01第一章雷达基本工作原理
雷达技术的基本原理及应用
雷达技术的基本原理及应用一、雷达技术的基本原理雷达（RAdio Detection And Ranging）是一种利用电磁波进行探测、测量和定位的无线通信技术。
它通过发射电磁波，并接收返回的信号来判断目标的位置、速度和其他相关信息。
雷达技术的基本原理如下：1.发射器：雷达通过发射器产生电磁波（通常为射频波），并将其辐射到空间中。
发射器的频率和功率决定了雷达的探测能力和范围。
2.天线：雷达的天线用于接收经目标反射回来的信号，并将其转换为电信号。
雷达可以采用不同类型的天线，如单极化天线、双极化天线和相控阵天线等，以实现不同的功能和应用需求。
3.反射回波：当雷达发射的电磁波遇到目标（如飞机、船只、天气等），部分能量会被目标反射回来，形成反射回波。
雷达接收到这些回波信号后，可以分析它们的时间延迟、频率偏移和幅度变化等信息来推断目标的属性。
4.接收器：雷达的接收器用于接收并放大天线接收到的回波信号，然后将其转换为数字信号进行后续处理和分析。
5.信号处理和分析：雷达的信号处理和分析单元对接收到的信号进行处理和分析，以提取目标的相关信息，如距离、速度、方向和形状等。
常用的信号处理算法包括傅立叶变换、滤波和目标特征提取等。
二、雷达技术的应用雷达技术具有广泛的应用领域，包括军事、民用和科研等方面。
以下列举了雷达技术在不同领域中的应用：1. 军事应用•战术侦察：雷达可以用于侦察敌方的军事装备和活动，提供情报支持和作战决策。
•目标跟踪：雷达可以用于实时跟踪和监视敌方目标的位置和状态，以进行情报收集和打击行动。
•防御系统：雷达可以用于监测和拦截敌方的导弹、无人机和飞机等威胁，提供防空和导弹防御能力。
2. 民用应用•航空导航：雷达可以用于飞机和船只的导航和防撞系统，提供安全和精确的定位服务。
•天气预报：雷达可以用于监测和研究天气现象，如降水、风暴和气象变化等，为天气预报提供数据支持。
•海洋勘测：雷达可以用于海洋资源的探测和勘测，如海洋地质、浮冰分布和鱼群迁徙等。
雷达基本工作原理
眼睛” 是驾驶员的“眼睛”！
4
航海雷达与ARPA
绪
论
六、雷达的发展概况
年代： 30 年代：
By 1934 R.M.Page had photographed their first radar echo at NRL and by 1938 the US SCR-268 radar was operational as an Anti Aircraft AA radar. The US first naval radar XAF was at sea in 1938 aboard the USS New York.
8
航海雷达与ARPA
2、测向原理
绪
论
过程分析： 过程分析：
天线高度定向性——θh很小 a、天线高度定向性 θ 该目标接收电波——反射 b、只有当主波束对准目标——该目标接收电波 只有当主波束对准目标 该目标接收电波 反射 当偏离目标——主波束不对准 c、当偏离目标 主波束不对准 该目标——不能被探测 不能被探测——无反射 该目标 不能被探测 无反射 ∴ 主波束轴方向——代表O—T之间的方向；[理解：→第1 主波束轴方向 代表O T 之间的方向； 理解： 代表 要点] 要点] d、由于显示器扫描线与天线同步旋转 当主波束扫到某一方向——扫描线相应扫在这一 即 ： 当主波束扫到某一方向 扫描线相应扫在这一 方位上。 方位上。 [理解：→第2要点] 理解： 要点] 该目标回波——就会立即在该方向上显示出来。 就会立即在该方向上显示出来。 ∴ 该目标回波 就会立即在该方向上显示出来
绪
论
CH1 雷达基本工作原理（ Radar basic principle of operation） operation） ξ1.1 雷达测距测方位基本原理 T2 T1 测距原理( 一. 测距原理( Ranging Principle)
《雷达基本工作原理》PPT课件-2024鲜版
雷达抗干扰与隐身技术探讨
2024/3/27
15
常见干扰类型及抗干扰措施
有源干扰
通过发射与雷达信号相似的干扰信号，使雷达难以区分目标回 波和干扰信号。
无源干扰
利用反射、散射等方式，使雷达信号偏离目标或产生虚假目标。
2024/3/27
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常见干扰类型及抗干扰措施
01
02
03
信号处理技术
采用先进的信号处理技术， 如脉冲压缩、动目标检测 等，提高雷达抗干扰能力。
2024/3/27
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《雷达基本工作原理》PPT课件
$number{ 01}
2024/3/27
1
目 录
• 雷达概述 • 雷达基本组成与工作原理 • 雷达探测目标与定位技术 • 雷达抗干扰与隐身技术探讨 • 新型雷达技术发展趋势展望 • 总结回顾与课程安排建议
2024/3/27
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01 雷达概述
2024/3/27
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雷达定义与发展历程
03
通过发射宽带信号和接收回波信号，实现距离向 高分辨率。
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合成孔径雷达（SAR）成像原理及优势分析
• 结合数字信号处理技术，对回波信号进行聚焦处理，得到 目标的高分辨率图像。
2024/3/27
26
合成孔径雷达（SAR）成像原理及优势分析
1 2
高分辨率 SAR成像技术可获得米级甚至厘米级的高分辨率 图像。
学术期刊
01
推荐学生阅读《雷达科学与技术》、《电子与信息学报》等学
术期刊，了解雷达领域的最新研究进展。
网络课程
02
推荐学生参加中国大学MOOC、网易云课堂等网络平台上的雷
达相关课程，拓宽知识面。
第一章雷达基本工作原理-雷达与雷达模拟器
电磁波特性
• 直线传播 • 二次辐射（反射）
目标
雷达目标
• 雷达所能发现的所有目标。
• • • • •
船舶 岛屿（陆地） 浮标 海浪杂波 雨雪杂波
目标信息
• • • • • •
相对位置（距离和方位） 真速度 真航向 CPA（Closest Point of Approach) DCPA(Distance to CPA) TCPA(TIME to CPA)
整机工作过程
• 通电后，雷达电源产生的中频电加到各分机。定时器
产生的触发脉冲一路送显示器控制扫描系统在荧光屏 上形成距离扫描线；一路送发射机，控制发射机产生 发射脉冲，经收发开关、波导管送天线并发射出去， 当雷达波遇到目标，被反射回来，一部分反射信号被 天线接收，送入接收机，构成目标回波脉冲，经放大 并变换成视频脉冲，加到阴极射线管，在扫描线相应 的位置上形成加强的回波亮点。天线的旋转方位角信 号经方位同步系统送入显示器，使扫描线与天线同步 旋转。天线旋转向四周发射雷达波，被目标反射回来 的雷达波在相应的扫描线上形成目标回波亮点。利用 测量标志可测量目标的距离和方位。
• • • • •
§1.3 雷达的基本组成部分及作用
• （4）天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲
聚成细束集中向一个方向发射，接收此方向目标反射 回来的雷达波（回波）送接收机。 • （5）接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千 万倍以符合显示器要求。 • （6）显示器：平面位置显示器（PPI），计时及计 算，将目标回波按目标的实际距离和方位显示在荧光 屏上；配有测量系统供随时测量。 • （7）雷达电源：把船电变成雷达所需的中频电。 400～2000 Hz。 ARPA : Automatic radar plotting aids —— a plotting device
雷达的工作原理
雷达的工作原理第一篇：雷达的工作原理雷达的工作原理蜻蜓的复眼我们知道，蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成，每个小眼都能成完整的像，这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。
与此类似，相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。
这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。
利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。
辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。
每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。
不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。
天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。
这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。
有源相阵控雷达和无源相阵控雷达的区别是就是无源是只有单个或者几个发射机子阵原只能接收，而有源是每个阵原都有完整的发射和接收单元！相控阵雷达的优点：（1）波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描，数据率高；（2）一个雷达可同时形成多个独立波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；（3）目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；（4）对复杂目标环境的适应能力强；（5）抗干扰性能好。
全固态相控阵雷达的可*性高，即使少量组件失效仍能正常工作。
但相控阵雷达设备复杂、造价昂贵，且波束扫描范围有限，最大扫描角为90°～120°。
当需要进行全方位监视时，需配置3～4个天线相控阵雷达与机械扫描雷达相比，扫描更灵活、性能更可*、抗干扰能力更强，能快速适应战场条件的变化。
多功能相控阵雷达已广泛用于地面远程预警系统、机载和舰载防空系统、机载和舰载系统、炮位测量、靶场测量等。
美国“爱国者”防空系统的AN／MPQ-53雷达、舰载“宙斯盾”指挥控制系统中的雷达、B-1B轰炸机上的APQ-164雷达、俄罗斯C-300防空武器系统的多功能雷达等都是典型的相控阵雷达。
雷达工作原理
雷达工作原理雷达（Radar）是一种通过利用电磁波进行目标探测和测距的技术装置。
雷达工作原理涉及到了电磁波的发射、接收和信号处理等过程，在这个过程中，雷达能够探测到目标的位置、速度甚至形状等信息。
1. 雷达的发射过程雷达通过发射电磁波来进行探测，这些电磁波会在空间中传播，并与目标发生相互作用。
雷达所发射的电磁波通常是微波，因为微波在大气中的传播损耗较小。
2. 雷达的接收过程当发射的电磁波遇到目标时，一部分会被目标吸收，另一部分会被目标反射回来。
雷达通过接收这些反射回来的电磁波来获取目标的信息。
雷达接收到的电磁波被称为回波。
3. 雷达的信号处理过程雷达接收到的回波信号会经过一系列的信号处理过程，包括放大、滤波、解调和解码等。
通过这些信号处理手段，雷达能够从回波信号中提取出目标的位置、速度等信息。
4. 雷达的工作原理雷达的工作原理可以简述为：利用电磁波的传播特性和目标对电磁波的反射特性，通过发射电磁波并接收回波信号，从而获取目标的相关信息。
在具体的实现中，雷达工作原理通常包括以下几个步骤：(1) 发射：雷达发射微波信号，这些信号以一定的功率和特定的频率被辐射出去。
(2) 传播：发射的微波信号在空间中向各个方向传播，当遇到目标时，一部分信号被目标吸收，一部分信号被目标反射。
(3) 接收：雷达接收到目标反射回来的微波信号，这些信号又称为回波。
(4) 信号处理：雷达对接收到的回波信号进行放大、滤波、解调和解码等信号处理，以提取目标的相关信息。
(5) 分析和显示：通过对处理后的信号进行分析和处理，雷达能够准确地确定目标的位置、速度、大小等信息，并将这些信息以合适的方式进行显示。
综上所述，雷达工作原理是通过发射和接收电磁波来实现对目标的探测和测距。
通过信号处理和分析，雷达能够准确地获取目标的相关信息，广泛应用于军事、天气预报、航空航天、海洋探测等领域。
雷达技术的不断进步和发展，使得雷达在现代科技中发挥着越来越重要的作用。
雷达原理知识点汇总
雷达原理知识点汇总第一章绪论1、雷达概念(Radar)：radar的音译，“Radio Detection and Ranging ”的缩写。
原意是“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
2、雷达工作原理：发射机在定时器控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。
在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后，送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。
3、雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位。
随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
4、从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息，通过什么方式获取这些信息？斜距R : 雷达到目标的直线距离OP。
方位角α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
俯仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。
5、雷达工作方式连续波和脉冲波6、雷达测距原理R=(C∆t)/2式中，R为目标到雷达的单程距离，∆t为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，C为电磁波的传播速率(3×108米/秒)7、影响雷达性能指标脉冲宽度（窄），天线尺寸（大），波束（窄），方向性。
8、距离测量分辨力两个目标在距离方向上的最小可区分距离：Δr c=c/2(τ+d/υn)∆rc=c/2(τ+d/υn)或者Δr c=c/2∙1/B∆rc=c/2∙1/B其中，d为光点直径，υnυn为光点扫面速度；B为有效相关带宽。
9、雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么？同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机：产生大功率射频脉冲。
雷达基本原理
雷达基本原理
雷达是一种利用电磁波进行目标探测和测距的设备。
其基本原理依据的是电磁波的传播和反射特性。
雷达系统由一个发射器和一个接收器组成。
发射器发射高频电磁波（通常为无线电波），这些波会向外辐射形成一个由发射机中心发射出的球面波。
当球面波遇到一个目标物体时，它会被反射回来并被接收器接收。
接收器接收到反射回来的电磁波后，会将其转化为电信号。
然后，信号被处理，并通过计算目标物体与雷达之间的距离、方位和速度等信息。
这些信息可以用来确定目标物体的位置以及其他特征。
雷达的测距原理基于电磁波的速度与波长之间的关系。
发射器和接收器之间的距离可以通过测量电磁波的往返时间来确定。
因为电磁波在空间传播的速度是已知的，所以可以根据往返时间计算出距离。
通常，雷达系统会使用脉冲信号来测量距离。
雷达还可以根据接收到的反射信号的频率变化来确定目标物体的速度。
这是基于多普勒效应的原理。
当目标物体相对于雷达运动时，反射信号的频率会发生变化。
通过测量这种频率变化，可以计算出目标物体的速度。
除了测距和测速以外，雷达还可以通过分析反射信号的强度和方向来确定目标物体的位置和形状。
不同的目标物体对电磁波具有不同的反射特性，这可以被用来区分不同的目标。
总之，雷达基于电磁波的传播和反射特性进行目标探测和测距。
通过测量电磁波的时间、频率和强度等特征，雷达可以提供关于目标物体位置、速度和形状等信息。
雷达基本工作原理ppt课件
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
船电
显示器
回波 船首线 方位
精品课件
12
3 雷达相关技术参数
1. 波长λ
S 波段 X 波段
10cm波长 2000~4000MHz 7.5~15cm 3050MHz
3cm波长 8000~12500MHz 2.4~3.75cm 9375MHz 。
天气好: X band; 天气坏(雨/雪) : S band
方位标志
固定距标圈 荧光屏边缘
精品课件
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理
Δt: 往返于天线与目标的时间,
C: 电 磁 波 在 空 间 传 播 速 度
3×108m/s。
R
=
1 C
×Δ
t
2
2. 雷达测向原理 借助于定向天线 － 扫描.
精品课件
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2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
长脉冲 →窄范围的频谱 △f ↑→ 噪声↑→灵敏度↓→ 失真↓ △f ↓→ 噪声↓→ 灵敏度↑→ 失真↑ 兼顾: 远量程 △f ↓→ 灵敏度↑
近量程 △f ↑→ 灵敏度↓ 航海雷达 1～25 MHz
精品课件
15
3 雷达相关技术参数
8.天线增益
定向天线最大辐射方向的功率与点状天线各向均匀辐射的平均功率之比。
目标
4
雷达目标
雷达所能发现的所有目标。
▪ 船舶 ▪ 岛屿（陆地） ▪ 浮标 ▪ 海浪杂波 ▪ 雨雪杂波
精品课件
5
目标信息
相对位置（距离和方位） 真速度 真航向 CPA（Closest Point of Approach) TCPA(Distance to CPA)
雷达工作原理是什么
雷达工作原理是什么
雷达是一种利用无线电波来探测目标的设备，它的工作原理主
要包括发射、接收和信号处理三个部分。
雷达工作原理的核心是利
用电磁波在空间中的传播特性，通过发射和接收电磁波来实现对目
标的探测和测距。
下面我们将详细介绍雷达的工作原理。
首先，雷达发射部分。
雷达通过天线向空间发射一定频率的电
磁波，这些电磁波在空间中以光速传播。
发射的电磁波遇到目标后，一部分被目标反射，另一部分被目标吸收或穿透。
被目标反射的电
磁波再次传播回雷达系统。
其次，雷达接收部分。
雷达接收到目标反射回来的电磁波后，
通过天线接收这些电磁波信号。
接收到的信号包含了目标的回波信息，这些信息经过接收系统的处理后，可以得到目标的位置、速度
等信息。
最后，雷达信号处理部分。
接收到的信号经过放大、滤波、解
调等处理，最终得到目标的回波信号。
通过对这些信号进行分析处理，可以实现对目标的探测、测距和跟踪。
总的来说，雷达工作原理是利用发射的电磁波与目标反射的电磁波之间的相互作用，通过接收和信号处理来实现对目标的探测和测距。
雷达在军事、航空、航海、气象等领域有着广泛的应用，它的工作原理也为我们理解和利用雷达提供了重要的理论基础。
雷达工作原理
雷达工作原理第一篇：雷达工作原理雷达的原理雷达(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。
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。
雷达工作原理
雷达工作原理
雷达是一种利用电磁波进行测距和探测目标的设备。
雷达工作原理是基于波的传播和反射原理，包括发射、接收和处理三个主要步骤。
首先，在雷达中，发射器产生一束高频电磁波，并将其发射出去。
这一电磁波经过天线进行辐射，形成一个脉冲或连续波，并沿着预定的方向传播。
接下来，沿着传播路径，电磁波会遇到目标物体。
当电磁波与物体相交时，部分能量会被物体吸收，而另一部分会被物体反射回来。
这种反射的现象叫做回波。
然后，天线会接收到这些回波。
回波经过天线后，会被传递到接收器中进行处理。
接收器接收到回波信号后，会将其转换为电信号，并通过放大和滤波等处理步骤来增强和整理信号。
最后，经过处理后的信号会传递给显示器进行显示和分析。
根据回波的时间和强度，雷达系统可以确定目标物体的距离、方位和速度等信息。
总的来说，雷达利用发射出去的电磁波与目标物体的反射波之间的差异来探测和测量目标物体的位置和特征。
通过不断重复上述工作步骤，雷达可以实时地检测和跟踪目标，具有广泛的应用领域，如航空、海洋、气象等。