雷达原理(第三版)第8章概论
现代雷达系统分析与设计(陈伯孝)第8章
(8.1.9)
17
代入式(8.1.7)，得到总错误概率与联合概率分布密度函数 的关系为
(8.1.10)
18
观察空间的划分应保证总错误概率Pe最小，即后面的积分 值最大。因此，满足
(8.1.11) 的所有点均划在D1范围，判为有信号；而将其它的点，即 满足
的所有点划在D0范围，判为无信号。
4
图8.1 雷达信号检测模型
5
雷达的检测过程可以用门限检测来描述，即将接收机的接 收信号经信号处理后的输出信号(本书中称为检测前输入信号) 与某个门限电平进行比较。如果检测前输入信号的包络超过了 某一预置门限，就认为有目标(信号)。雷达信号检测属于二元 检测问题，即要么有目标，要么无目标。当接收机只有噪声输 入时，为H0假设；当输入包括信号加噪声时，为H1假设，即：
0(只有噪声)，式(8.2.9)变成Rayleigh概率密度函数，
(8.2.11)
当
很大时，式(8.2.9)变成均值为A、方差为
的Gaussian概率密度函数，
(8.2.12)
30
对式(8.2.8)中的r积分得到随机变量j的pdf
其中
(8.2.13)
(8.2.14)
31
为标准正态分布函数，在大多数数学手册中可以查达接收信号进行正交双路匹配滤波、平方律检波和判 决的简化框图如图8.5所示。假设雷达接收机的输入信号由目 标回波信号s(t)和均值为零、方差为σ 2n的加性高斯白噪声 n(t)组成，且噪声与信号不相关。
23
图8.5 平方律检波器和门限判决器的简化框图
24
匹配滤波器的输出信号可以表示为
当只有噪声(A＝0)时，f(j)简化为{0，2π}区间的均匀分布
雷达原理与系统教学讲义
雷达原理与系统教学
三、测速原理
当目标相对于RD运动后，出现△fD(回 波相对于发射ft 的频率偏移)，此时， 目标相对于RD的径向速度为：
角度采用度或密位表示, 其关系为：360度=6000密位 1度=16.7 密位 国外常用角度单位为弧度，度及毫弧度关系为：
1弧度=57度= 1000毫弧度 1毫弧度=0.057度
雷达原理与系统教学
注意：关于真北的概念及三北方向*
我国通用的标准方向有真子午线方向、 磁子午线方向和坐标纵轴方向，简称 为真北方向、磁北方向和轴北方向， 即三北方向。
雷达原理与系统教学
3．坐标纵轴方向：
在高斯平面直角坐标系中 ， 其每一投影带中央子午线的 投影为坐标纵轴方向，即轴 北方向。若采用假定坐标系 则坐标纵轴方向为标准方向 。 在同一投影带内，各点的坐 标纵轴线方向是彼此平行的 。
雷达原理与系统教学
三北之间的关系*
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
A=β+δ A=α+λ α=β+δ+λ
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
雷达原理与系统教学
真北是通过地面或图面上某点指向北地 极的方向，即经线（亦称子午线）所指 的北，磁北则是通过地面或地图上某点 指向北磁极的方向，由于磁极与地极并 不完全一致，所以磁北方向与真北方向 常有一定的夹角。这个夹角叫做磁偏角。
雷达原理习题集
2-5. 某刚性开关调制器如图，试 画出储能元件 C 的充放电 电路和c∼g点的时间波形
2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压 10V，试画出该人工长线放
电时（开关接通）在负载 RH 上产生的近似波形，求出其脉冲宽度
KL
L
L
L
L
L
RH C
C
C
C
C
C
L=25μh，C=100pF，RH=500Ω 2.7. 某软性开关调制器如图，已知重复频率为 2000Hz，C=1000pF，脉
5-7. 已知雷达在 Pfa = 10−6 , Pd = 60% ，对小型歼击机的作用距离为 300Km， 求当 Pfa = 10−11, Pd = 99.9% 时对大型远程轰炸机的作用距离。
5-8 ． 某 雷 达 重 复 频 率 fr = 600Hz ， 水 平 波 束 宽 度 θα = 3o ， 要 求 以 Pfa = 10−12 , Pd = 90% ，发现某一型号的目标，已知不用脉冲积累和不 起伏的作用距离 R0 = 300Km ，现用检波后积累，求： ⑴天线环扫速度为 15 转/分时的作用距离。 ⑵天线环扫速度减为 3 转/分时的作用距离变换多少倍。 ⑶若目标按 SWELLINGⅠ型起伏时，天线环扫速度为 15 转/分时的 作用距离。
第四章
4-1. 已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度 10V/cm，Rmax 对应扫略线长度 l=30cm，标尺系数 m=0.2cm/Km，现保证全程测量，采用 A/R 显示 方法，将 70Km~80km 一段标尺系数扩大 5 倍，画出加于 x 偏转板、 y 偏转板上的偏转信号和加于阴极上的辉亮信号，表明锯齿电压的 斜率，对准时间关系
离雷达 R0 处时，目标回波的平均强度正好与金属球的回波强度相
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。
雷达原理ppt课件68页PPT知识讲解
雷达对抗的重要性
取得军事优势的重要手段和保证
典型战例1：二次世界大战的诺曼地登陆，盟军 完全掌握了德军德40多不雷达的参数何配置， 通过干扰何轰炸，使德军雷达完全瘫痪。盟军 参战的2127艘舰船，只损失了6艘。 海湾战争：多国部队凭借高技术优势，在战争 的整个过程中使用了各种电子对抗手段，使伊 军的雷达无法工作、通信中断、指挥失灵。双 方人员损失为百人比数十万人。
电子战（EW）的含义
电子战是敌我双方利用电磁能和定向能破 坏敌方武器装备对电磁频谱、电磁信息 的利用或对敌方武器装备和人员进行攻 击、杀伤，同时保障己方武器装备效能 的正常发挥和人员的安全而采取的军事 行动。
电子战（EW）的含义
传统的电子战： 电子对抗（ECM）,包括电子侦察、干扰、
隐身、摧毁。 电子反对抗（ECCM）,包括电子反侦察、
先看几个著名的电子战经典战例：
——1982年6月9日，叙以贝卡谷地之战，以军一方面用 RC-707电子战飞机施放强烈电子干扰，同时用E-2"鹰眼" 空中预警机掩护导航，用"标准"和"狼"式反辐射导弹将叙 军苦心经营10年的19个导弹基地全部摧毁。
——1986年4月美军空袭利比亚。"软杀伤"与"硬摧 毁"手段紧密结合，双管齐下，仅仅12分钟就完成了代号 为"黄金峡谷"的军事行动，被称为"外科手术式"的攻击战， 使利比亚的防空体系毁于一旦。
处于抗干扰和反侦察地需要，许多雷达具有改变发射 信号的载波频率、脉冲重复频率、脉冲波形或者其它调 制参数，变化的时间可能在秒、毫秒甚至脉间。 信号威胁程度高、反应时间短
2）近年的分类方法
电子干扰
雷达系统工作原理详解
雷达系统工作原理详解雷达（Radar）是一种利用电磁波进行目标探测和测距的技术。
雷达系统由发射器、接收器、天线系统以及信号处理器组成，它能够探测、跟踪和识别远距离目标，广泛应用于军事、航空、气象等领域。
本文将详细介绍雷达系统的工作原理。
一、雷达系统的基本原理雷达的工作原理基于电磁波的特性和相对论的时差测量原理。
雷达系统通过发射一束脉冲电磁波，并接收反射回来的波束，通过计算往返时间和电磁波的速度，就可以计算出目标距离。
1. 发射器雷达系统的发射器负责产生高频率的电磁波，并将其转化为脉冲信号。
发射器通常采用放大器和脉冲发生器的组合，通过调节脉冲宽度和重复频率，可以控制雷达系统的探测范围和分辨率。
2. 天线系统雷达系统的天线系统用于发射和接收电磁波。
发射时，天线将电磁波以指定的方向发送出去；接收时，天线会捕捉目标反射回来的信号，并将其传输到接收器。
天线的设计和构造很重要，它决定了雷达系统的发射功率、辐射方向以及接收信号的灵敏度。
3. 接收器雷达系统的接收器负责接收和放大由目标反射回来的信号。
接收器通常包括前置放大器、带通滤波器和检波器等组件，用于提取和放大目标信号，并将其转化为与目标距离成正比的电压或距离相关的数字信号。
4. 信号处理器雷达系统的信号处理器负责对接收到的信号进行处理和分析。
它会对信号进行滤波、降噪、时域和频域分析等操作，以提取目标的特征信息。
信号处理器还可以将目标信号与之前的雷达图像进行比对，从而实现目标的识别和跟踪。
二、雷达系统的探测原理雷达系统利用电磁波与目标的相互作用实现目标的探测和测距。
雷达发送的电磁波遇到目标时，会被目标反射、散射或折射。
根据反射的特点，可以得到以下几种雷达探测原理。
1. 相干雷达相干雷达利用目标对电磁波的散射和反射特性进行探测。
当电磁波与目标相互作用时，会引起电磁波的散射，目标散射回来的波束会被接收器接收到。
通过分析接收到的波束，可以确定目标的位置、速度以及形状等信息。
雷达气象：第八章 多普勒速度回波的识别和分析
多普勒速度回波的识别和分析Ø径向速度的基本特征Ø晴空和大面积降水多普勒速度图像Ø对流风暴的多普勒速度图像FinePrint Software, LLC16 Napier LaneSan Francisco, CA 94133Tel: 415-989-2722Fax: 209-821-7869l尽管多普勒雷达只能测量到径向风分量，但径向风分量的空间分布也可显示重要气象过程的特点，通过对典型的多普勒速度场的特征图象识别来推断实际风场。
l从径向分量的标量场中判断出风场矢量，不仅需要依据数学和天气学的知识，还需要有很好的想象力。
l用这种方法可以判断出风场的基本趋势与大致分布，特别是零速线的走向就是一个很好的判识特征。
零径向速度的意义n该点的真实风速为零n 该点的真实风向与该点相对于雷达的径向垂直l 对于风向均匀或风速连续变化的情况，零速度点的风向是由临近的负速度区，垂直该点的径向吹向正速度区。
径向速度图中，正速度表示目标物运动是离开雷达的负速度表示目标物运动是朝向雷达的速度值接近0的线，叫零速度线l多普勒天气雷达通常采用体积扫描方式（多仰角PPI扫描），以雷达为中心，径向距离的增加代表了距地面高度的增加。
径向速度特征的分析原则l零速度线特征n根据投影关系，风向与零速线走向垂直；n零速线经过雷达中心点（原点）；n由零速线向两侧推断速度模糊。
l远离分量（+）和趋近分量（-）的分布特征n分析它们与原点、距离圈、径向的对称关系、面积大小l风向随高度分布特征n对于大面积降水，根据热成风原理，风随高度顺时针旋转--暖平流，反之，风随高度逆转--冷平流n对于局地的对流性降水，在不满足热成风原理时，注意分析风随高度的垂直切变结构（或垂直涡旋结构）晴空和大面积降水多普勒速度图像零径向速度所在处的方位角与风向互相垂直风向风速不随高度变化风速风向均不随高度变化风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度增加风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度先增后减风速不变，风向随高度顺转风速不变，风向随高度逆转风速不变，风向随高度先顺转后逆转风向随高度顺转，风速增加风向随高度顺转，风速增加（地面风速不为零）风向顺转，风速先增后减风向突变90゜，上下两层风速先增后减风向突变180゜，上下两层风速先增后减风向垂直方向不连续实测的多普勒速度图像大尺度连续风场的识别风向随高度不变，风速最大的高度不同风速相同，风向辐散风速相同，风向辐合锋面移向测站时锋面移过测站时非均匀水平风场锋面过境后继续向东南方向移动非均匀水平风场向测站移动的中小尺度锋面的实测多普勒速度图像实测的风向随高度变化的速度图中尺度气旋中小尺度气旋可用理想垂直轴对称气旋环流的蓝金（Rankine)模式来模拟，对流风暴的多普勒速度图像Rankine 模式的切向速度分布示意当回波在雷达站正北方向，气旋和反气旋的速度型典型中尺度气旋受环境南风影响的中尺度气旋典型中尺度气旋速度图像：纯旋转，右正左负，零速线与径线平行中尺度反气旋速度图像：纯旋转，左正右负，零速线与径线平行注意：台风尺度，速度模糊中小尺度辐合辐散轴对称辐散气流中小尺度辐合辐散附加南风环境风辐散气流的速度图像：外正内负，零速线与距圈平行辐合气流的速度图像：外负内正，零速线与距圈平行微下击暴流辐合型气旋辐合型气旋的速度图像：注意零速线走向，兼具辐合与旋转的零速线特征中尺度气旋成熟阶段的气流结构和相应的径向速度分布特征(由Oklahoma 的观测统计得出，雷达在正南）a 低层上升气流下面的辐合运动结合中气旋转动，形成辐合性气旋b 中下层为纯气旋运动c 中上层，风暴顶部的辐散运动与中下层纯气旋运动相结合，形成气旋性辐散d 中气旋顶以上的风暴顶部为纯辐散气流，注：有的风暴回波顶较低、或中气旋向上伸展很高、或距雷达很近而探测仰角不高时，此特征可能探测不到据统计：从a 到d 大约3-5km 高度a 低层-辐合旋转 b 中低层-纯旋转c 中高层-辐散旋转d 高层-纯辐散辐合辐散和中尺度气旋结合。
雷达原理与对抗技术习题答案
第一章1、雷达的基本概念：雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，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答：雷达是一种通过发射电磁波和接收回波，对目标进行探测和测定目标信息的设备。
任务：早期任务为测距和探测，现代任务为获取距离、角度、速度、形状、表面信息特性等。
回波的有用信息：距离、空间角度、目标位置变化、目标尺寸形状、目标形状对称性、表面粗糙度及介电特性。
获取方式：由雷达发射机发射电磁波，再通过接收机接收回波，提取有用信息。
2、目标距离的测量：测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离 答：原理：R=Ctr/2距离分辨力：指同一方向上两个目标间最小可区别的距离 Rmax=…3、目标角度的测量：方位分辨率取决于哪些因素答：雷达性能和调整情况的好坏、目标的性质、传播条件、数据录取的性能 4、雷达的基本组成：哪几个主要部分，各部分的功能是什么 答：天线：辐射能量和接收回波发射机：产生辐射所需强度的脉冲功率 接收机：把微弱的回波信号放大回收信号处理机：消除不需要的信号及干扰，而通过加强由目标产生的回波信号 终端设备：显示雷达接收机输出的原始视频，以及处理过的信息 习题：1-1. 已知脉冲雷达中心频率f0＝3000MHz ，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs ，回波信号的频率为3000.01 MHz ，目标运动方向与目标所在方向的夹角60°，求目标距离、径向速度与线速度。
685100010310 1.510()15022cR m kmτ-⨯⨯⨯===⨯=m 1.010310398=⨯⨯=λKHzMHz f d 10300001.3000=-=s m f V d r /5001021.024=⨯==λsm V /100060cos 500=︒=波长：目标距离：1-2.已知某雷达对σ=5m2 的大型歼击机最大探测距离为100Km，1-3.a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到0.1m2，此时的最大探测距离为多少？1-4.b）在a）条件下，如果雷达仍然要保持100Km 最大探测距离，并将发射功率提高到10 倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？1-5.KmKmR6.3751.010041max=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=dBkSkSii72.051,511.010minmin-===∴⨯=⨯b）a）第二章：1、雷达发射机的任务答：产生大功率特定调制的射频信号2、雷达发射机的主要质量指标答：工作频率和瞬时带宽、输出功率、信号形式和脉冲波形、信号的稳定度和频谱纯度、发射机的效率3、雷达发射机的分类单级震荡式、主振放大式4、单级震荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点答：单级震荡式原理：大功率电磁震荡产生与调制同时完成，以大功率射频振荡器做末级优点：结构简单、经济、轻便、高效缺点：频率稳定性差，难以形成复杂波形，相继射频脉冲不相参主振放大式原理：先产生小功率震荡，再分多级进行调制放大，大功率射频功率放大器做末级优点：频率稳定度高，产生相参信号，适用于频率捷变雷达，可形成复杂调制波形缺点：结构复杂，价格昂贵、笨重是非题：1、雷达发射机产生的射频脉冲功率大，频率非常高。
雷达对抗原理第8章 干扰机构成及干扰能量计算
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
8.1 单部有源干扰系统的基本组成和主要性能指标 8.2 干扰系统的有效干扰空间 8.3 干扰机的收发隔离与效果监视 8.4 载频移频技术 8.5 数字射频存储(DRFM)干扰技术
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
8.1 单部有源干扰系统的基本组成和主要性能指标
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
4. 干扰的极化方式FJP、极化引导精度δPJ、极化引导时间tJP FJP是指干扰发射极化的方式。雷达干扰通常采用圆极化或椭圆极 化，以适应于各种线极化的被干扰雷达，仅存在近似为3 dB的极化失配 损失。由于这种圆或椭圆极化的干扰信号具有两个近似相等的正交线极 化分量，且与被干扰雷达信号的极化无关，当雷达采用变极化、正交线 极化或极化对消抗干扰措施时，这种不变的圆/椭圆极化干扰会受到很 大的抑制。因此近年来出现了极化瞄准干扰方式，使干扰信号的极化尽 可能与被干扰雷达的极化一致，不仅可以挽回极化失配损失，而且可以 使雷达的上述抗干扰措施失效。δPJ是指干扰发射信号与被干扰雷达信 号的极化偏差；tJP是指从被干扰雷达信号到达至对其极化发出干扰信号 之间的时间间隔。 对于极化引导式干扰资源，δPJ主要是极化测量误差δP与方向设置 误差δPs的代数和：δPJ=δP+δPs，一般要求其小于雷达的极化鉴别能力。 tJP是极化测量时间tP与极化设置时间tPs之和：tJP≈tP+tPs。
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
图8-3 转发式干扰资源的基本组成
第8章 干扰机构成及干扰能量计算
与直接转发干扰不同的是：存储转发干扰是将定向耦合器的 主路输出送给了RFM，由RFM完成射频信号的保存和输出，相应 的干扰调制信号产生电路需要产生对RFM的一系列控制信号。如 果忽略RFM的失真，则存储转发干扰信号也是对接收信号的多次 延迟、移频和放大，同样具有较好的相参性。RFM的种类很多， 瞬时带宽差别很大，如果信号处于其瞬时带宽内，反应也比较迅 速，且每次能产生许多个转发信号。详情将在8.5节详细讨论。
2023年大学_《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载
2023年《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载《雷达原理》第三版内容简介第1章绪论1.1 雷雷达传感器雷达传感器达的任务1.2 雷达的基本组成1.3 雷达的工作频率1.4 雷达的应用和发展1.5 电子战与军用雷达的发展主要参考文献第2章雷达发射机2.1 雷达发射机的任务和基本组成2.2 雷达发射机的主要质量指标2.3 单级振荡和主振放大式发射机2.4 固态发射机2.5 脉冲调制器主要参考文献第3章雷达接收机3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标 3.2 接收机的'噪声系数和灵敏度3.3 雷达接收机的高频部分3.4 本机振荡器和自动频率控制3.5 接收机的动态范围和增益控制3.6 滤波和接收机带宽主要参考文献第4章雷达终端显示器和录取设备4.1 雷达终端显示器4.2 距离显示器4.3 平面位置显示器4.4 计算机图形显示4.5 雷达数据的录取4.6 综合显示器简介4.7 光栅扫描雷达显示器主要参考文献第5章雷达作用距离5.1 雷达方程5.2 最小可检测信号5.3 脉冲积累对检测性能的改善 5.4 目标截面积及其起伏特性 5.5 系统损耗5.6 传播过程中各种因素的影响 5.7 雷达方程的几种形式主要参考文献第6章目标距离的测量6.1 脉冲法测距6.2 调频法测距6.3 距离跟踪原理6.4 数字式自动测距器主要参考文献第7章角度测量7.1 概述7.2 测角方法及其比较7.3 天线波束的扫描方法7.4 三坐标雷达7.5 自动测角的原理和方法主要参考文献第8章运动目标检测及测速8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD)8.7 自适应动目标显示系统8.8 速度测量主要参考文献第9章高分辨力雷达9.1 高距离分辨力信号及其处理9.2 合成孔径雷达(SAR)9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)9.4 阵列天线的角度高分辨力主要参考文献《雷达原理》第三版作品目录《雷达原理(第四版)》分为雷达主要分机及测量方法两大部分。
雷达原理介绍
基本原理
发射系统 目标 接收系统
将雷达的接收信号与发射信号进行比较，就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息，根据这些 信息，雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号：
Tp Tr t
雷达发射周期性脉冲，记脉冲宽度为 Tp，重复周期为 Tr，雷达峰值功率（即脉冲期间的平均功率）为Pt，雷达 平均功率（即周期内的平均功率）为Pav，工作比（即脉冲 宽度与重复周期之比）为D。显然有： D = Tp / Tr = Pt / Pav ≤ 1 当雷达发射信号是连续波时，其工作比D = 1。
雷达原理介绍
2012年7月16日
定义与任务
雷达，英文Radar的音译，源于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 定它们的空间位置。随着雷达技术的发展，雷 达的种类越来越多，不同雷达的功能范围也从 单纯的测量目标位置扩展到测量目标速度，甚 至测量目标的尺寸、形状、表面粗糙度及介电 特性等。
发射功率
不考虑各种损耗，影响目标回波峰值功率Ps的因素有： 雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积（RCS） 、目 标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系： Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大，则 接收信噪比SNR会过低，从而可能导致无法发现目标：
？
可见，正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
0 |sm( f )|
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
f0
正交解 调后
f
0
f
脉冲压缩
如前所述，元器件发展水平使得不能仅以增加发射机 功率Pt来提高接收信号SNR，同时，太高的发射功率也使 得己方雷达容易被敌方发现并摧毁。于是产生了各种复杂 的信号包络，具有这种信号形式的雷达以相对较低的功率
雷达原理复习提纲大全
雷达原理复习提纲大全发射机自激振荡式发射机（电真空）主振放大式发射机（电真空发射机、全固态发射机）单级振荡式发射机：简单、经济、轻便。
主振放大式发射机：频率稳定性高、发射信号相位相参、波形灵活。
雷达数据的录取方式：半自动录取和全自动录取固态发射机的优点：不需要阴极加热、寿命长；具有很高的可靠性：体积小、重量轻：工作频带宽、效率高：系统设计和运用灵活：维护方便，成本较低。
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。
雷达原理(第三版)第8章概论
c
f c
(8.1.9)
第 8 章 运动目标检测及测速
这 个 条 件 是 经 常 满 足 的 , 例 如 若 目 标 速 度 为 10 倍 音 速 , vr=3.3×103 m/s, 则2vr/c≈ 2×10-5, 这样即使信号的时间带宽积τΔf 为1000数量级时, 不等式(8.1.9)仍能满足。以上讨论均忽略了目 标加速度引起的影响。可以看出, 在当前目标运动的速度范围内, 运动目标回波的表达式(8.1.4)可以近似为
第 8 章 运动目标检测及测速
2. 常用雷达信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)。 其发射 信号可以表示为
s(t) Re[u(t)e j0t ]
式中，Re表示取实部; u(t)为调制信号的复数包络; ω0为发射角频 率。
同连续波发射时的情况相似, 由目标反射的回波信号sr(t)可 以写成
sr (t) ks(t tr ) Re[ ku(t tr )e j0 (ttr ) ] (8.1.4)
R(t' ) R0 vrt'
往返R(t′)距离所需的时间正是目标的延迟时间tr, 即
可解得结果
R(t' )
2 c
tr
tr
c
1 vr
(2R02vrt)
(8.1.5) (8.1.6)
第 8 章 运动目标检测及测速
将tr代入式(8.1.1)可得运动目标回波为
sr (t)
k' cos0
c c
vr vr
sr
(t)
Re k '
u
c c
vr vr
t
2R0 c vr
exp
j0
c c
vr vr
t
雷达原理.docx
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。
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天线波束形状天线：一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示天线的扫描方式：搜索和跟踪目标时，天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。
机械性扫描和电扫描接收机的灵敏度：通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下，接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。
这个功率越小接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离越远。
显示器的形式和数量：雷达显示器是向操纵人员提供雷达信息的一种终端设备，是人际联系的一个环节。
雷达工作的基本原理
雷达工作的基本原理雷达的出现，是由于一战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达(技术)能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地(搜索)轰炸、空对空(截击)火控、敌我识别功能的雷达技术。
二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。
后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地开拓。
雷达的观测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展至了红外光、紫外光、激光以及其他光学观测手段融合协作。
当代雷达的同时多功能的能力使得战场指挥员在各种不同的搜索/跟踪模式下对目标进行扫描，并对干扰误差进行自动修正，而且大多数的控制功能是在系统内部完成的。
自动目标辨识则可以并使武器系统最大限度地发挥作用，空中预警机和jstars这样的具备战场敌我辨识能力的综合雷达系统实际上已经沦为了未来战场上的信息指挥中心。
各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。
还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
雷达拉艾的促进作用和眼睛和耳朵相近，当然，它不再就是小自然的杰作，同时，它的信息载体就是无线电波。
事实上，不论是红外线或是无线电波，在本质上就是同一种东西，都就是电磁波，在真空中传播的速度都就是光速c，差别是它们各自的频率和波长相同。
其原理就是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量箭向空间某一方向，处于此方向上的物体散射遇到的电磁波;雷达天线发送此反射波，送来至发送设备展开处置，抽取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
测量距离原理是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成雷达与目标的精确距离。
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R(t' ) R0 vrt'
往返R(t′)距离所需的时间正是目标的延迟时间tr, 即
可解得结果
R(t' )
2 c
tr
tr
c
1 vr
(2R02vrt)
(8.1.5) (8.1.6)
第 8 章 运动目标检测及测速
将tr代入式(8.1.1)可得运动目标回波为
sr (t)
k' cos0
c c
vr vr
第 8 章 运动目标检测及测速
当目标与雷达站之间有相对运动时, 则距离R随时间变化。 设目标以匀速相对雷达站运动, 则在时间t时刻, 目标与雷达站间 的距离R(t)为
R(t) = R0 - vrt
式中，R0 为 t=0 时的距离；vr为目标相对雷达站的径向运动速度。
式(8.1.1)说明, 在t时刻接收到的波形sr(t)上的某点, 是在t-tr时 刻发射的。由于通常雷达和目标间的相对运动速度vr远小于电磁 波速度c, 故时延tr可近似写为
第 8 章 运动目标检测及测速
即信号角频率的变化值ωd = (2vr/c) ω0 = 2π 2vr/λ, 为多卜勒频移。 近似后的结果, 与常用的多卜勒频率表达式(8.1.3)相同。
对于窄带发射信号而言, 要严格地讨论运动目标回波的特点, 可将式(8.1.6)代入式(8.1.4)后, 得到的结果是:
当目标固定不动时, 回波信号的复包络有一固定迟延, 而高频则有 一个固定相位差。
第 8 章 运动目标检测及测速
当目标相对雷达站匀速运动时, 按式(8.1.2)近似地认为其延
迟时间tr为
tr
2R(t) c
2 c
( R0
vrt)
则式(8.1.4)的回波信号表示式说明, 回波信号比起发射信号来讲,
复包络滞后tr, 而高频相位差φ=-ω0tr=-2π (2/λ)(R0-vrt)是时间的函 数。当速度vr为常数时, φ(t)引起的频率差为
第 8 章 运动目标检测及测速
第 8 章 运动目标检测及测速
8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用 8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、 盲相的影响及其解决途径 8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD) 8.7 自适应动目标显示系统 8.8 速度测量
sr (t) ks(t tr ) kAcos[0(t tr ) ] (8.1.1)
式中, tr = 2R/c, 为回波滞后于发射信号的时间, 其中R为目标和 雷达站间的距离; c为电磁波传播速度, 在自由空间传播时它等 于光速; k为回波的衰减系数。
如果目标固定不动, 则距离R为常数。回波与发射信号之间 有固定相位差ω0tr=2πf0·2R/c = (2π/λ) 2R, 它是电磁波往返于雷 达与目标之间所产生的相位滞后。
tr
2R(t) c
2 c
( R0
vrt)
(8.1.1)
第 8 章 运动目标检测及测速
回波信号比起发射信号来, 高频相位差
0tr
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
2 c
( R0
vrt)
2
2
( R0
vrt)
是时间t的函数, 在径向速度vr为常数时, 产生频率差为
1 d 2 fd 2 dt vr
(8.1.3)
这就是多卜勒频率, 它正比于相对运动的速度而反比于工作波长 λ。当目标飞向雷达站时, 多卜勒频率为正值, 接收信号频率高于 发射信号频率, 而当目标背离雷达站飞行时, 多卜勒频率为负值, 接收信号频率低于发射信号频率。
t
0
2R0 c vr
k' cos
c c
vr vr
0 t
2R0 c vr
由式(8.1.7)可以看出, 运动目标回波信号的角频率变为
可化简并近似为 vr 1
c c
(8.1.7)
vr vr
0
,
c
c c
vr vr
0
1
1
vr
c vr
0
1
vr c
2
0
1
vr c
0
c
sr
(t)
Re k '
u
c c
vr vr
t
2R0 c vr
exp
j0
c c
vr vr
t
2R0 c vr
Re k '
u
c c
vr vr
t
2R0 c vr
exp
j0
c c
vr vr
t
2R0 c vr
(8.1.8)
第 8 章 运动目标检测及测速
由式(8.1.8)可以讨论窄带信号时的运动目标回波的几个特点:
vr, 故(1角) 由频指率数可项作,近信似号简角化频处率理已，变得为到cc信号vvrr角频0,率通的常变总化满量足为c >>
d
2vr c
0
2
2vr
称为多卜勒频率。
第 8 章 运动目标检测及测速 (2) 对于复数包络u(t)来讲,
第 8 章 运动目标检测及测速
2. 常用雷达信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)。 其发射 信号可以表示为
s(t) Re[u(t)e j0t ]
式中，Re表示取实部; u(t)为调制信号的复数包络; ω0为发射角频 率。
同连续波发射时的情况相似, 由目标反射的回波信号sr(t)可 以写成
sr (t) ks(t tr ) Re[ ku(t tr )e j0 (ttr ) ] (8.1.4)
第 8 章 运动目标检测及测速
8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用
8.1.1 多卜勒效应 1. 雷达发射连续波的情况 这时发射信号可表示为 s(t) = A cos(ω0t + φ)
式中, ω0为发射角频率, φ为初相; A为振幅。
第 8 章 运动目标检测及测速 在雷达发射站处接收到由目标反射的回波信号sr(t)为
fd
1
2
d
dt
2
vr
称为多卜勒频率, 即回波信号的频率比之发射频率有一个多卜 勒频移。
第 8 章 运动目标检测及测速 附注:
下面从式(8.1.1)出发, 较严格地讨论运动目标回波的特点。在 t时刻收到的回波是在t-tr时刻发射的, 而照射到目标上的时间是 t′=t - (1/2) tr, 照射时的目标距离为
第 8 章 运动目标检测及测速
多卜勒频率可以直观地解释为: 振荡源发射的电磁波以恒速 c传播, 如果接收者相对于振荡源是不动的, 则他在单位时间内 收到的振荡数目与振荡源发出的相同, 即二者频率相等。如果 振荡源与接收者之间有相对接近的运动, 则接收者在单位时间 内收到的振荡数目要比他不动时多一些, 也就是接收频率增高； 当二者作背向运动时, 结果相反。