson. (2005). 机载雷达导论. 电子工业出版社.

[3] Merrill I. Skolnik. (2014). 雷达系统导论 (第3版). 电子工业出版社.

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