雷达组成及原理1
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。
雷达技术的不断发展使其在军事、气象、导航、交通等领域得到了广泛应用。
例如，在军事领域，雷达被用于目标探测、导航、火控等方面。
在气象领域，雷达可以用于检测降水、探测风暴等。
在导航和交通控制中，雷达可以用于飞行器和船只的导航和交通管制。
总之，雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的仪器。
雷达气象学之第一章(天气雷达系统及探测理论)
天气雷达产品的显示方式2
• RHI (距离高度显示）：固定方位角，天线 做俯仰扫描，探测某方位上回波垂直结构 。坐标：R－最低仰角的斜距； H－按测高 公式计算（标准大气折射）。
天气雷达产品的显示方式3
• CAPPI （等高平面位置显示）：雷达以多 个仰角（仰角逐渐抬高）做0－360 °扫描 ，得到三维空间回波资料（体扫描），利 用内插技术获得某高度的平面分布
• 基本径向速度：表示整个360度方位扫描径 向速度数据，径向速度即物体运动速度平 行与雷达径向的分量。径向速度有许多直 接的应用，可以导出大气结构，风暴结构， 可以帮助产生、调整和更新高空分析图等。 平均径向速度产品有两点局限性：一是垂 直于雷达波束的风的径向速度被表示为0； 二是距离折叠和不正确的速度退模糊。
• 散射开来的电磁波称 为散射波
入射波
散射波
• 雷达波束通过云、降水粒子时将被散射， 其中有一部分散射波要返回雷达方向，被 雷达天线接收，在雷达显示器上就反映有 回波信号。
二、散射成因
• 微粒——粒子在入射电磁波极化下作强迫 的多极振荡，从而发出次波（散射波）。
• 粒子对电磁波的散射只改变电磁波的传播 方向,没有改变能量大小。
• d≈λ的大球形质点的散射，称为米散射。
§3.2 球形水滴和冰粒的散射
• 雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷 达方向（即θ= 180º方向）的那一部分能量， 这部分能量称为后向散射能量。
在a 2 r 1时 的瑞利散射条件下
在a 2 r 复数1时模的平方
后(向) 散16射 44函r6数mm：22 12(2 代入 4 ( )中
• 产品生成：根据操作员的输入指令，RPG在 体积扫描的基础上产生所需产品。
tof激光雷达测距原理(一)
tof激光雷达测距原理(一)TOF激光雷达测距原理TOF（Time of Flight）激光雷达是目前应用较广泛的测距技术之一。
本文将从浅入深，介绍TOF激光雷达的工作原理和相关技术细节。
什么是TOF激光雷达TOF激光雷达是一种基于激光测距原理的传感器。
它利用激光脉冲的发送和接收时间差来计算目标物体的距离。
TOF激光雷达可以广泛应用于自动驾驶、工业自动化、智能家居等领域。
TOF激光测距原理TOF激光雷达的测距原理是利用光的传播速度和发送接收时间差来计算距离。
1.发射激光脉冲：TOF激光雷达通过激光器发射一个短脉冲光束，该光束在空气中以光速传播。
2.接收反射光：光束照射到目标物体上后，会部分被反射回来。
TOF激光雷达内部的光接收器会接收到反射光，并记录下接收到光的时间。
3.计算距离：通过测量发射和接收时间差，乘以光速，即可得到目标物体到雷达的距离。
TOF激光雷达系统组成TOF激光雷达由以下几个主要组成部分构成：•激光器：产生短脉冲激光光束。
•光接收器：接收反射光，并记录接收时间。
•光电探测器：将接收的光信号转换为电信号。
•时间测量单元：记录发射和接收时间，计算时间差。
•数据处理单元：根据时间差和光速计算目标物体的距离。
TOF激光雷达的优点和挑战TOF激光雷达相比其他测距技术具有以下优点：•高精度：基于光速计算距离，测距精度高。
•高可靠性：不易受环境光影响，适用于各种场景。
•高抗干扰能力：能有效抑制其他光源的干扰。
然而，TOF激光雷达也面临一些挑战：•成本较高：相比其他传感器，TOF激光雷达的价格较高。
•受材料反射率影响：目标物体的材料反射率会影响测距精度。
•多目标识别：同时测量多个目标物体的距离需要较高的处理能力。
结语TOF激光雷达是一种应用广泛的测距技术，利用激光脉冲的发送和接收时间差来计算目标物体的距离。
它的工作原理简单，但在实际应用中需要考虑诸多因素，如材料反射率和多目标识别能力。
TOF激光雷达在自动驾驶、工业自动化等领域具有广阔的应用前景。
雷达原理1
雷达原理雷达原理雷达是通过发射电磁波，利用反射波来探测目标位置、速度、大小、形状等信息的一种无线电设备。
雷达技术已经广泛应用于军事、民用、气象、海洋等领域，是一种非常重要的遥感技术之一。
本文将介绍雷达的基本原理、组成部分以及常见应用。
一、雷达的原理雷达的基本原理就是利用电磁波的反射和回波的时间间隔来测量目标的位置。
雷达工作时会先发出电磁波，当这些电磁波照射到物体上时，一部分能量将被物体反射回来，这些反射回来的电磁波称为回波。
雷达接收到回波之后，测量回波的时间间隔，就可以计算出物体的距离。
根据多普勒效应，如果物体正在运动，回波的频率会发生改变，根据频率变化的大小，就可以计算出物体的速度。
通过对回波的幅度、相位等参数的测量，还可以推断物体的大小、形状等信息。
二、雷达的组成部分雷达主要由发射机、天线、接收机、信号处理和显示控制系统等几个部分组成。
1、发射机发射机是雷达系统中的核心部分，它主要负责产生并发射出电磁波。
发射机的输出功率决定了雷达的探测距离和精度。
对于航空雷达、气象雷达等要求经常工作、功率稳定的应用，往往使用高功率的宽带数字脉冲雷达。
对于防御、侦察等应用，需要具有较强隐蔽性和抗干扰能力的雷达，往往采用窄带脉冲雷达。
2、天线天线是雷达系统中的接口部分，它负责将发射机产生的电磁波转换成空间中的电磁场，并将接收到的回波转换成电信号送给接收机。
雷达天线的形式和结构各异，但都需要满足两个基本要求：一是较好的发电和收集效率，二是尽可能减少外部干扰和反射。
根据天线的方向特性和运动状态，可以将雷达分为：综合扫描雷达、机械扫描雷达、相控阵雷达、双基地雷达等。
3、接收机接收机是雷达系统中的检测部分，它主要负责接收并处理由天线接收回来的电磁波回波信号。
接收机需要对信号进行前置放大、中频放大、检波和解调处理。
接收机的性能直接决定了雷达系统的探测性能和抗干扰能力。
4、信号处理和显示控制系统信号处理和显示控制系统是雷达系统的信息处理部分，它主要负责对接收到的回波信号进行数字处理和显示。
雷达基本理论与基本原理
雷达基本理论与基本原理一、雷达的基本理论 1、雷达工作的基本过程发射机产生电磁信号，由天线辐射到空中，发射的信号一部分被目标拦截并向许多方向再辐射。
向后再辐射回到雷达的信号被天线采集，并送到接受机，在接收机中，该信号被处理以检测目标的存在并确定其位置,最后在雷达终端上将处理结果显示出来。
2、雷达工作的基本原理一般来说，会通过雷达信号到目标并从目标返回雷达的时间，得到目标的距离。
目标的角度位置可以根据收到的回波信号幅度为最大时，窄波束宽度雷达天线所指的方向而获得。
如果目标是运动的，由于多普勒效应，回波信号的频率会漂移。
该频率的漂移与目标相对于雷达的速度成正比，根据2rd v f λ=,即可得到目标的速度。
3、雷达的主要性能参数和技术参数 3.1 雷达的主要性能参数 3.1.1 雷达的探测范围雷达对目标进行连续观测的空域，叫做探测范围，又称威力范围，取决于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测范围。
3.1.2 测量目标参数的精确度和误差精确度高低用测量误差的大小来衡量，误差越小，精确度越高，雷达测量精确度的误差通常可以分为系统误差、随机误差和疏失误差。
3.1.3 分辨力指雷达对两个相邻目标的分辨能力。
可分为距离分辨力、角分辨力（方位分辨力和俯仰角分辨力）和速度分辨力。
距离分辨力的定义：第一个目标回波脉冲的后沿与第二个目标回波脉冲的前沿相接近以致不能分辨出是两个目标时，作为可分辨的极限，这个极限距离就是距离分辨力：min ()2c R τ∆=。
因此，脉宽越小，距离分辨力越好3.1.4数据率雷达对整个威力范围完成一次探测所需时间的倒数。
3.1.5 抗干扰能力指雷达在自然干扰和人为干扰（主要的是敌方干扰（有源和无源））条件下工作的能力。
3.1.6 雷达可靠性分为硬件的可靠性（一般用平均无故障时间和平均修复时间衡量）、软件可靠性和战争条件下雷达的生存能力。
3.1.7 体积和重量体积和重量决定于雷达的任务要求、所用的器件和材料。
激光雷达工作原理
激光雷达工作原理激光雷达是一种利用激光束进行探测和测距的仪器，主要用于制作高精度三维地图和避障导航等应用。
其工作原理是基于激光的发射、接收和测量原理。
首先是激光的发射过程。
激光器会产生一束方向性很强的激光束，这是因为激光器内的电子在受到外部能量激发后，会发射出一束相干光，通过光学共振腔增强的方式，使得光线成为高亮度、狭窄波束的激光束。
这种激光束具有很高的一致性和相干性，可以在远距离传输。
接着是激光的接收过程。
激光雷达会通过一个接收器接收到反射回来的激光束。
当激光束照射到物体上时，会发生光的散射、反射、吸收等现象。
一部分激光经过反射后会回到激光雷达的接收器上，接收器可以测量激光的强度和到达的时间。
这样，激光雷达就可以根据接收到的激光信号来获取目标物体的信息。
最后是激光的测量过程。
激光雷达会通过测量激光的飞行时间来计算物体与激光雷达的距离。
当激光束回到激光雷达的接收器上时，接收器会开始计时，记录激光信号从发射到接收的时间间隔。
由于光速是已知的，所以可以利用光速乘以时间间隔来计算出距离。
这样，激光雷达就可以得到物体与自身的距离信息。
激光雷达在测量距离的同时，还可以根据接收到的激光信号的强度来获取目标物体的反射率。
由于不同物体对光的反射率不同，所以可以通过测量反射光的强度来判断目标物体的性质。
这个过程叫做强度测量。
综上所述，激光雷达的工作原理是通过发射一束激光束，然后接收并测量激光信号的强度和到达时间来得到物体与激光雷达之间的距离和目标物体的反射率。
这种原理使得激光雷达具有高精度、长测距范围、宽视角等特点，广泛应用于自动驾驶、机器人导航、工业测量等领域。
雷达简介-雷达工作的基本参数-PART1
雷达简介-雷达工作的基本参数-PART1一．雷达简介1．什么是雷达雷达（Radar），又名无线电探测器，雷达的基本任务是探测目标的距离、方向速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和显示器等组成。
2.雷达的工作原理雷达通过发射机产生足够的电磁能量，通过天线将电磁波辐射至空中，天线将电磁能量集中在一个很窄的方向形成波束向极化方向传播，电磁波遇到波束内的目标后，会按照目标的反射面沿着各个方向产生反射，其中一部分电磁能量反射到雷达方向，被雷达天线获取，反射能量通过天线送到接收机形成雷达的回波信号。
这里要说明的是，由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达接收的回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没，接收机将这些微弱的回波信号经过低噪放，滤波和数字信号处理，将回波信号处理为可用信号后，送至信号处理机提取含在回波信号中的信息，将这些信息包含的目标距离方向速度等现实在显示器上。
二．雷达的基本用途1.测定目标的距离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2.测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。
测量仰角靠窄的仰角波束测量。
根据仰角和距离就能计算出目标高度。
雷达发现目标，会读出此时天线尖锐方位的指向角，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。
3.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。
(整理)经典雷达资料-第1章 雷 达 概 论
第1章雷达概论Merrill I. Skolnik1.1 雷达描述雷达的基本概念相对简单，但在许多场合下它的实现并不容易。
它以辐射电磁能量并检测反射体（目标）反射的回波的方式工作。
回波信号的特性提供有关目标的信息。
通过测量辐射能量传播到目标并返回的时间可得到目标的距离。
目标的方位通过方向性天线（具有窄波束的天线）测量回波信号的到达角来确定。
如果是动目标，雷达能推导出目标的轨迹或航迹,并能预测它未来的位置。
动目标的多普勒效应使接收的回波信号产生频移，因而即使固定回波信号幅度比动目标回波信号幅度大多个数量级时，雷达也可根据频移将希望检测的动目标（如飞机）和不希望的固定目标（如地杂波和海杂波）区分开。
当雷达具有足够高的分辨力时，它能识别目标尺寸和形状的某些特性。
雷达可在距离上、角度上或这两方面都获得分辨力。
距离分辨力要求雷达具有大的带宽，角度分辨力要求大的电尺寸雷达天线。
在横向尺度上，雷达获得的分辨力通常不如其在距离上获得的分辨力高。
但是当目标的各个部分与雷达间存在相对运动时，可运用多普勒频率固有的分辨力来分辨目标的横向尺寸。
虽然人们通常认为SAR是通过在存储器中存储接收到的信号，从而产生大的“合成”天线，但是用于成像（如地形成像）的合成孔径雷达在横向尺度上获得的分辨力仍可解释为，是由于利用了多普勒频率分辨力的结果。
这两种观点（多普勒分辨力和合成天线）是等效的。
展望用于目标成像的ISAR所能得到的横向分辨力的途径，理所当然应该是多普勒频率分辨力。
雷达是一种有源装置，它有自己的发射机而不像大多数光学和红外传感器那样依赖于外界的辐射。
在任何气象条件下，雷达都能探测或远或近的小目标，并精确测量它们的距离，这是雷达和其他传感器相比具有的主要优势。
雷达原理已在几兆赫兹（高频或电磁频谱的高频端）到远在光谱区外（激光雷达）的频率范围内得到应用。
这范围内的频率比高达109:1。
在如此宽的频率范围内，为实现雷达功能而应用的具体技术差别巨大，但是基本原理是相同的。
相控阵雷达原理
相控阵雷达原理
相控阵雷达（Phased Array Radar）是一种利用电子控制技术实现波束扫描的雷达系统。
传统的雷达系统一般采用机械旋转方式进行扫描，而相控阵雷达则通过改变辐射源的相位和幅度来实现对目标的波束控制。
相控阵雷达系统由多个发射器和接收器组成，并且每个发射器和接收器都可以独立地控制相位和振幅。
当需要扫描时，系统会按照预设的扫描模式，通过逐步改变发射器和接收器的相位差，从而实现波束的扫描。
相控阵雷达的工作原理是基于干涉原理。
当发射器发出连续波时，如果每个发射器的相位和振幅都相同，则波的相位保持一致，形成一个整体的波前。
而当每个发射器的相位和振幅有所差异时，波前会发生干涉，形成一个特定的波束。
通过改变每个发射器的相位差，可以实现对目标的精确瞄准和跟踪。
相控阵雷达的主要特点是快速扫描和高精度探测。
由于无需进行机械旋转，相控阵雷达可以实现毫秒级的快速扫描，大大提高了雷达系统的响应速度。
同时，相控阵雷达还可以通过改变波束的形状和方向，实现对不同目标的灵活探测和跟踪。
相控阵雷达在军事、航空、天文等领域具有广泛的应用前景。
通过使用相控阵雷达，可以实现对多个目标同时进行探测和跟踪，提高作战效率和情报获取能力。
此外，相控阵雷达还可以用于航空器的自主导航和避障，以及天文观测等领域。
相控阵
雷达技术的不断发展和创新，将进一步推动雷达技术的进步和应用的扩展。
雷达感应模块原理
雷达感应模块原理
雷达感应模块原理是通过发射无线电波或微波信号，并接收由目标物体反射回来的信号来实现目标检测和定位的一种技术。
雷达感应模块主要由发射器、接收器、信号处理器和显示器等组成。
下面将详细介绍雷达感应模块的原理。
首先，雷达感应模块中的发射器会发射一束无线电波或微波信号，这些信号会以光速传播，并在空间中形成一个扇形区域。
根据应用的需求，发射器可使用不同的频率来发射信号。
一般情况下，微波的频率范围被广泛应用于雷达系统中。
当发射的信号与目标物体相遇时，一部分信号会被目标物体吸收，而另一部分则会被目标物体反射回来。
这些反射回来的信号会被雷达感应模块中的接收器接收到。
接收器是由一个或多个天线组成的，它负责接收反射回来的信号，并将其转换成电信号。
接收到的电信号会经过信号处理器进行处理。
信号处理器对接收到的信号进行解调、滤波和放大等操作，以提取目标物体反射回来的信号特征。
通过对信号的处理，可以实现目标物体的检测、定位和距离测量等功能。
最后，处理后的信号会传递给显示器或其他设备进行展示或进一步处理。
显示器可以将检测到的目标物体以图像或文字等形式显示出来，从而实现对目标物体的观测和跟踪。
总的来说，雷达感应模块利用发射器发射出的无线电波或微波信号，并接收由目标物体反射回来的信号来实现对目标物体的检测和定位。
通过对接收到的信号进行处理和分析，可以实现对目标物体的特征提取和距离测量等功能。
雷达感应模块在军事、航空、导航、气象等领域有着广泛的应用。
一次雷达的组成部件与工作方式
一次雷达的组成部件与工作方式雷达是一种通过发射和接收无线电波来探测和测量目标的设备。
它在航空、军事、气象等领域中具有广泛的应用。
本文将介绍雷达的基本定义和作用，以及其组成部件和工作方式。
雷达（Radar）是一种利用电磁波通过发射和接收的方式来探测和测量目标的设备。
雷达可以通过分析接收到的电磁波的特性来确定目标的位置、距离、速度和方向等参数信息。
雷达在航空领域中用于飞行导航、空中交通管制和无线电高度测量等；在军事领域中用于目标探测、制导和敌我识别等；在气象领域中用于观测和预测天气变化等。
雷达系统通常由以下几个组成部件组成：发射器：负责产生和发射无线电波信号。
天线：用于接收发射器发出的无线电波并将其转换为电信号。
接收器：负责接收和放大经过天线接收到的电信号。
信号处理器：对接收到的信号进行处理和分析，以提取目标的相关信息。
显示器：将分析处理后的信息以可视化的方式呈现给操作人员。
雷达的工作方式可以分为以下几个步骤：发射：雷达发射器产生和发射无线电波信号。
接收：天线接收器接收到经过目标反射后返回的无线电波信号。
信号处理：接收器将接收到的信号放大并传递给信号处理器。
分析处理：信号处理器对接收到的信号进行处理和分析，提取目标的相关信息。
显示：处理后的信息通过显示器以可视化的方式呈现给操作人员，帮助其判断目标的位置、距离、速度和方向等参数。
雷达的工作方式是通过发射和接收无线电波来实现的，它利用电磁波的传播速度和目标反射性质来测量目标的位置和属性。
通过不断地发射和接收无线电波，雷达可以实时监测和追踪目标的运动状态。
总结来说，雷达是一种通过发射和接收无线电波来探测和测量目标的设备，它由发射器、天线、接收器、信号处理器和显示器等组成部件组成。
雷达的工作方式包括发射、接收、信号处理、分析处理和显示等步骤，通过这些步骤可以实现目标的测量和追踪。
雷达系统是由多个关键组成部件构成的。
以下是雷达系统的主要组成部件：发射器：雷达的发射器负责发射电磁波，通常采用脉冲信号进行发射。
雷达知识点总结
.2 通频带（Band Width） 表示：接收机能有效放大的信号频率范围； 参数：输入信号电压放大倍数从中心频率 f0 的最大值 1 下降到 0.707 时两个
对应频率之差。 通频带宽→捕获多，失真小→灵敏度低，影响探测能力 通频带窄→捕获少，失真大→灵敏度高，远距探测能力强
脉冲），经波导天线向外辐射。
电源：低压电源和高压电源。高压自动延时电路的作用是保证磁控管有 3~5 分
钟的预热时间。
（3）发射机技术指标
工作波长（Wavelength）发射机的工作波长是指磁控管产生的超高频脉冲波的
波长。船用雷达的频率范围是：
X 波段：9300MHz—9500MHz （波长 3cm）
（3）脉冲重复频率（PRF）和脉冲重复周期（PRP）
（4）触发脉冲与雷达量程 雷达的脉冲重复频率随量程而改变，在近、中、 远量程段各选定一个脉冲重复频率，由量程开关控制变换。
PRF=500Hz～4000Hz 量程越大，PRP 越大，PRF 越小；反之 2.3 雷达发射机
（1）发射机组成及作用 预调制器：产生一个具有一定宽度的正极性矩形脉冲，控制调制器工作。雷达 的脉冲宽度转换在此进行。 调制器：产生一个具有一定宽度、一定幅度（约 1 万伏特）的负极性高压矩形 脉冲（调制脉冲），加给磁控管的阴极。 磁控管：在调制脉冲的控制下，产生相同宽度的大功率超高频振荡脉冲（射频
（5）收发开关（T-R Switch） 作用：在发射时自动关闭接收机入口，让大功率射频脉冲只送到天线向外
辐射而不进入接收机；在发射结束后，能自动接通接收机通路让微弱的回波信 号顺利进入接收机，同时关闭发射机通路。 （6）显示器（Display）
雷达组成和工作原理
雷达组成和工作原理
雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的装置，主要由发射机、接收机、天线、处理器等部分组成。
工作原理：雷达的工作原理是通过发射一束电磁波，将其辐射到目标物上，当电磁波与目标物交互作用时，部分能量被反射回来，由雷达接收天线接收这部分能量，然后再进行信号处理和分析。
通过测量电磁波发射和返回之间的时间差，结合一定的算法计算出目标物的距离、方位、速度等信息，从而实现目标物的探测和追踪。
雷达的工作波段包括X波段、K波段、
Ka波段、W波段等，不同的波段具有不同的特性，实际使用
中需要根据目标物和探测需求选择合适的波段。
雷达课件第1部分
C A’ B 岛屿 C’
本船
(a) 侧视图
A
外形轮廓
本船
(b ) 俯视图
岛屿
扫描 方向
扫描线 扫描原点 O (本船) 实际距离 探测距离 (c) 雷达图像 A
岛屿
C CRT边缘
• 2．径向扩展 • 发射脉冲宽度τ、接收机通频带宽度△f以
及荧光屏光点直径d会使物标回波在半径 方向上产生扩展。现以点物标为例进行 说明。 • 宽度为τ的发射脉冲打到点物标时，显然 ，回波的宽度也为τ。宽度为r的回波脉冲 通过接收机放大时，会使回波宽度失真 变形，增加约1／△f的宽度，这样，一 个点物标的回波宽度变成C(τ+1／△f)／2 。
两侧较暗。若扫描亮度、增益控钮稍些， 波的两侧边缘也会向中缩。 • 物标回波图像的横向缩小可提高雷达的 方位分辨率，但可能丢尖物标的真正边 缘．造成雷达测方位的误差。
简述雷达的工作原理
简述雷达的工作原理
雷达，嘿，这可真是个神奇的玩意儿！它就像是我们的超级眼睛，能在茫茫的空间中找到目标。
你想啊，雷达就像是一个敏锐的侦探，一刻不停地在扫描着周围的一切。
它通过发射电磁波，就像我们向周围抛出无数的小探子。
这些电磁波碰到物体后会反弹回来，然后被雷达这个聪明的“大脑”接收和分析。
这不就跟我们丢出一个球，然后根据球弹回来的情况来判断前方有什么差不多嘛！
雷达能探测到飞机、船只、车辆等等各种目标，不管是在白天还是黑夜，不管是晴天还是雨天，它都能坚守岗位，这多厉害呀！它难道不是我们的大功臣吗？它的工作原理说起来也不难理解，就是这么一发射一接收，然后通过复杂的计算和分析，就能准确地告诉我们目标在哪里，速度有多快，甚至还能知道目标的形状和大小呢！这就好像我们能通过听声音就知道是谁在说话一样神奇。
要是没有雷达，我们的生活得变成什么样啊？飞机飞行会变得很危险，船只在海上航行也会像没头苍蝇一样乱撞。
所以说，雷达可太重要啦！它就像我们的保护神，默默地守护着我们的安全。
雷达的存在让我们能更加安心地生活和工作，它让我们对周围的世界有了更清楚的认识。
它不断地发展和进步，变得越来越精确，越来越强大。
我们真应该好好感谢那些发明和改进雷达的科学家们，是他们让我们拥有了这样神奇的工具。
雷达，真的是科技的杰作，是人类智慧的结晶！它在我们的生活中发挥着不可或缺的作用，让我们的世界变得更加有序和安全。
x波段雷达原理
X波段雷达原理
X波段雷达是一种利用X波段频率（8-12 GHz）的电磁波进行探测和测距的雷达系统。
它主要由发射器、接收器、天线和信号处理等部分组成。
X波段雷达的工作原理是：发射器产生高频电磁波，经过天线发射出去，经过空间传播后，被目标物体反射回来，经过接收器接收到反射回来的电磁波，再经过信号处理系统进行处理和分析，最终得到目标物体的距离、速度、方向等信息。
X波段雷达的特点是具有较高的分辨率和精度，可以实现对小型目标的探测和跟踪，同时具有较强的抗干扰能力和穿透能力。
因此，X波段雷达广泛应用于军事侦察、航空航天、气象预报、海洋监测、环境监测等领域。
X波段雷达的信号处理系统通常采用数字信号处理技术，可以实现对目标物体的距离、速度、方向等信息进行高精度的测量和分析，同时还可以通过多普勒效应对目标物体的运动状态进行分析，从而实现对目标物体的跟踪和监测。
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• 发射机(Transmitter)
• 收发开关(T/R switch；T/R cell)
在触发脉冲控制下产生周期性、大功率微波脉冲，通过天 线向外发射。
发射时，使发射机与天线相通，保证发射能量全部加到天 线，同时切断接收机通路，防止强发射脉冲损坏接收机； 接收时，使天线与接收机相通，同时切断发射机支路，使 目标回波信号全部送入接收机，防止回波信号损失。
组成：阴极、阳极、永久磁铁、输出耦 合装置
磁控管结构
• 磁控管阴极：圆柱形旁热式氧化物阴极 • 作用：接入负向高压调制脉冲，发射电子。
• 磁控管阴极圆筒内装有灯丝，加热阴极。 • 灯丝电压6V、12V，交直流均有使用 • 磁控管阳极（块）：厚约1cm的圆形大铜环。 • 磁控管阳极作用：1.收集电子 • 2.组成振荡系统 • 环孔中央放置阴极，阴极与阳极块同心。 • 阴极与阳极间的空间为作用空间。 • 阳极块圆环四周沿其轴线方向开有偶数个（8～14个）圆孔（谐振腔）。 • 每个谐振腔都开有缝隙与作用空间相通。 • 谐振腔（电感L）和缝隙（电容C）组成磁控管高频振荡系统。 • 阳极接地目的：安全
2、测向原理
• 过程分析：
a、天线高度定向性——θ h很小
b、只有当主波束对准目标——该目标接收电波——反射 c、当偏离目标——主波束不对准 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 要点] d、由于显示器扫描线与天线同步旋转 即：当主波束扫到某一方向——扫描线相应扫在这一 方位上。 [理解：→第2要点] ∴ 该目标回波——就会立即在该方向上显示出来。
船用雷达设备组成及基本工作原理
• 雷达（Rader) • Radio Detection And Ranging =无线电探测和测距。 • 源于第二次世界大战，并产生了巨大作用；二战后开始应
用于商船。 • 是一种利用物标对电磁波的反射特性，来探测与测量物标 的一种无线电设备。 • 现代雷达的概念：利用目标对无线电波的反射、转发或固 有辐射现象发现目标、并测定目标位置及运动参数的无线 电技术领域。
测向原理总结：
• 雷达天线具有高度的定向性，只有天线主波束对准该目标
时，才能探测到该目标； • 某一瞬间，雷达天线只向一个方向发射，也只接收一个方 向目标的回波，雷达天线发射和发射的方位就是目标方位； • 方位同步系统使显示器扫描线方位与天线发射和接收的方 位保持同步； 出现目标回波的扫描线方位即代表目标的实际方位。
“高压危险”(DANGER HIGH VOLTAGE)标志的屏蔽盒（罩）内。 • 中频电源经收发机总保险、高压保险、发射开关触点、高压自动延时 控制触点、门开关触点送至高压变压器初级绕组。 • 高压自动延时电路保证磁控管有足够的（3—5min）预热时间。
发射机主要技术指标1
• 工作波段：微波波段中X和S两个工作波段。
•
两类中频电源设备的特点比较
比较项目 电能转换效率 抗过载能力 可靠性 噪声与振动 体积、重量 维护 检修 造价 中频逆变器 高 低 较高 甚微 小、轻 方便 困难 低 中频变流机组 低 高 高 严重 大、重 复杂 方便 高
触发脉冲发生器（触发电路、定时器、定时电路）
• 作用：每隔一定时间产生一个作用时间很短的尖脉冲（触 •
•
• • •
t2 ：该电波反射回到天线时刻]
2S = C · △t ∴ S = C/2 · △t （1-1-1）
• C：电磁波传播速度，常数 C = 3³108 米/秒
• 原理：通过测量本船与目标之间电磁波的往返时间
（Δ t）， 就可以测量出本船与目标之间的距离（S）。 [实际上]：发射机产生超高频无线电脉冲；天线发射并接收 无线电脉冲；显示器计时、计算直接把时间△t→转换成 物标距离S显示（海里显示）；触发电路使之同步工作。
• 永久磁铁
• 作用：产生控制电子运动的恒定磁场 • 要求：磁力线与阴极轴线平行 • 有一定的强度和均匀性，波长越短，磁场强度 • 越大。 • 输出耦合装置 • 作用：将磁控管振荡器产生的振荡能量（射频振荡）通 • 过同轴线或波导耦合输出至主波导。
磁控管的工作条件
• • • •
在磁控管本身完好的前提下 灯丝加上额定工作电压，将阴极加热到一定温度； 阴、阳极间加上额定的负极性调制脉冲； 保证磁控管输出负载匹配，即波导与天线应连续、 不变形及内部光洁。否则，磁控管输出功率和频 率将发生波动，甚至使磁控管跳火，以致损坏。
当天线旋转向四周发射雷达波时，周围目标的回 波就按其方位和距离显示在显示器上。
主波束轴方向偏离目标， 该目标不能被探测
主波束轴方向 代表O—T之间的方向
雷达
显示器扫描线与天线同 步旋转
目标回波就显示在相应 的方位上
雷达基本组成
• 四个分机：
天线 显示器 雷达中频电源 收发机： 触发器、发射机、接收机、收发开关 七个部分
发脉冲），送至发射机、接收机、显示器，使它们同步工 作。 天线发射与显示器扫描不同步的原因： 传输延时；电路延时 天线发射与显示器扫描不同步的影响： 产生固定的测距误差 消除方法： 触发脉冲经过由电感和电容组成的延时线，延时后再送 往显示器和发射机，使之同步。 延时的长短通过调整延时线的抽头位置实现。
• 发射脉冲宽度τ：每个发射脉冲的射频振荡持续
时间
船用发射脉冲宽度： 0.05 ～ 1.2μs之间 近量程→窄脉冲；远量程→宽脉冲
发射机主要技术指标2
• 脉冲重复周期T和脉冲重复频率f
μs。
• 脉冲重复周期T：相邻两次发射的间隔时间为脉冲重复周期T，单位为 • 脉冲重复频率f：触发脉冲的重复频率即雷达发射脉冲的重复频率。f
磁控管的检查
• 未通电时：
• 灯丝电阻正常为几欧姆 • 阴-阳极间绝缘电阻正常＞200 兆欧姆（MΩ） • 通电工作时： • 查磁控管电流I
• • • •
作用：放大目标回波信号，变成回波视频信号。 回波脉冲特点： 1）回波脉冲延迟于发射脉冲，延迟时间等于雷达波在天线 与目标之间传播往返时间Δt； 2）回波脉冲比发射脉冲弱得多。
各部分作用3
• 显示器（Display)平面位置显示
在触发脉冲的作用下产生距离扫描线，距离扫描线在天 线方位信号的控制下与天线同步旋转，将目标回波显示 成平面位置图像。 产生距离、方位测量标志。
•
•
雷达发射机
• 组成：脉冲调制器（一般包括预调制器和调制
器）、磁控管振荡器、发射机电源
发射机组框图
各部分作用1
• 预调制器（Pre-Modulator)
产生一个具有一定宽度、一定 幅度的正极性矩形脉冲（预调 制脉冲）控制调制器工作。 雷达脉冲宽度的转换在这一级 进行。
• 调制器（Modulator）
远；前后沿越陡，测距精度和距离分辨力越高；顶部越平 坦，脉冲持续期中的发射功率和频率越稳定。 的平均功率。 平均功率PC:在脉冲重复周期T内输出功率的平均值。 峰值功率Pt与平均功率PC的关系：
磁控管振荡器
• 作用：在高压调制脉冲作用下，产生大功率射频脉冲（微
•
波振荡） 磁控管结构：特殊结构的真空二极管
• 条件：电磁波传播满足：
1）直线 2）等速 3）反射 • 注意：时间单位：1S = 103 ms = 106μ s
测方位原理( Bearing, Azimuth )
• 1.雷达天线方向性：辐射功率与方位的关系 • ----具有高度的定向性！ • ----扇形
重要参数： θv——天线垂直波束宽度： 在垂直方向，半功率是之间的夹角（15 ～ 30°） θh——天线水平波束宽度： 在水平方向，半功率是之间的夹角（0.7 ～ 1.3°） 强调：在水平方向上，θh很小——具有高度定向性
在预调制脉冲或触发脉冲的作 用下产生一个具有一定宽度、 一定幅度（约1万伏特）的负极 性高压矩形脉冲（调制脉冲） 加给磁控管的阴极
各部分作用2
• 磁控管振荡器(Magnetron Oscillator)
• 在高压调制脉冲的控制下产生宽度与调制脉冲相同的大功率超高频振 荡脉冲（射频脉冲）经波导送至天线向外辐射。 • 发射机电源(Power Supplies) • 提供发射机所需各种交直流电源； • 提供调制器、磁控管所需特高压电源。 • 低压电源与接收机电源装在一起 • 高压电源部件一般与调制器、磁控管振荡器一起装在一个标有醒目
微波波段传播特性：直线、匀速、强反射性 X和S波段相应的工作频率fs和工作波长λ X波段--- fs=9400±100MHZ λ≈3.2cm(简称3cm) S(short)波段--- fs=3000±100MHZ λ≈ 10cm L(long)波段λ≈ 23cm fs和λ的关系：λ=c/ fs c为电波传播速度
船用雷达组成框图
微波传输线 天线
回波
收发开关
发射 脉冲
接收机
发射机
触发器
回波
中频电源
船首线 方位
船电
显示器
雷达天线
雷达收发机
雷达显示器
雷达显示器
发射机 磁控管
微波传输线
接收机 触发 电路 监测 电表 中频逆 变器
磁控管
收发 开关
各部分作用1
• 触发器(Trigger；Timer)
产生周期性（Tr)触发脉冲；控制发射机发射起始时刻和 显示器扫描起始时刻，使之严格同步。 它是雷达整机的定时系统。
为400～4000HZ之间。 • 脉冲重复周期T和脉冲重复频率f的关系：T=1/f
比较项目 船用发射脉冲宽度 脉冲重复周期T 脉冲重复频率f
近量程 窄 短 高
远量程 宽 长 低
发射机主要技术指标3
• 发射功率
• 峰值功率Pt：雷达每一次脉冲期间（在τ内）的射频振荡 • • • PC= Pt* τ /T= Pt*τ *f→ Pt很大（3～75Kw)， PC很小。 • 发射脉冲波形：发射脉冲包络形状 • 理想：矩形；实际上失真：存在前沿、后沿、波动 • 在相同脉冲宽度下：越接近矩形，能量越大，作用距离越