雷达天线
雷达
（4）二次扫描回波（第二行程回波） 当所测物标的距离大于脉冲重复周期时，前一扫描周期的物标回波出现在雷达 荧光屏上形成的假回波。 主要原因，是大气传播条件的影响，使雷达电磁波产生超折射传播，扩大了 雷达波的传播距离。 回波特点：假回波与实际物标的方位相同，但回波距离是实际物标的距离与 c· T/2之差。改变雷达显示器的量程时，二次扫描回波位移变形。 识别：1.改变雷达显示器的量程（从而改变脉冲重复周期）时假回波图像距 离会改变（因显示器距离为实际距离减去c· T/2）、变形或小时，可据此判断是否 是二次扫描回波。 2.假回波图形与实际物标形状不符。如：远处直线陡岸在屏上显示时，变成V字 形图像。 3.假回波在屏上移动是不正常的。
（3）多次反射回波 多次反射回波是本船舶与横向近距离、反射雷达波性能力强的物标之间，发 生多次往返反射所产生的物标回波。 回波特点：在物标真回波的外侧同一方位上，连续出现几个间距相等的回波， 且回波越向外侧越弱。 多次反射假回波根据其回波特点很容易识别，必要时也可以通过降低雷达显示 器的增益或使用FTC进行识别。
3）测距精度及距离分辨力 （1）测距精度 雷达测距离的精度与下列因素有关： ①距离分辨力。 ②扫描线起始时间与发射脉冲时间同步。 ③固定距标与活动距标的精度（1%，2%）。 ④扫描锯齿波的非线性。 ⑤荧光屏扫描中心直径大小。 ⑥物标回波光点的尺寸大小（回波在各个方向均增加了1/2光点直径）。 此外，测距精度还与天线高度、电磁波的传播速度、荧光屏曲率、物标闪烁、杂波 干扰、测者技术等有关。 IMO规定：固定距标与活动距标测距误差，不能超 过量程的1.5%或70m。
雷达阵列天线介绍
■开课目的
“阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法，掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。
■课程要求
●约有五次作业
●考核
平时成绩占20％。包括平时作业，出勤情况。
期末考试成绩占80％(一页纸开卷)
雷达阵列天线简介
1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达
是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分，由RCA公司研制。它有四个相控阵孔径，提供前方半空间很大的覆盖范围。
接收时它使用带68个子阵的馈电系统，每个子阵包含64个波导辐射器，总共有68×64＝4352个单元。
发射时，子阵成对组合，形成32个子阵，每个子阵128个单元，总共32×128＝4096辐射单元。
移相器为5位二进制铁氧体移相器，直接向波导辐射器馈电。
为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平，后来移相器改为7位二进制移相器，合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电，辐射单元也改为4350个，单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。
AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供)
目前该系统安装在导弹巡洋舰上
导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统
2、爱国者(PATRIOT)多功能相控阵雷达
是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。孔径呈圆形，包含大约5000个单元，采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。它安装在车辆上，并可平叠以便于运输。
雷达的工作原理
雷达的工作原理
雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的仪器。它可以通过发射电磁波并依据波的反射情况来确定目标的位置、速度和其他相关信息。雷达在军事、气象、导航等领域都有着广泛的应用。
雷达的工作原理基于电磁波的特性。电磁波是由电场和磁场组成的，通过空间传播，具有一定的速度和频率。雷达通常使用的是无线电波或者微波作为探测介质。无线电波是一种电磁波，可以在空气中传播，并且可以被大气中一些物质（如云、水滴等）反射、散射或者吸收。
雷达由三个主要部分组成：发射机、接收机和显示设备。发射机负责发射电磁波，接收机负责接收反射的波，并将其转化为有用的信息，显示设备则用于显示结果。
当雷达开始工作时，发射机会产生一束电磁波并将其发射出去。这束电磁波会朝着预定方向传播，直到遇到目标或者被地物等障碍物反射回来。当反射波回到雷达时，接收机会接收到这些波，并将其转换成电信号。
在雷达中，发射和接收都是由一个共同的天线完成的。天线既可以用来发射电磁波，也可以用来接收反射回来的波。雷达系统中的天线通常由一个或多个指向性的发射和接收元件组成，以便能够在特定的方向上进行探测。
接收到的反射波经过放大和处理后，可以提供目标的位置、速度、大小等相关信息。雷达通过测量从发射到接收的时间来确
定目标的距离。速度可以通过测量反射波的频率变化来确定，而目标的大小和形状可以根据反射波的幅度和形态来推断。
雷达的探测范围受到波的频率、功率和天线的特性等多种因素的影响。通常来说，更高频率的波具有更高的分辨率，但也更容易被地物散射吸收，限制了其探测范围。同时，雷达的探测范围还受到天线高度、大气传播条件和目标表面反射能力等因素的影响。
探地雷达的天线设计与研究
探地雷达的天线设计与研究
发表时间：2020-12-15T15:02:26.010Z 来源：《电力设备》2020年第29期作者：刘晓萍杜景青[导读] 摘要：探地雷达作为无损检测，由于其可精准对获取地下整体信息，使得探地雷达在地质探测中得到了广泛的应用。
（陕西长岭电子科技有限责任公司陕西宝鸡 721006）
摘要：探地雷达作为无损检测，由于其可精准对获取地下整体信息，使得探地雷达在地质探测中得到了广泛的应用。通过现场实际情况来看，在探地雷达的各组件中，天线设计的好坏将直接影响探测精度。因此，本文在对探地雷达天线的原理进行了介绍的基础上，对TEM喇叭天线的在工作原理进行了分析，同时对结构上进行了设计。TEM喇叭天线设计与其他天线形式相比，优势明显，其够提供更高的增益的同时具有单向辐射特性脉冲特性，且振铃效应小。通过全文分析，可为雷达探地天线的设计提供参考，具有重要的实际意义。
关键词：探地雷达；天线设计；原理分析；TEM喇叭天
Design and research of ground penetrating radar antenna
Abstract: Ground Penetrating Radar (GPR) is widely used in geological exploration because it can accurately obtain the whole underground information. According to the actual situation, the antenna design will directly affect the detection accuracy in the components of GPR. Therefore, based on the introduction of the principle of GPR antenna, this paper analyzes the working principle of TEM horn antenna, and designs its structure. Compared with other antenna forms, TEM horn antenna has obvious advantages, such as providing higher gain, unidirectional radiation pulse characteristics and small ringing effect. Through the analysis of the full text, it can provide reference for the design of radar ground penetrating antenna, which has important practical significance.
第6讲 雷达天线、雷达显示器
2.4.2 B型显示器
距离
平面显示器既可以用极坐标显示距离和方 位, 也可以用直角坐标来显示距离和方位 , 若 为后者，则其画面如图4.4所示, 称为B式显示
程相对应, 主波与回波之间的扫描线长代表目标的斜距。
A型显示器的画面包括发射脉冲（主波）、近区地物回
波和目标回波，距离刻度可以是电子式的，也可以是
机械式的。A显示器类似于常见的示波器。
2.4.1 距离显示器
画面上有固定的距离刻度, 有时
发射脉 冲 近区地 物回波 目标回 波
还有移动距标, 它迟后于主波的
2.3.1 天线的方向性和增益
2.3.1 天线的方向性和增益 （3）天线增益与波束宽度的近似关系 天线增益与波束宽度之间存在着以下近似关系：
G
40000
az el
式中，θaz和θel分别为主平面内的方位和俯仰3dB波束宽度（单位为度）。
2.3.1 天线的方向性和增益
（4）角分辨力
2.3.1 天线的方向性和增益
2.3.1 天线的方向性和增益 2.天线有效孔径 与天线增益对应，天线的有效孔径Ae也表示天线将能量放大的程度。
G2 Ae 4
雷达物位计常见天线的种类及选型
雷达物位计常见天线的种类及选型1、棒式天线
绝缘棒天线通常用聚四氟乙烯、聚丙烯等高分子材料制成，耐腐蚀性能较好，可用于强酸、碱等介质。但微波发射角较大（约30°)，并且边瓣较多，对于罐内结构较复杂的情况，干扰回波会较多，信噪比小，精度较低。但易于清洗，常用于测量运行条件较好、口径较大、测量范围小的槽罐和腐蚀性介质。如果被测介质易挥发冷凝，最好选择棒形天线或水滴型天线；如嘉可自动化仪表生产的JKRD型雷达物位计，适合于测量腐蚀性介质，工作压力可达1.6MPa，被测介质温度可达200℃。
2、喇叭口天线
锥形喇叭天线的发射角与喇叭直径及频率见表1。
在同频率下，喇叭直径越大，发射角越小，如果是高频雷达料位计，发射角就更小，准确度更高。如嘉可自动化仪表的JKRD型雷达物位计，测量精度可达±1mm。许多缓冲罐、储罐、反应罐等都选用这类天线，但这类天线不适用于腐蚀性介质的测量。大多数经济型雷达物位计都采用5.8GHz或6.3GHz的微波频率，其发射角较大，容易在容器壁或内部构件上产生干扰回波。虽然喇叭天线增大可以减小发射角，但体积增大，安装不便，而且改善有限。采用高频率的雷达，如嘉可自动化仪表的JKDR (26GHz）雷达物位计，发射角可以到8°，这样即使在测量狭长
的料罐物位时，也能有较高的测量精度。如果用于大量程的测量场所选大喇叭口天线雷达物位计，小的喇叭天线则适用于小型容器。如果被测介质流动性较差并有挂料现象，那么选择喇叭或棒状雷达物位计。
3、抛物面天线
这是最近推出的新型天线，多用在高频发射的雷达，由于其发射角只有7°，非常适合测量精确目标和饶过障碍物进行测量。但其天线尺寸大，如果用X波段，直径达Φ454mm，开孔尺寸要大于500mm，安装使用不太方便。
雷达简介
For personal use only in study and research; not for commercial use
雷达简介
雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达的工作原理首先是发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目
标的距离为：S=CT/2。其中S：目标距离，T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间，C：光速。
雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
雷达的工作原理
雷达的工作原理 雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。 雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速 雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。 测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。 雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。 其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。 雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的体制有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。 根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两
雷达天线原理
雷达天线原理
引言：
雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测距的技术。而雷达天线作为雷达系统的核心组成部分，起着接收和发射电磁波的重要作用。本文将介绍雷达天线的原理及其工作过程。
一、雷达天线的基本原理
雷达天线的基本原理是利用电磁波与物体相互作用的特性，实现对目标的探测和定位。雷达天线主要包括发射天线和接收天线两部分。
1. 发射天线：
雷达系统通过发射天线向周围空间发射一定频率的电磁波。发射天线将电能转换为电磁波能量，然后将其辐射到空间中。发射天线的特性决定了雷达系统发射的电磁波的频率、功率和辐射方向等参数。
2. 接收天线：
雷达系统的接收天线用于接收目标反射回来的电磁波信号。接收天线将接收到的电磁波能量转化为电能，并通过接收机进行信号放大和处理。接收天线的性能决定了雷达系统对目标反射信号的接收能力，包括接收灵敏度、方向性和波束宽度等参数。
二、雷达天线的工作过程
雷达天线在雷达系统中起到了发射和接收电磁波的重要作用。下面
将介绍雷达天线的工作过程。
1. 发射过程：
雷达系统通过发射天线向周围空间发射一定频率的电磁波。发射天线产生并辐射出电磁波的过程中，会受到发射天线的结构和参数的影响。发射天线的形状、尺寸和辐射功率等参数决定了电磁波的发射特性，如辐射方向性和波束宽度等。
2. 接收过程：
雷达系统的接收天线用于接收目标反射回来的电磁波信号。接收天线将接收到的电磁波能量转化为电能，并通过接收机进行信号放大和处理。接收天线的性能决定了雷达系统对目标反射信号的接收能力。接收天线的灵敏度、方向性和波束宽度等参数决定了雷达系统对目标的探测范围和精度。
雷达天线
雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向；而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波，同时分辨出目标的方位和仰角，或二者之一。雷达测量目标位置的三个坐标（方位、仰角和距离）中，有两个坐标（方位和仰角）的测量与天线的性能直接有关。因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。
主要参量雷达天线的主要参量有方向图、增益和有效面积。
雷达天线
方向图雷达天线具有一定形状的波束。由于波束是立体的，常用水平截面的波束形状(即水平方向图)和垂直截面的波束形状（即垂直方向图）描述。方向图呈花瓣状，故又称波瓣图(图1)。常规方向图只有一个主瓣和多个副瓣。副瓣电平通常低于主瓣20分贝以上，这样才可能用主瓣来分辨目标的方位和仰角。主瓣半功率点（0.707场强点）间的宽度称为波束宽度。
增益雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一假想的各向均匀辐射的天线在同一方向辐射的功率之比(其条件为两天线输入的功率相同)。增益G表示雷达天线在发射时聚束的能力。
有效面积雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比，即天线接收到的信号功率P r=S×A e。式中S为信号功率密度；A e为天线有效面积，表示雷达天线在接收时捕获空中信号的能力。由互易定理可证明G ＝4πA e/λ2，式中λ为信号波长。
对一定形式的天线，天线有效面积A e与实际几何面积A成正比，即A e=ηA。式中η为利用系数，一般小于1。
雷达天线设计的主要问题是：①提高天线增益和有效面积,以加大雷达探测距离；②压低天线副瓣电平,以减小测向模糊和提高抗干扰能力；③提高波束扫描速率，以便能同时观察多个目标;④展宽天线系统工作频带,以提高反有源干扰的能力；⑤采用多种技术提高测角精度。
雷达天线
雷达天线
1 雷达天线的简介
雷达中用以辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达天线具有将电磁波聚成波束的功能，定向地发射和接收电磁波。雷达的重要战术性能，如探测距离、探测范围、测角(方位、仰角)精度、角度分辨力和反干扰能力均与天线性能有关。
雷达天线在空间聚成的立体电磁波束，通常用波束的水平截面图(即水平方向图)和垂直截面图(即垂直方向图)来描述。方向图呈花瓣状，又称为波瓣图。常规的天线方向图有一个主瓣和多个副瓣。主瓣用于探测目标。副瓣又称旁瓣，是无用的，愈小愈好。雷达的战术用途不同，所要求的天线波束形状也不相同。常规雷达的发射波束和接收波束是相同的，一些特殊体制的雷达，发射波束和接收波束不同。脉冲雷达多数是发射和接收共用一个天线，靠天线收发开关进行发射和接收工作状态的转换。有些雷达(如多基地雷达和连续波雷达)，其发射天线和接收天线是分开的。
2 雷达天线的种类
雷达天线类型很多，按其结构形式，主要有反射面天线和阵列天线两大类。按天线波束的扫描方式，雷达天线可分为机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合的天线
反射面天线由反射面和辐射器组成。辐射器又称馈源、辐射元、照射器，它向反射面辐射电磁波，经反射形成波束。典型的反射面天线是旋转抛物面天线，切割抛物面天线、抛物柱面天线、卡塞格伦天线、单脉冲天线、叠层波束天线、赋形波束天线和偏馈天线等多种形式。机械扫描天线通过机械的方法驱动天线转动，实现天线波束在方位和仰角二维的扫描，扫描的速度较慢。电扫描天线，天线固定不动，波束在方位和仰角二维的扫描，都是用电子技术控制阵列天线上各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，波束扫描的速度很快。机电扫描结合的天线一般是方位扫描由机械驱动天线旋转进行，仰角扫描由电子技术控制各辐射单元的馈电相位或工作频率来实现，因此其方位扫描较慢，仰角扫描很快。有时也把机电扫描结合的天线叫一维电扫描天线。
基于双频天线探地雷达技术的地下病害探测研究
基于双频天线探地雷达技术的地下病害探测研究
Research on Detection of Underground Disease Based on Dual-frequency Antenna Technology of GPR
黄小林HUANG Xiao-lin
（湖南联智科技股份有限公司，长沙410200）
（Hunan Lianzhi Technology Co.，Ltd.，Changsha 410200，China ）
摘要:为了解决目前探地雷达检测需重复更换高、低频发射天线来达到不同深度探测的低效率及三维雷达探测浅等问题，提出了
一种兼顾浅部数据高分辨率，深部数据高信噪比的大深度、精细化双频天线探地雷达技术。利用GprMax 软件平台进行正演模拟常见的地下空洞、脱空、疏松和富水病害，得到了常见地下病害体模拟特征图谱，为实际病害的判读和解译提供参考依据。结合长沙市某城市道路探测实例，通过对比分析高、低频天线探测的雷达剖面，并经钻探验证结果得出：双频天线并行采集高频数据分辨率高，低频数据探测深度大、信噪比较高。该技术可实现道路病害检测向高效率、精细化和大深度方向转型，为城市道路地下病害的快速、精细化和大深度全面排查提供技术支撑。
Abstract:In order to solve the problems of low efficiency and shallow 3D radar detection,such as high and low frequency transmitting antennas need to be replaced repeatedly in the detection of ground penetrating radar,a new high resolution method is proposed,deep data high signal-to-noise ratio of large-depth,refined dual-frequency antenna ground penetrating radar technology.By using GPRMAX software platform,the common underground cavity,void,loose and water -rich diseases were simulated and the simulated characteristic maps of common underground diseases were obtained,it provides a reference for the interpretation and interpretation of the actual disease.Based on a case study of a City Road Survey in Changsha,the radar profiles detected by high-frequency and low-frequency antennas are compared and analyzed,low-frequency data detection depth,high signal-to-noise ratio.This technology can realize the transformation of road disease detection to high efficiency,fine and large depth,and provide technical support for the rapid,fine and large depth survey of urban road underground disease.
船用导航雷达 天线类型
船用导航雷达天线类型
船用导航雷达的天线类型通常可以分为两大类，开阵天线和旋转天线。
开阵天线是指由多个小型天线组成的阵列，可以同时进行多波束扫描，具有较高的目标分辨率和抗干扰能力。这种天线通常用于要求高精度导航和目标探测的船舶，如军舰和特种船舶。
旋转天线则是指安装在雷达旋转支架上的单一大型天线，通过旋转运动来完成对周围环境的全方位扫描。这种天线结构简单，成本较低，适用于一般商用船舶和渔船等。
此外，根据雷达工作频率的不同，船用导航雷达的天线还可以分为X波段、S波段、C波段等不同频段的天线。不同频段的天线在传输距离、穿透能力和抗干扰能力上有所差异，船舶根据自身的需求和预算选择合适的天线类型。
总的来说，船用导航雷达的天线类型多样，船舶可以根据自身的需求和实际情况选择合适的天线类型，以确保航行安全和导航精度。
雷达视距计算公式
雷达视距计算公式
雷达视距是指雷达发送出的电磁波在空气中传播时会遇到散射、折射、反射等现象，因此在某些情况下雷达扫描不到目标，这时候需要计算雷达视距来确认目标是否在雷达探测范围内。
雷达视距计算公式为：视距= √(2hR+h^2)，其中h为雷达天线高度，R为目标距离。
这个公式的推导过程是：当目标距离远大于天线高度时，雷达天线和目标之间的连线可以看作是一条直线，此时视距就等于雷达天线高度和目标距离的勾股定理。但是，在目标距离不是很远的情况下，电磁波会经过多次反射、散射和折射，所以雷达扫描不到目标，此时需要使用公式中的h^2项来修正雷达视距计算结果，以保证探测目标的精度。
在实际应用中，雷达视距计算公式可以用来判断目标是否在雷达探测范围内。例如，我们可以在坐标系上标识出雷达的天线位置和探测范围，并按照公式计算雷达的视距，在视距范围内的目标就可以被雷达扫描到。这个计算过程既简单又准确，有助于提高雷达探测精度和可靠性。
总之，雷达视距计算公式是雷达技术不可或缺的一部分，只有掌握了这个公式，我们才能更好地利用雷达探测技术，为科学研究和实际应用提供更加精准的服务。
关于雷达天线的概念
抛物面天线
parabolic antenna;paraboloidal antenna
定义1：主反射器为抛物面，馈源位于其焦点附近，能把馈源辐射的球面波变为平面波的定向天线。
应用学科：航空科技（一级学科）；航空电子与机载计算机系统（二级学科）
定义2：反射面为旋转对称抛物面的天线。用以接收或发射无线电波。
应用学科：天文学（一级学科）；天文仪器（二级学科）
分为发射天线和接收天线两种，发射天线由馈源发出的球面电磁波经抛物面反射后，成方向性很强的平面波束向空间辐射，可以将无线信号直线发射到卫星或者其他抛物面接收天线。接收天线由抛物面反射器将垂直信号反射收集到馈源。即
/view/880872.htm
发射天线：馈源→球面电磁波→平面波束→空间
接受天线：空间垂直信号→馈源
制作天线首先要决定馈源，只有馈源的方向角为已知，才能按不同
的F/D制作不同直径的天线，而不应制作好了天线以后才制作馈源，
因为这样一来很难达到理想的效果，必定产生如图1-2或图1-3的
情况。图1-2的情况会使地面反射的杂波进入馈源，而且天线边缘
的微波和绕射波也会进入馈源，使得天线接收系统的信噪比减小。
图1-3的情况则会使天线的利用率降低造成人为的浪费而且信号的
旁瓣也同时进入了馈源。F/D与Q的关系是：F/D=1/4*Ctg Q/2。
□
天线一般有两类：
1.前馈天线。馈源位于焦点上。此时馈源位于天线的主波束内，因而对所接受的电磁波形
成了遮挡，其结果降低了天线的增益，增大了旁瓣。
实际上抛物面的口径是有限的，这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射，他类似于屏上小孔的绕射，因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。
雷达天线原理
雷达天线原理
雷达天线原理是指利用电磁波的特性，通过发射和接收电磁波来实现目标检测和跟踪的技术。雷达天线一般由发射和接收两个部分组成。
发射部分通过雷达系统中的发射机产生并发射射频电磁波。这些电磁波会经过一个射频滤波器和功率放大器，进一步加工和放大后，由天线系统辐射出去。发射的电磁波通常是一束窄的波束，通过调整发射天线的指向来改变波束的方向。
接收部分由接收天线接收到目标散射回来的电磁波。接收的电磁波会经过天线系统进入雷达系统中的接收机。接收机在接收到信号后，会经过放大和滤波等处理，然后将信号传送至目标检测和跟踪系统进行进一步处理。
雷达天线的工作原理是基于电磁波的回波信号。
当发射的电磁波遇到一个目标，例如飞机或船只，部分电磁波会被目标散射回来。
接收天线收到回波信号后，将其传送至接收机进行处理。
接收机根据信号的幅度、相位和频率等特征判断目标的特性，如距离、速度、角度等，从而实现目标检测和跟踪。
雷达天线的性能对雷达系统具有重要影响。天线的增益决定了发射和接收的效率，天线的波束宽度决定了目标的角分辨率，天线的指向性决定了波束的方向等。因此，在设计和选择雷达系统时，需要考虑雷达天线的性能参数，以满足不同应用场景的要求。
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雷达天线
雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向；而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波，同时分辨出目标的方位和仰角，或二者之一。雷达测量目标位置的三个坐标（方位、仰角和距离）中，有两个坐标（方位和仰角）的测量与天线的性能直接有关。因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。
主要参量雷达天线的主要参量有方向图、增益和有效面积。
方向图雷达天线具有一定形状的波束。由于波束是立体的，常用水平截面的波束形状(即水平方向图)和垂直截面的波束形状（即垂直方向图）描述。方向图呈花瓣状，故又称波瓣图(图1)。常规方向图只有一个主瓣和多个副瓣。副瓣电平通常低于主瓣20分贝以上，这样才可能用主瓣来分辨目标的方位和仰角。主瓣半功率点（0.707场强点）间的宽度称为波束宽度。
增益雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与一假想的各向均匀辐射的天线在同一方向辐射的功率之比(其条件为两天线输入的功率相同)。增益G 表示雷达天线在发射时聚束的能力。
有效面积雷达天线接收到的信号功率与来自最大辐射方向的信号的功率密度之比，即天线接收到的信号功率Pr=S×Ae。式中S为信号功率密度；Ae为天线有效面积，表示雷达天线在接收时捕获空中信号的能力。由互易定理可证明G＝4πAe/λ2，式中λ为信号波长。
对一定形式的天线，天线有效面积Ae与实际几何面积A 成正比，即Ae=ηA。式中η为利用系数，一般小于1。
雷达天线设计的主要问题是：①提高天线增益和有效面积,以加大雷达探测距离；②压低天线副瓣电平,以减小测向模糊和提高抗干扰能力；③提高波束扫描速率，以便能同时观察多个目标;④展宽天线系统工作频带,以提高反有源干扰的能力；⑤采用多种技术提高测角精度。
搜索雷达天线搜索雷达又称警戒雷达，用于及时发现远距离目标。搜索雷达天线相当大，面积一般为数十至数百平方米。探测距离达几千公里的预警雷达的天线面积可达几千或几万平方米。这种天线有窄的水平波束（一度至十几度），借以得到一定的方位分辨力；有较宽的垂直波束，以得到较大的仰角覆盖(一般为30°～40°)。搜索雷达有两种典型的天线：阵列天线和反射面天线。阵列天线第二次世界大战初期的警戒雷达多工作在几十至几百兆赫的较低频率上，多采用阵列天线。这种阵列天线由一些辐射单元（半波振子、全波振子或八木天线等）按一定间距（半波长到1～2个波长）排在一平面内，并按一定分布馈
电。这种天线效率高，造价低。辐射单元用半波振子（见对称天线）时带宽仅10％左右；而用全波振子作成的阵列天线带宽可达倍频程。采用八木天线排阵时，风阻小，结构轻便，机动性高，但副瓣电平不易压低。采用对数周期天线作为激励器的八木天线阵列，带宽也可达到倍频程。
反射面天线当雷达工作频率提高到吉赫以上时便须使用特殊形状的反射面天线，使辐射能量在方位面内聚束，形成一个窄波束，而在仰角面内则使辐射能量按一定要求散布在一定的范围内，使波束具有赋与的形状，故这种反射面天线又称赋形波束天线。因为这种反射面不是旋转对称的，又称双弯曲反射面天线。如覆盖范围按自由空间等高线设计的，称为余割平方天线，它的增益对仰角的变化关系是余割平方函数；为减少近距离地物杂波影响而加强高仰角增益的天线，则称为超余割平方天线。抑制地物杂波更有效的办法是采用双波束技术，即在原馈源下面再放置一个接收馈源，产生一个指向高仰角的波束。这个波束不但使地物杂波减少10～20分贝，同时能增强高仰角目标回波，从而改善雷达的近距离高空性能。
跟踪雷达天线跟踪雷达的天线在跟踪过程中连续地瞄准一个特定的目标。当目标偏离瞄准轴线时，天线给出偏轴误差信号，使伺服系统驱动天线消除误差信号。
雷达天线
波束圆锥扫描技术在圆口径的抛物面天线（见反射面天
线）上，使馈源侧向偏离焦点，形成一个与瞄准轴成一定角度的波束。然后，将馈源连续旋转，在空间形成圆锥形波束（图2）。当目标在瞄准轴上时，所有回波脉冲幅度相同，无误差信号。当目标偏离瞄准轴时，回波脉冲幅度产生起伏变化，形成与馈源旋转频率相同的交流误差信号。交流误差信号的大小决定于目标偏离瞄准轴的角度；交流误差信号的相位则决定于目标偏离瞄准轴的方向。
单脉冲和差波束技术用两个形状相同、指向不同却又部分重叠的锐波束同时接收目标回波信号时，根据二波束收到的回波信号幅度差别可判别目标偏离瞄准轴的方向与大小。这种方法在原理上能根据单次发射产生的回波信号判定目标偏离瞄准轴的方向和大小，故称为单脉冲技术。为了避免两路接收通道不一致引起误差，可在馈电网络中把上述二波束合成另外两个波束，即和波束及差波束。为了同时确定目标方位和仰角偏差，50年代初把四喇叭馈源置于抛物面焦点上，形成方位面内和仰角面内的差波束及公共的和波束，后来又研制出五喇叭、十二喇叭和其他多模馈源。
三坐标雷达天线在雷达天线连续旋转测量目标方位的同时，还能获得空中目标仰角全部信息的雷达，称为三坐标雷达。这种雷达的天线有多种波束体制。 V形波束测高体制这是 40年代末出现的一种测高体制。用两部天线分别产生常规直立的和倾斜45°的两个余割平方波束。两天线同时旋转时，不同高度
的飞机被两波束扫过的时间差不同，从而可获得目标高度信息（图3）。50年代末又出现两个反射体并成一体的V形波束测高雷达。但是,这种体制在仰角面上无分辨力,而且时间差与目标速度和方向有关,后来未断续发展。
多波束体制在仰角面内用多个波束（6 ～12）叠接起来覆盖一定的仰角范围。由于每个波束的位置和形状是确定的，任一仰角上的目标都会在几个相邻波束中产生回波。比较这些回波幅度即可算出目标仰角(图4)。这种天线多采用多馈源偏焦馈电的抛物面天线。为了改善偏焦后的性能，反射面的焦距相对较长。也可用阵列天线产生多波束。
频率扫描天线体制把很多辐射元排成一线，用一传输线依
次馈电形成串馈天线。相邻辐射元间的传输线长度虽然固定不变，但输入信号频率变化时，相邻辐射元间相位差改变，即沿线源相位分布斜率改变，从而使波束方向在辐射元排列平面内发生变化。这种由信号频率连续变化所引起的波束指向的连续变化，称为频率扫描。为加大扫描角对频率的响应，传输线可使用蛇形波导或加载波导。若信号在雷达发射脉冲内连续变频，这样每发射一个脉冲即对覆盖区域扫描一次，因此数据率高。在三坐标雷达中，此法比较简单，造价较低。
一维相位扫描体制在一个平面内（一般是垂直面内）排列一串辐射元，每个辐射元都经过各自的移相器馈电（图5）,控制移相器的相移即可在这一平面内得到一维波束扫描。全固态器件的发展有利于这种体制的推广。三坐标雷达垂直波束较窄，单纯相扫数据率不高,但若结合频扫技术和多波束技术,如使用几个不同频率信号在一部天线上实现多波束相扫，可以同时提高数据率和仰角覆盖范围。