现代雷达系统理论--精品PPT课件
《现代雷达系统理论》课件
调制主要是将信息加入到载波信号中，如调频、调相和调幅 等。解调则是从已调信号中提取出调制信息的过程。调制与 解调在雷达信号处理中用于提高信号的抗干扰能力和信息传 输的可靠性。
雷达信号的频谱分析
总结词
频谱分析用于研究雷达信号的频率特性，通过分析信号的频谱，可以了解信号 的成分、带宽等信息。
详细描述
航空交通管制
雷达系统用于监测和跟踪航空器的位置和速度，保障航空交通安 全有序。
资源探测与环境监测
雷达系统可用于探测矿产资源、监测森林覆盖变化、土地利用情 况等，为资源开发和环境保护提供支持。
现代雷达系统的发展趋势与挑战
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
数字化与智能化
随着数字信号处理和人 工智能技术的发展，现 代雷达系统正朝着数字 化和智能化方向发展， 提高目标识别和抗干扰 能力。
建立包含已知目标特征的数据库，以便对未知目标进行比对和识别。
04
雷达系统性能评估
雷达系统性能指标
01
02
03
04
探测距离
雷达系统能够探测到的最远距 离，通常以千米为单位。
分辨率
雷达系统区分不同目标的能力 ，包括距离分辨率、速度分辨
率和角度分辨率。
精度
雷达系统测量目标参数的准确 性，包括位置精度、速度精度
战场监视与侦察
2013北航研究生雷达课件许小剑第六章
Directivity
Pbackscatter Pisotropic
通常，Pbackscatter和Pisotropic表示为单位立体角的功率， Pisotropic=Pscatter/4。
显而易见，复杂目标的RCS是随目标姿态角（俯仰、方位、横滚）/雷 达观测角、雷达频率等变化的。
Xu: Radar Systems, Chapter-06
Xu: Radar Systems, Chapter-06
19
Xu: Radar Systems, Chapter-06
20
第六章 雷达目标
6 1 雷达方程与雷达散射截面（RCS） 6.1 6.2 目标电磁散射的三个分区 6.3 散射中心的概念—带通滤波解释 6 4 散射中心的概念—电磁场解释 6.4 6.5 复杂目标的高频电磁散射机理 6.6 环境对目标散射特性的影响 6 7 目标极化散射矩阵概念 6.7
金属球的散射
在雷达观测看来，球应该是最简单的散射体了，因为从任何 观测方向看过去，它都 只是 个球 （投影为 个圆盘） 观测方向看过去，它都“只是一个球”（投影为一个圆盘） 只有金属球的RCS是同雷达观测方向和雷达波极化是无关的 在可见光谱段，你可以说，“无论怎么看、无论从哪里看， 在可见光谱段 你可以说 “无论怎么看 无论从哪里看 那只是个球。” 但是，在微波雷达频段，站在目标电磁散射的角度看，这句 但是 在微波雷达频段 站在目标电磁散射的角度看 这句 话就不再正确 — 在微波频段，金属球的散射随频率的变化特性 要比你想象的复杂得多！
雷达原理
一、绪论
雷达：无线电探测与测距。利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。
雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。定时器发射机收发开关天线
显示器接收机天控系统
组成框图
雷达测量原理
雷达发射信号：
雷达接收信号：
雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息
雷达组成：
天线：向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波
收发开关：
发射状态将发射机输出功率接到天线，保护接收机输入端
接收状态将天线接收信号接到接收机，防止发射机旁路信号
发射机：在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波
接收机：放大微弱的回波信号，解调目标信息
雷达的工作频率：
工作频率范围：22mhz--35ghz
扩展范围：2mhz--94ghz
绝大部分雷达工作在：200mhz--10000ghz
雷达的威力范围：最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围
分辨力：区分点目标在位置上靠近的能力
距离分辨力：同一方向上两个目标之间最小可区别的距离
角度分辨力：在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度
数据率：雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数，也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。
跟踪速度：自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度
发射功率的和调制波形：
发射功率的大小直接影响雷达的作用距离
发射信号的调制波形：
早期简单脉冲波形，近代采用复杂波形
脉冲宽度：脉冲雷达发射信号所占的时间。影响探测能力和距离分辨力
重复频率：发射机每秒发射的脉冲个数，其倒数是重复周期。决定单值测距的范围，影响不模糊速区域大小
雷达原理-第5章 雷达作用距离_OK
12
10－ 10 5
10－ 8
10－ 6
0
10－ 4
－5
－ 10
－ 15 1
10
100
1000
10 000
脉冲数
图 线性检波非起伏目标检测因子(所需信噪比)与
非相参脉冲积累数的关系(Pd=0.5)
49
第 5 章 雷达作用距离
15
检测因子 Do / dB
10
Pfa ＝ 10－ 12
10－ 10
5
10－ 8
39
第 5 章 雷达作用距离 5.2.3 检测性能和信噪比
1. 虚警概率Pfa
Pfa VT Pn (r)dr
通常加到接收机中频滤波器(或中频放大器)上的噪声是宽带高 斯噪声, 其概率密度函数由下式给出:
1
r2
p(r)
2
exp
2
2
40
第 5 章 雷达作用距离
高斯噪声通过窄带中频滤波器(其带宽远小于其中心频率)后加到 包络检波器, 根据随机噪声的数学分析可知,包络振幅的概率密度 函数是瑞利分布的
20
第 5 章 雷达作用距离
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第 5 章 雷达作用距离
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第 5 章 雷达作用距离
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第 5 章 雷达作用距离
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第 5 章 雷达作用距离
雷达系统原理PPT课件
• 典型的雷达天线有抛物面反射天线和阵列天线，天线的性能直接 影响雷达的性能表现。 影响目标回波接收质量的因素有旁瓣电平 和天线波束宽度。天线波束宽度越窄，雷达分辨力 越强；旁瓣电 平越低，产生的假回波图像越少。
旁瓣
• 主瓣为由天线发出的最强波束， • 其他较弱的波束被称为旁瓣。 • 旁瓣电平为主瓣电 平与最大旁瓣电平之差
雷达盲区
• 由于雷达的无线电波就是视野，若雷达的天线周围存在电波无法 穿透的物体，如 本船接近雷达天线的烟囱主桅或，大船或大山等， 就会给雷达造成盲区。形成盲 区时，就有可能投射一个长的阴影 并全部或部分档住目标。 主桅或烟囱形成的盲区是在雷达安装时 就可以发现的，只有设置好天线位置，就 可以有效的较少盲区的 产生。由于在盲区内的目标有可能不可见，所以进入有盲 区区域 时，须格外谨慎。
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假回波图像
• 屏幕上有可能会出现实际不存在的假回波图像。 造成假回波的现 象按如下分类及处理：
• 虚假图像 • 双重目标图像 • 旁瓣图像
虚假图像
• 附近的大型物体的回波图像有可能会出现在两个不同的位置。一 个是实际的图 像，另一个则可能是被主桅或烟囱等反射的回波造 成假回波图像。那在屏幕上， 一个回波图像就出现在正确的距离 及方位，而另一个图像则出现在烟囱或主桅等 的方向上。桥梁和 码头等也有可能造成假回波图像。
现代雷达理论与技术 教学大纲
第一章
理解麦克斯韦方程组包含电流连续性定理的物理意义和推导过程；电磁场边界条件推导过程；波动方程的推导；坡印廷定理及物理意义；能够分析电磁波在不同媒质（损耗、色散、平面分层）的传播特性；理解电磁波的极化；理解电磁波散射的特点（理解电磁波与目标相互作用过程），掌握雷达截面(RCS)和雷达散射系数，理解雷达方程；掌握简单目标的极化散射矩阵的推导方法；理解单站散射和多站散射的基本概念以及在一定条件下双站散射可等效于单站散射的基本原理；了解电磁波散射问题分析计算的常用方法的基本分类和基本步骤。
了解雷达的主要分类，掌握合成孔径雷达获得方位向高分辨率的原理及推导；理解SAR图像的斑点噪声的本质；合成孔径雷达与逆合成孔径雷达的相同点和不同点；理解跟踪雷达（单脉冲测角）、超视距雷达、海洋观测雷达（雷达散射计和雷达高度计）的工作原理，能够解释雷达测量得到的后向散射功率与海面风速变化的关系。
第二章
了解雷达系统的基本组成。了解天线的基本理论（基本分析方法）和分类。掌握半波振子和全波振子天线电流分布，会分析无限大导电平面上的电流源的镜像电流的电流方向；理解矩量法（Method of Moments）分析求解线天线电流分布的基本过程；掌握口径场方法分析天线的辐射特性；了解天线的基本分类及其特点；了解反射面天线的工作原理；能够推导天线的远场条件；能够推导天线阵的方向图，
掌握阵列天线不出现栅瓣的条件；掌握天线阵加权的基本方法；掌握相控阵天线的工作原理。
第三章
了解常用的雷达信号模型及特点；了解相干雷达的本质；掌握复信号的四种表达方式；理解I/Q调制和解调的作用。掌握Chirp信号的匹配滤波和Stretch处理方法以及相位编码信号的压缩方法；掌握调频步进脉冲信号的优势和自相关函数；能够判断不同入射角地距分辨率的大小。了解交轨干涉和顺轨干涉的用途、基本原理以及基本信号处理步骤。理解并掌握Doppler频率（移）的推导过程；理解广义合成孔径基本原理；理解阵列雷达空时自适应处理（STAP）的基本概念；了解时频分析方法在雷达信号处理中的应用；掌握通过对信号加窗来降低脉冲压缩旁瓣的常用方法。
(整理)经典雷达资料-第23章 气 象 雷 达-1
第23章气象雷达
RobertJ.Serafin
23.1 引言
当编写这本手册时，雷达气象学领域正发生着巨大的变化。虽然大多数雷达工程师熟悉当前所使用的气象雷达，但几乎没有人意识到过去20年里在气象雷达领域中所取得的发展。例如，应用现代数字信号处理技术和显示技术的多普勒雷达气象学发展得如此迅猛，致使美国正计划用新一代的多普勒雷达系统（NEXRAD）代替现行使用的气象雷达网络。该系统将对暴风雪、降雨量、飓风、龙卷风及其他重要天气现象提供定量的和自动的实时信息，并在空间上和时间上比以往具有更高的分辨力[1]。在机场终端区域，第二个多普勒雷达网络将对阵风前沿、风切变、微爆和其他天气危害作出定量测量，以提高美国主要机场运行的安全性[1][2]。运用平板天线、彩色显示器和固态发射机的新一代多普勒雷达现在可供商业飞机使用，而且这些技术有许多已被世界各国推广应用。
气象雷达研究界采用多部多普勒雷达获得三维风场[3]。机载多普勒雷达[4][5]已经用来模仿这些能力，提供更高的机动性。极化分集技术[6]用来辨别水中的冰雪微粒，以提高对降雨的定量测量，并检测冰雹。同时，在新型雷达系列中，UHF和VHF固定波束系统正被用来得到连续的水平气流分布图[7]。这些例子是研究领域活力的例证。
本章将向读者介绍气象雷达，特别是气象雷达所特有的系统特性。在这一点上，应当注意的是大多数气象雷达与其他用途的雷达具有很多相似之处，即脉冲和脉冲多普勒系统是一致的；均使用抛物面天线、焦点馈电、低噪声固态接收机、磁控管、锁相磁控管、速调管、行波管及其他形式的发射机。
雷达介绍PPT课件
三、雷达的发展历史
•60年代，电扫描相控阵天线。美国AN/SPS-33防空相控阵雷 达工作于S波段（2G～4GHz,10cm），方位机械扫描，仰角 电扫描。 •1964年，美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人 造地球卫星或空间飞行器。 •60年代，NRL美国海军实验室研制成探测距离在3700km以 上的“麦德雷”高频超视距雷达，首先证明了超视距雷达探 测飞机，弹道导弹和舰艇的能力，还能确定海面状况和海洋 上空风情的能力。
பைடு நூலகம்电子系统
——雷达系统
第一讲 介绍
“活雷达”－蝙蝠
05.12.2020 2
雷达
RADAR —— RAdio Detection And Ranging
05.12.2020 3
原理
05.12.2020 4
电磁波谱
05.12.2020 5
电磁波
波段
频段
长波/地波 100kHz~ 300kHz
波长
05.12.2020 15
三、雷达的发展历史
•合成孔径雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达在70年代得到新 的发展。 •70年代中期，合成孔径雷达的计算机成像。装在卫星的合成孔 径雷达获得分辨率25×25m的雷达图像，1cm波段的机载合成 孔径雷达可以达到0.09m2的分辨率。 •70年代越南战争后期，出现用甚高频（VHF）雷达探测地下坑 道。 •空间应用方面，雷达用来帮助“阿波罗”飞船在月球着陆，在 卫星方面被用作高度计，测量地球及其表面的不平度。 •70年代，“丹麦眼镜蛇”雷达是一部又代表性的大型高分辨率 相控阵雷达，美国将该雷达用于观测，跟踪苏联勘查加半岛下 靶场上空的多个再入弹道导弹的弹头。
现代雷达系统分析与设计第10章
4.天线波束扫描导致的栅瓣位置
当单元之间的“空间相位差”与“阵内相位差”平衡时， 由式(10.2.15)知，当下式满足时，波瓣图出现最大值：
(10.2.25) 式中，θm为可能出现的波瓣最大值。当m＝0时，由式 (10.2.25)可以确定波瓣最大值的位置。当m≠0时，除了由κdsinθ －sinθB＝0决定的θ方向(θ＝θB)上有波瓣最大值外，在由 κdsinθm－sinθB＝m2π决定的θm方向上也会有波瓣最大值，即栅 瓣。栅瓣将影响目标检测，所以必须被抑制掉。
第10章相控阵雷达与数字阵列雷达
➢10.1 ➢ 10.2 相控阵天线的基本原理 ➢ 10.3 相控阵雷达系统的组成与特点及性能指标 ➢ 10.4 数字波束形成(DBF) ➢ 10.5 阵列天线的自适应信号处理 ➢10.6 数字阵列雷达 ➢ 10.7 MATLAB
1
相控阵是由若干单独的天线或者辐射单元组成的电控扫描 阵列。它的辐射方向图由每一个天线单元上电流的幅度和相位 确定，并且通过计算机改变每一个天线单元上电流的相位来实 现波束的扫描。因此，相控阵天线的波束可以快速地从一个方 向扫描到另一个方向，具有很大的灵活性。它不同于用机械扫 描方法定位天线，相控阵的波束扫描几乎是无惯性的，比天线 机械扫描的雷达有更多的优越性。因此，相控阵雷达技术在过 去三十多年里得到迅速的发展，并在军事和民用领域得到广泛 的应用。
现代雷达系统分析与设计(陈伯孝)第12章
(12.3.5)
(12.3.6)
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(3)若接收机的带宽B=10.3 MHz，输出中频fIF=60 MHz，线 性动态范围DR-1=60 dB，A/DC的最大输入信号电平为2Vpp(峰 峰值，50Ω负载)，①计算接收机的临界灵敏度Smin、输入端的 最大信号功率电平、最大输出信号功率电平、增益；②选择合 适的A/DC，估算A/D噪声对系统噪声系数的影响。 ①接收机的临界灵敏度为
的一般流程如图12.1所示。雷达的战术技术指标在第1章已经
介绍过，各分系统指标在第2章已经介绍过，这里不再复述。 下面结合案例进行介绍。
3
图12.1雷达系统的一般设计流程
4
12.2某地面制导雷达系统设计
设计一部地面制导雷达，要求检测高度分别为7 km和2 km 的飞机和导弹，对飞机和导弹的最大探测距离分别为50 km和 90km。假定飞机的平均RCS和导弹的平均RCS分别是6 dBsm (σa=4 m2)和-10 dBsm,雷达工作频率f=3 GHz。假定雷达采用抛
(12.2.14)
(12.2.15)
15
图12.3两种目标在积累和不积累情况下SNR与距离的关系曲线
16
图12.3给出了两种目标在积累和不积累情况下SNR与距离 的关系曲线。由图可以看出，经脉冲积累后，在导弹和飞机的 最大作用距离处均可以达到SNR=15 dB的要求。
雷达原理
最高，总效率高可以节省能源。 调制形式
由于雷达体制不同，信号调制也不同，图中a为矩形
脉冲调制，b为脉冲压缩雷达的线性调制，c为相位脉 冲压缩雷达使用的相位编码信号。
雷达原理-发射机主要质量指标
信号稳定度
指信号的各项参数如振幅、频率（或相位)、脉宽、
重复频率等是否随时间作不应有的变化，会造成信号 不稳、假目标、旁瓣等。因此要求雷达发射机频谱纯 度要高，多普勒雷达一般要求达到-80db。
雷达原理
雷达的发展
雷达（RADAR），是英文“Radio Detection
and Ranging”（无线电侦测和定距）的缩写及音 译。将电磁能量以定向方式发射至空中，接收物体 所反射之电波，以计算出该物体的方向，高度及速 度，并且可以探测物体的形状。以地面为目标的雷 达可以用于探测地面的精确形状。
HF（3-30MHz） VHF（30-300MHz） UHF（300-1000MHz） L（1000-2000MHz）（Long） S（2000-4000MHz）（short） C（4000-8000MHz） （ Compromise） X（8000-12000MHz）（标示地 点） Ku（12-18GHz）（ K-undown） K（18-27GHz）（ Kurtz） Ka（27-40GHz） （K-above） mm（40-300GHz） 激光雷达（Lidar－LIght Detection And Ranging）
现代雷达系统分析与设计(陈伯孝)第3章
上述雷达方程虽然给出了作用距离和各参数间的定量 关系，但因未考虑设备的实际损耗和环境因素，而且方程 中还有两个不可能准确预定的量：目标有效反射面积σ和 最小可检测信号Smin，因此它常作为一个估算公式，用来 考察雷达各参数对作用距离影响的程度。
在实际情况中，雷达接收的回波信号总会受接收机内 部噪声和外部干扰的影响。为了描述这种影响，通常引入 噪声系数这一概念。根据式(2.3.6)，接收机的噪声系数F为
(3.1.2) 其中λ表示波长，天线等效面积Ae和天线物理面积A之 间的关系为Ae＝ρA，ρ是指天线的孔径效率(有效接收率)， 0≤ρ≤1，性能好的天线要求ρ接近于1。在实际中通常约取ρ 为0.7。本书提到的天线，除特殊声明外，Ae和A是不加区 别的。
5
增益与天线的方位和仰角波束宽度又有关系式：
(3.1.3) 式中K≤1，且取决于天线的物理孔径形状，θa、θe分别 为天线的方位和仰角波束宽度(单位为rad)。 在自由空间里，在雷达天线增益为Gt的辐射方向上， 距离雷达天线为R1的目标所在位置的功率密度S1为
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本节首先介绍RCS的定义，然后介绍影响RCS的几个 因素及计算，最后介绍统计意义上的雷达横截面积模型和 模型对最小可检测信号的影响。
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3.2.1 RCS的定义
雷达是通过目标的二次散射功率来发现目标的。一般 用后向散射能量的强度来定义目标的RCS。为了描述目标 的后向散射特性，在雷达方程的推导过程中，定义了“点” 目标的RCS为σ，σ定义为
雷达原理
1、MTI：动目标显示
z基本原理：
动目标显示雷达是在普通脉冲雷达基础上发展起来的。这种体制的雷达能在杂波或噪声干扰背景中抑制固定干扰、探测运动目标信息。其基本原理在于利用运动目标回波多普勒频移效应，借助固定目标回波同动目标回波经相检波输出的视频脉冲串在幅度上的差异，通过延迟对消实现动目标检测。
z功能：可在空对地、空对海、地对地场合发挥空中预警、目标指示或武器控制的功能。
z MIT信号的主要特征：
（1）低重频，一般低于4KHZ（可保证无测距模糊）；
（2）采用参差重频、脉组间变重频及重频分集技术（获得目标速度信息，克服盲速）；
（3）载频主要分布于L、S波段；
（4）有较高的雷达工作频率稳定度（为了提取动目标频移信息）；
（5）脉冲重频稳定度高（为实现延迟对消）；
2、PD雷达：脉冲多普勒雷达
z基本原理：PD雷达是在MTI雷达的基础上建立起来的，比MTI有更强的杂波抑制能力，改善因子高达50-60dB，且具有普通脉冲雷达的距离分辨力及连续波雷达的速度分辨力。PD雷达的PRF可分为高，中，低三种，其特点及用途也是根据PRF划分的。一般而言，低重频PD雷达也就是MTI 雷达，所谓PD雷达主要指高，中重频的情形。
z功能：
表 PD雷达的分类与功能
分类 PRF范围 特点 功能
高PRF 几十KHZ—几
百KHZ 不存在速度模糊，但有距
离模糊
机载预警（高空）
中PRF 10KHZ-20KHZ 存在速度模糊、距离模糊目标跟踪（近程低空）
低PRF 不超过几KHZ 存在速度模糊，但没有距
离模糊
MTI
z信号特征：
(1) 信号为一组相干脉冲串,有高度的短期稳定性,无论工作频率,脉宽,脉位,脉幅要求苛刻.
现代雷达系统分析与设计(陈伯孝)第9章
进行连续跟踪，并且提供较高的数据率。该类雷达主要应用于
导弹制导武器系统，对飞机目标或导弹目标进行跟踪，其数据 率通常在每秒10次以上。
5
(2)自动检测与跟踪(ADT)。这种跟踪是空域监视雷达的主 要功能之一。几乎所有的现代民用空中交通管制雷达和军用空 域监视雷达中都采用了这种跟踪方式。数据率依赖于天线的扫 描周期(周期可从几秒到十几秒)，因此，ADT的数据率比STT 低，但ADT具有同时跟踪大批目标的优点(根据处理能力一般 能跟踪几百甚至几千批次的目标)。与STT雷达不同的是它的天 线位置不受处理过的跟踪数据的控制，跟踪处理是开环的。 (3)边跟踪边扫描(TWS)。在天线覆盖区域内存在多个目标
17
9.2.2 雷达测量的理论精度
噪声是影响雷达测量精度的最主要因素。雷达测量误差的 度量即精度是指测量值(估计值)与真实值之差的均方根值(rms)。 在本章附录里利用最大似然函数推导了时延、频率、角度的估 计精度。雷达测量量M的理论均方根误差为 (9.2.2a) 式中，k是大约为1的常数，ΔM是M的分辨率，E是信号的
所要求的典型信噪比条件下，目标的测角精度大约为1/10个波
束宽度。如果信噪比足够大并且尽可能地使误差最小，则用于 靶场测量的单脉冲雷达的测角精度可达0.1毫弧度(0.006°)。
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(3)径向速度测量。在许多雷达中，速度的径向分量根据距 离的变化率来获得。但是这种求距离变化率的方法在这里并不 作为基本雷达测量来考虑。多普勒频率是获得径向速度的基本 方法。多普勒频率fd与径向速度vr的经典表达式
现代雷达理论与技术 考试资料 (1)
1． 推导高斯磁场定理0B ∇=.
2． 推导电流连续性定理：
0=+•∇→dt
d J ρ 3． 如何麦克斯韦方程推导出波动方程。
6、谈谈你对本课程学习的体会、建议。
8、看图识别分辨率高低。
9．列举常用的雷达信号模型。
10．从电磁波传播及散射角度上，说明sar/insar 或者其他微波雷达能够全天候工作而光学机不能工作的原因。
11.论述电磁波绕射能力与电磁波的频率关系，并解释原因。
12．写出TE 波与TM 波从媒质1入射到媒质2时的反射与透射系数计算公式，并说明何种波存在Bruest 角。
13．噪声雷达具有LPI/LPD 和抗干扰性能强？
14、有两个同样的带宽完全一样的SAR 系统，SAR1距离向的入射角大于SAR2的距离向入射角，请问哪个SAR 系统获得的距离向地距分辨率更高，为什么？
15、解释为什么聚束SAR 比条带SAR 获得更高的分辨率？
16．请写出圆极化基于线极化基德矩阵关系。
17．一个红色物体，以接近光速的速度离你远去，此时你看到的这个物体的颜色会发生变化吗？
18、解释一调频斜率为正的线性调频脉冲信号（chirp 信号），经过一层损耗媒质后，波形会怎么变化？
19.用两种以上的观点解释合成孔径雷达获得方位角高分辨率的原理。
20．推导如图所示的二面角的极化散射矩阵，并画出90o
ϕ=时~ 21、某一雷达以零度入射角观测海面（例如雷达高度计），说明雷达测量得到的后向散射功率与海面风速变化的关系，并进一步解释下图中海面状态的区别。 （粗糙度与散射的关系）
22．请说明雷达观测地面目标时，采用波束有限体制和脉冲有限体制的区别。
雷达原理与系统-雷达系统组成与雷达方程
4
PtG2 2
(4π)3 Smin
4
表明了作用距离Rmax和雷达参数以及目标特性之间的关系。在上式中第一个等式里 Rmax与λ1/2成反比，而在第二个等式里Rmax却和λ1/2成正比。这里看似矛盾，其实并不 矛盾。这是由于在第一个等式中当天线面积不变、波长λ增加时天线增益下降，导致 作用距离减小；而在第二个等式中，当天线增益不变，波长增大时要求的天线面积亦 相应增大，有效面积增加，其结果是作用距离加大。
基本雷达方程的适用场合： （1）未考虑电磁波在实际传播环境中，各种传播媒介（例如大气层的云雾、雨、 雪等）以及地（海）面反射，对电波传播产生影响； （2）认为雷达波束指向目标，即天线方向图函数在方位和仰角维的最大值方向为 目标方向。
2.2 基本雷达方程
[例2-1] 某C波段雷达(收发共用天线)，参数：工作频率 f0 5.6GHz
解：雷达带宽
B1
1 0.2 106
5 (MHz)
67 dB
波长
c f0
3 108
5.6 109
0.0536 (m)
（1）目标所在位置的雷达辐射功率密度
2 : -25.42 dB
Pt =1.5MW 61.76 dB
R =75 km 58.75 dB
10lg(4) = 11 dB
S1
Pt Gt
雷达方程虽然给出了作用距离和各参数间的定量关系，但因未考虑设备的实际损耗和 环境因素, 而且方程中还有两个不可能准确预定的量：目标有效反射面积σ和最小可检 测信号Si,min，因此雷达方程常作为一个估算公式，用来考察雷达各参数对作用距离影 响的程度。