帶寬的定義

通常，這里說的帶寬是指在電路、組件頻率響應或信號功率譜-3dB點之間的差值。對于一個正弦脈沖信號，脈寬的倒數近似為-3dB信號帶寬。當然也有用信號所占有的頻率范圍來定義信號帶寬，也就是用最高頻率減去最低頻率 (FH-FL)。

其他帶寬定義包括X dB帶寬，具體定義見下圖。另外，平時也會遇到“工作帶寬”、“瞬時帶寬”等說法。雷達工作帶寬常常是指該雷達可能工作的頻率范圍，例如我們常聽到的S波段雷達、X波段雷達或者毫米波雷達等，是指雷達工作時的頻率在該范圍內。

瞬時帶寬往往指雷達信號帶寬，根據雷達模式從幾MHz~幾百MHz。對于相控陣雷達，瞬時帶寬會受到一定的限制。當信號具有一定帶寬時，以中心頻率設計的移相器波控碼不變，對相位的權值不變，但由于相對于中心頻率的偏離，會導致波束掃描的指向會發生偏離。另外，在接收寬帶信號時，由于孔徑渡越時間的限制，陣列兩端的信號不能同時相加，會導致波形展寬。也就是說要實現相控陣天線的大瞬時帶寬，需要解決上述問題。

窄帶、寬帶和超寬帶

并不是說帶寬小的就是窄帶或者帶寬大的就是寬帶、超寬帶，所謂窄帶寬帶超寬帶是基于相對帶寬來說的，相對帶寬是用帶寬除以中心頻率獲得的。從James D. Taylor的“Ultrawideband Radar: Applications and Design”的書中找到了有價值的參考依據。大家可以看到不同的來源對超寬帶雷達的定義略有不同。

在Wick的“Principles of Waveform Diversity and Design”的書中給出了窄帶、寬帶和超寬帶的定義，該書中將雷達通信和電子戰對帶寬的定義稍作區別對待，且看下表。

昨日文章《從大氣衰減圖，看毫米波雷達的常用頻段》中提到“77GHz頻段比24GHz頻段的帶寬更寬、波長更短，分辨能力能提升三倍以上”是指若相對帶寬的要求相同時，77GHz頻段可用的帶寬可以比24GHz頻段大三倍以上。并不是說所有的77GHz頻段雷達就比24GHz頻段的分辨率高三倍以上，還是要看具體雷達的信號帶寬等參數。

超寬帶無線通信系統

超寬帶無線通信信號占用極寬的頻帶，可與其他通信系統共享頻譜資源，功率譜也可以做到極低，從而不去干擾其他通信系統，它是短距離無線通信領域研究的熱點，例如智能交通、消防、軍事通信等。超寬帶無線通信有脈沖體制和載波體制兩種。

脈沖體制的超寬帶通信技術采用基帶窄脈沖信號，無需進行載波的調制和解調，通過脈沖序列攜帶信息，可以做到系統簡單、功耗低，信號穿透能力還挺強。

信息調制到基帶窄脈沖序列上的技術主要有跳時技術、脈沖位置調制技術以及脈沖極性調制技術等。信號檢測的方法一般有峰值檢測法、能量檢測法和相關檢測法等。

在發送端用與信道沖激響應相匹配的濾波器對發射信號進行預濾波，可以使接收信號更加集中，達到簡化接收機機構，提高信息傳輸速率的作用。在接收端可以進行高速采樣和低精度量化成數字信號再檢測。

脈沖體制的超寬帶信號需要滿足的條件有兩個：帶寬和功率。峰值功率下降10dB時相對帶寬大于20%，或者絕對帶寬大于500MHz。另一個條件就是有效全向輻射功率(EIRP)也被加以了限制，應用場景不同頻段不同，對功率的限制不同。

超寬帶雷達系統

超寬帶雷達系統在樹叢穿透、掩埋或隱蔽目標探測、高分辨測繪成像等領域應用突出。超寬帶雷達使用多種信號形式，包括短脈寬的脈沖、步進頻率編碼信號、脈沖序列編碼信號、隨機噪聲信號等。