雷达系统原理考纲及详解

雷达原理与系统（必修）知识要点整理
第一章：
1、雷达基本工作原理框图认知。

测距：利用发射信号回波时延
测速：动目标的多普勒效应
测角：电磁波的直线传播、天线波束具有方向性
2、雷达面临的四大威胁
电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系
4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度）
5、距离分辨力，角分辨力
6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）
7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用
第二章雷达发射机
1、单级振荡与主振放大式发射机区别
2、基本任务和组成框图
3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、PRI（Tr），PRF（fr）的关系。

第三章接收机
1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）
2、灵敏度的定义，识别系数定义
3、接收机动态范围的定义
4、额定噪声功率N=KTB N、噪声系数计算及其物理意义
5、级联电路的噪声系数计算
6、习题
7、AGC，AFC，STC的含意和作用
AFC：自动频率控制，根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率，保证中频稳定不变
AGC：自动增益控制，调整接收机动态范围
STC：近程增益控制，防止近程杂波干扰引起的中放过载
第四章显示器
1、雷达显示器类型及其坐标含义；
距离显示器、平面显示器、高度显示器
2、A型、B型、P型、J型
第五章作用距离
1、雷达作用距离方程，多种形式，各参数意义，PX=？Rmax=？（灵敏度表示的、检测因子表示的等）
2、增益G和雷达截面A的关系
2、雷达目标截面积定义
3、习题
4、最小可检测信噪比、检测因子表示的距离方程
5、奈曼皮尔逊准则的定义
在给定的信噪比条件下，在满足一定的虚警概率时的发现概率最大，或者漏警概率最小。

6、虚警概率、检测概率、信噪比三者关系，习题.（会看图查数）
由概率分布函数、门限积分区间表示的各种概率形式；
7、为什么要积累，相参积累与非相参积累对信噪比改善如何。

8、积累对作用距离的改善，（方程、结论、习题）
9、大气折射原因、直视距离计算（注意单位Km还是m）
10、二次雷达方程、习题。

11、分贝表示的雷达方程，计算、习题，普通雷达方程的计算。

第六章距离测量
1、R,tr,距离分辨力、脉宽、带宽关系
2、最短作用距离、最大不模糊距离与脉宽、重频关系
3、双重频判距离模糊、习题。

4、调频连续波测距原理，（距离到频率的转换，简单推导）,测速。

5、相位差与距离的关系
6、习题
第七章测角
1、相位测角原理（路程差与相位差的相互补偿）
2、三天线测角原理、习题。

3、振幅法：最大信号和等信号法
4、余割平方扇形波束特点（角度不同、距离不同、增益不同，回波功率相同，公式）
5、机械扫描、电扫（相扫、频扫）各自特点。

6、相位扫描基本原理（移相器、波程差、等相面、方向图），相差与波程差关系式
7、思考题
第八章检测与测速
1、多普勒定义，与速度、波长对应关系。

结论性
2、固定目标与动目标输出差异
3、盲速与频闪定义、产生原因（条件），计算（习题）。

4、点盲相与连续盲相产生原因，习题。

5、相参脉冲串信号的频谱（发射、接收、差异）
6、动目标显示最佳滤波器（公式、结论、物理意义）
7、改善因子定义
8、MTD窄带滤波器组实现与优点。

第十二章雷达信号基础
1、常用的雷达波形有哪些（连续波、相参脉冲、冲激、pri捷变）
2、要实现目标的有效检测，雷达波形需满足的条件（能量、分辨力、抑制）
3、连续波如何测速测距（发射单频正弦波时，多普勒频移测速，不能测距；发射频率调制的
正弦波时，频率差拍测速测距）
4、PRI参差信号的特点和作用（解模糊，克服盲速，抗干扰）
5、频率捷变信号的特点和作用（伪随机，用于抗干扰）
6、几种典型的脉冲压缩信号的特点（扩频、大时带积）
7、什么是雷达分辨力（多目标时，区别两个或以上邻近目标的能力，在距离、速度、角度）
8、宽有效相关带宽，高距离分辨力；宽有效相关时宽，高速度分辨力
9、距离模糊函数和速度
模糊函数
定义
10、二维模糊图函数，几种典型信号的模糊度图及相应的分辨能力关系
11、模糊函数的5个特性和相应的物理意义（信号能量对应模糊图体积）
12、恒载频矩形脉冲信号模糊度图及特征标注（时宽、频宽）
13、恒载频脉冲串信号模糊度图及特征标注（时宽、频宽、重频）
14、线性调频脉冲信号模糊度图及特征标注（时宽、频宽）
15、常规窄脉冲、宽脉冲和线性调频信号的模糊度的比较。

（距离、速度分辨能力）
第十二章雷达检测理论
1、提高信噪比的方法
2、匹配滤波和相关的概念、关系（一致性、出发点、实现等）
3、匹配滤波传递函数、幅频和相频特性，以及单位冲击响应。

4、匹配滤波对信噪比的影响，物理意义
5、匹配滤波和相关器的时移频移适应性
6、自相关互相关框图，及工作原理
7、自相关与互相关的比较
8、纽曼-皮尔逊准则的内容
9、什么是最佳检测系统，基本框图和原理
10、似然比的概念和定义
11、确知信号的最佳检测框图及原理
12、最佳检测随机相位信号判决准则和实际简化实现方法（结论）
13、相参脉冲串的最佳检测系统框图及原理（积累、检波、判决）
14、非相参脉冲串的最佳检测系统框图及原理（检波、积累、判决）
15、二进制积累器的双门限工作原理
16、什么是CFAR （恒虚警率）
17、慢变化CFAR的框图和原理
18、快变化CFAR的框图和原理，（左右平均、左右平均选大）
第九章：脉冲压缩雷达
1、提高信噪比的方法
2、匹配滤波器：物理意义（输出信噪比最大）、传递函数（时域、频域）。

3、脉压的条件（发射机时带积远大于1，接收机有与之匹配的脉压网络）
4、压缩比、时带积、信号输入输出功率、幅度、脉宽之间的关系。

计算课堂练习
5、线性调频信号的压缩原理，线性调频信号的幅频相频特性图。

原理：线性调频信号具有抛物线的非线性相位谱，；接收机压缩网络特性与信号“相位共轭匹配”
第十章：脉冲多普勒雷达
1、机载PD雷达地杂波组成；
2、图示、杂波谱特征、主要谱位置及宽度计算。

课堂习题
3、重频不同选择对杂波谱的影响，无杂波区存在的条件。

4、距离门分割和单边带滤波位置不能交换，若先进行单边带滤波则会丢失距离信息。

5、主杂波抑制滤波器的工作原理，框图。

6、窄带滤波器组的特点和要求（要和信号相匹配）。

7、遮挡、盲距、跨接效应
第十一章相控阵雷达
1、波束扫描原理，用移相来控制发射的同相面，形成扫描波束；接收用移相抵消特定方向的回
波的路程差，在特定方向形成接收波束。

相位、角度、阵元间距的关系。

2、栅瓣出现的条件
3、波束宽度和阵元数的关系，d等于半波长时。

100/N
4、波束扫描对波束宽度、雷达增益的影响。

随着波束扫描角度增加波束会变宽、增益会下降、
作用距离和角分辨能力会随之下降，所以要限定相控阵扫描范围。

5、几种典型移相器原理，数字式移相器的简单计算。

6、接收多波束形成原理，三波束举例，理解几个通道的不同移相带来的不同方位的能量积累，
各接收通道的不同移相组合对应不同指向。

第十二章：合成孔径雷达
1、合成孔径雷达的基本原理（和实孔径的区别）
2、合成孔径雷达方位向距离分辨力与距离无关！D/2
3、距离分辨力取决于信号带宽；
4、距离—多普勒成像处理方法基本思想，先做距离向脉压再做方位向脉压。