经典雷达资料-第22章 天基雷达(SBR)系统和技术-2
雷达发展史
雷达发展史雷达发展史1864年英国物理学家麦克斯韦（J.C.axwell）提出“电磁场理论”，并预见了电磁波的存在。
1886年德国人海因里奇.赫兹（Heinrich Hertz）通过实验证明了电磁波的存在，并验证了电磁波的发生、接受和散射等的特性。
1903年德国人克里斯琴.威尔斯姆耶（Christian Hulsmeyer）研制出原始的船用防撞雷达并获得专利权。
1922年M.G 马克尼（M.G Marconi）在接受无线电工程师学会荣誉奖章时提出用短波无线电来探测物体。
1922年美国海军研究实验室（Naval Research Lab.）的A.H泰勒和L.C扬用一部波长为5米的连续波实验装置探测到了一只木船。
由于当时无有效的隔离方法，只能把收发机分置，这实际上是一种双基地雷达。
1924年英国的爱德华.阿普尔顿和M.A巴特尔为了探测大气层的高度而设计了一种阴极射线管，并附有屏幕。
1925年英国的霍普金斯大学的G.布赖特和M.杜威第一次在阴极射线管荧光屏上观测到了从电离层反射回来的短波窄脉冲回波。
1930年美国海军研究实验室的汉兰德采用连续波雷达探测到了飞机。
1934年美国海军研究实验室的R..M佩奇第一次拍下了1.6千米外一架单座飞机反射回来的电磁短脉冲照片。
1935.2 英国人用一部12MHz的雷达探测到了60千米外的轰炸机同年，英国人和德国人第一次验证了对飞机目标的短脉冲测距。
1937年由罗伯特.沃森.瓦特设计的第一部可使用雷达“Chain Home”在英国建成，英国正式部署了作战雷达网“链条”。
1938年美国信号公司制造了第一部实用SCR—268防空火力控制雷达，装备于美国陆军通信兵，该雷达工作的频率是205MHz，探测距离大于180千米。
SCR—268防空火力控制雷达必须依靠辅助光学跟踪提高其测角精度，在夜间工作时，要借助与雷达波束同步的探照灯。
1938年美国无线电公司（RCA）研制出了第一部实用的XAF舰载雷达。
二战美国雷达总集篇2（其他海军雷达部分）
二战美国雷达总集篇2（其他海军雷达部分）资料为1944年初的FTP-217，如有遗漏纯属正常。
5.SG雷达相对于SC雷达，SG雷达小巧得多，但是在南太平洋为美军痛殴水雷魂立下了汗马之劳。
最早的微波对海雷达，安装于驱逐舰及以上大型水面舰艇，用于协调水面战以及导航等。
信号显示在PPI平面显示器和目镜式的A型示波器上?。
安装于100英尺高度桅杆时，最远可发现15英里外大型舰艇。
距离精度正负100码，角度精度正负2度。
整体装船包括系统和调试设备，总共15台部件，总重?4289磅。
系统重量2200磅，其中1180磅的接收机-发射机部件为最重部分。
天线高44英寸，宽49.5英寸，重350磅。
发射功率2.8KVA/2240W，电压115V，60HZ，由舰艇电网供电。
?6.SH雷达圆柱形的SH雷达微波搜索和辅助火控雷达，?装载于大型辅助舰艇和货船。
可以搜索定位船只和辅助火控测距测角，使用A型示波器或者PPI平面显示器。
架设于100英尺桅杆高度时，最远可发现10英里外大型水面舰艇。
距离精度正负15码，角度精度正负1度。
分为9台部件，总重2770磅，天线重700磅，高51英寸，宽36.5英寸，安装高度原则上越高越好。
、发射功率2.3KVA/1840W，电压115V，60HZ。
7.SF雷达这艘巡逻艇桅杆上那个小桶一样的就是SF雷达微波对海雷达，安装于护航驱逐舰或者类似的更小型作战舰艇上，可用于对海搜索和辅助火控测距测角能力，使用A型示波器或者PPI 平面显示器。
架设于100英尺高度时，最远可发现15英里外大型水面舰艇。
距离精度正负100码+1%距离，角度精度正负2度。
拥有10台部件，总重900磅，其中最重部件100磅。
天线重125磅，高36.25英寸，直径30.75英寸，传输线路总长不超过50码。
发射功率2KW，电源电压115V，400HZ直流电动发电机和440V 三相交流电动发电机。
8.SE雷达小型辅助舰艇使用的SE雷达微波对海雷达，安装于货船和小型辅助舰艇上，可用于搜索船只和导航。
雷达系统原理PPT课件
雷达系统原理
什么是雷达系统？
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标（如其他船，浮标，小岛等）反射回来，并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能，并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转，这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号，发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
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关于 SART雷达应答器
• 根据 GMDSS（全球遇险与安全系统）要求，IMO/SOLAS 类型的 船必须配备 SART。当船遇险时，SART 可以自动发出信号，所以 其他船或飞机就可以确定 遇险船的位置。若本船配备了波段的雷 达，并且 8 英里内有船遇险，SART 可以 指引雷达回波到遇险船。 该信号包括了 12 扫频，并在 9.2 到 9.5GHz 的频段传输。 根据距 离的不同，SART 具有 2 种扫频时间，由慢（7.5μs）到快(0.4μs) 扫描或反 之亦然。当接收到该信号时，屏幕上出现一条总长为 0.64 海里被 12 个点平均的 线。最近的 SART 的光点指示遇险船 的位置。当本船接近 SART 1 海里以内时， 雷达上显示快速闪烁 的扫描信号，并有一根单薄的线连接 12 个光点。
弱反射目标
• 目标反射的回波强度不仅取决于与目标间的距离，目标的高度或 尺寸，还要取决 于目标的材料和特性。具有低发射或入射角的目 标，如 FRP(纤维增强复合材料) 船和木制船发射的都不好。所以， 必须注意 FRP 船，木船或沙，沙洲，泥礁等 物体都是弱反射目 标。 由于与海岸线的距离等，本船在雷达图像上看起来比实际的 海岸线要远，当船周 围有弱反射目标时，应更加谨慎。
ALENIA雷达讲义
第一章SSR原理1.1航路二次雷达ＳＳＲ原理基本概念：雷达的原意为无线电检测和测距，他起到对目标定位的作用。
以脉冲雷达为例，通过天线发射射频脉冲。
当射频信号遇到目标以后，其中的一部分能量向雷达站方向反射，通过天线进入接收机。
经过雷达的接收系统放大、检测等处理后，可以发现目标的存在，并可以提取其他的参数信息。
测距是基于光速不变的原理。
由于回波信号往返雷达和目标之间，他将滞后于所发射的探测脉冲时间为Tr。
以探测脉冲作为时间基准，目标和雷达站之间的斜距R为：R = C * Tr / 2由上式可见，对目标的测距（系指斜距）和测时是一致的。
测角，对于监视雷达而言系指方位角 ，亦即偏离正北方向的角度。
一般由扫描天线的主波束的指向所确定，在航管雷达系统中常把工作于上述状态下的雷达称之为一次监视雷达（PSR）。
目前一次雷达主要有三大类：A.航路的监视一次雷达，作用距离在300－500公里B.机场的监视一次雷达，作用距离在100－150公里C.着陆雷达（在跑道附近）。
其信号是提供给塔台调度员的，在塔台显示器上观看飞机下滑的全过程，提供信号仰角７度（上下10度）ＰＳＲ的优缺点：优点：只要有目标存在就可以发现它（不管敌我）缺点：⑴辐射功率很大（要足够大）Ｒ与Ｐ的关系：Ｒ↔功率的四次方根造价要高得多，设备庞大。
⑵易受干扰（障碍物，气象）⑶不能对目标识别当两个目标很近时也无法区别。
⑷要得到目标的高度也很困难。
二次雷达设备——第1页二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。
一次监视雷达可以靠目标对雷达发射的电磁波（射频脉冲）反射，主动发现目标并确定其位置，而二次监视雷达不能靠接收目标反射的自身发射的探测脉冲工作。
他是同地面站（通常称询问机）通过天线的方向性波束发射频率为1030兆赫的一组询问编码（射频脉冲）。
当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时，应答机检测这组询问编码信号，判断编码信号的内容，然后由应答机用1090兆赫的频率发射一组约定的回答编码（射频）脉冲。
雷达原理介绍ppt课件
的射频信号进行下变频以转化为视频信号（即中心频率等
于0）。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理：
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 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)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
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
t
Tr
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：
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高，目标回波就越显著，就越有利于信号分析。
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
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率，它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩，可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率；
的延时 = 2r / c，c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩，分辨率
那么，与雷达的相对距离差为r的两个
雷达的资料 (2)
雷达的资料1. 介绍雷达（Radar）是由Radio（射频）和Detection（侦测）两个词组成的缩写词，是一种利用电磁波进行远距离目标探测和测量的技术。
雷达技术广泛应用于航空、军事、气象、导航、地质勘探等领域。
本文将详细介绍雷达的原理、分类以及应用。
2. 原理雷达的工作原理基于电磁波的特性以及目标的反射。
雷达系统发射高频电磁波，这些波通过空间传播，并当波束遇到目标时，部分电磁波会被目标表面反射回来。
雷达接收器接收反射回来的波，并根据接收到的信号计算目标的位置、速度、距离等参数。
3. 分类根据使用的频率范围、工作方式和应用领域的不同，雷达可以分为不同的类型：- 基于频率范围的分类： - X波段雷达 - C波段雷达 - S波段雷达 - L波段雷达 - Ku波段雷达 - Ka波段雷达 - 基于工作方式的分类： - 连续波雷达（CW雷达） - 脉冲雷达 - 多普勒雷达 - 合成孔径雷达（SAR） - 基于应用领域的分类： - 军用雷达 - 气象雷达 - 航空雷达 - 地质勘探雷达 - 海洋雷达4. 应用雷达技术在各个领域中都有重要的应用。
以下是一些常见的雷达应用： ### 4.1 军事应用雷达在军事中起到了非常重要的作用。
它可以用于远距离探测敌方目标，提供战场情报，指引导弹和飞机等武器系统。
此外，雷达还可以用于侦测隐形飞机、导弹和潜艇等敌方威胁。
4.2 气象应用气象雷达用于测量降水、云团和其他气象现象，帮助气象学家预测天气变化。
通过测量反射回来的电磁波强度和频率变化，气象雷达可以提供降水的类型、强度和分布等信息。
4.3 航空应用航空雷达用于飞行安全和导航。
它可以检测飞行器和其他飞行物体，帮助飞行员避开障碍物，提供飞行路径规划和导航。
航空雷达在机场和航空监控系统中广泛使用。
4.4 地质勘探应用地质雷达可用于勘探地下的水、矿产、地层、沉积物和其他地质特征。
它可以通过检测不同类型物质的电磁波反射信号来提供地下结构和特征的图像。
雷达原理讲义及模拟题参考答案
§1.3 雷达的工作频率
无论发射波的频率如何， 只要是通过辐射电磁能量和利用从目标反射回来的回波， 以便 对目标探测和定位，都属于雷达系统的工作范畴。 常用的雷达频率：220～35000MHz（220MHz～35GHz） ，实际上各类雷达工作的频率在两 头都超出了上述范围（激光，红外雷达，广播） 大多数工作在 200MHz～10GHz 1m—300MHz;1 分米—3000MHz=3GHz;1cm—30GHz;1mm—300GHz 频段名称 UIIF 波段 L 波段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 mm 波段 频率 300～1000MHz 1000～2000MHz 2000～4000MHz 4000～8000MHz 8000～12000MHz 12.0～18GHz 18～27GHz 27～40GHz 40～300GHz 国际电信联盟分配的雷达频段 420～450MHz 890～940MHz 1215～1400MHz 2300～2500MHz 2700～3700MHz 5250～5925MHz 8500～10680MHz 13.4～14GHz 15.7～17.7GHz 24.05～24.25GHz 33.4～36GHz
§1.4 雷达的应用和发展
§1.4.1 应用
按应用平台：太空，空中，地面，海上（空基，地基，海基） 作用：探测，定位，跟踪 军用：预警雷达（超远程雷达） ，洲际导弹，洲际轰炸机；搜索和警戒雷达，飞机；引 导指挥雷达（监视雷达） （预警飞机） ，引导歼击机；火控雷达，火炮；制导雷达，导弹；战 场监视雷达，坦克，车辆，人员；机载雷达（截击，护尾，导航（可民用） ，火控） ；无线电 测高仪；雷达引信。 民用：气象雷达，航行管制（空中交通雷达） ，宇宙航行中用雷达，遥感，另有飞机导 航，航道探测，公路测速 按雷达信号形式分： 脉冲，连续波，脉冲压缩（LPM/相位编码） 脉冲多普勒，噪声雷达，频率捷变雷达等 按角度跟踪分：单脉冲，圆锥扫描雷达，隐蔽锥扫雷达等 按测量目标的参量分：测高，两坐标，三坐标，测速，目标认别等 按信号处理方式分：分集雷达（频率分集，极化分集等等） ，相参，非相参积累雷达， 动目标显示雷达，合成孔径雷达等 按天线扫描方法分：机械扫描，相控阵，频扫等
雷达组成及原理
雷达的组成及其原理课程名称：现代阵列并行信号处理技术姓名：杜凯洋教师：王文钦教授一．简介雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。
它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。
在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。
雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。
其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多，可按多种方法分类：（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。
（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。
（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。
（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。
（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。
二. 雷达的组成（一）概述1、天线：辐射能量和接收回波（单基地脉冲雷达），（天线形状，波束形状，扫描方式）。
2、收发开关：收发隔离。
3、发射机：直接振荡式（如磁控管振荡器），功率放大式（如主振放大式），（稳定，产生复杂波形，可相参处理）。
4、接收机：超外差，高频放大，混频，中频放大，检波，视频放大等。
（接收机部分也进行一些信号处理，如匹配滤波等），接收机中的检波器通常是包络检波，对于多普勒处理则采用相位检波器。
5、信号处理：消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号，通常在检测判决之前完成（MTI，多普勒滤波器组，脉冲压缩），许多现代雷达也在检测判决之后完成。
6、显示器（终端）：原始视频，或经过处理的信息。
7、同步设备（视频综合器）：是雷达机的频率和时间标准（只有功率放大式（主振放大式）才有）。
(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。
雷达信号处理技术与系统设计(第1,2讲)
[6] 吴顺君 . “ 雷达信号处理和数据处理技术” . 电子工业出版社， 2008
XDU：LM
第一，二讲
雷达系统概述
XDU：LM
内容安排
1.1
什么是雷达?
1.2
1.3 1.4 1.5 1.6
雷达的发展和应用
雷达基本原理和组成 雷达的基本任务 雷达的主要战术性能参数 雷达的主要技术参数
1.7
雷达战术、技术性能与技术参数的关系
（6）高频超视距雷达技术(OTHR) ；
（7）双/多基地雷达技术； （8）综合脉冲与孔径雷达技术； （9） MIMO雷达系统；外辐射源雷达;网络雷达系统;等等……
XDU：LM
雷达系统概述
目 前 雷 达 系 统 各 部 分 主 要 采 用 的 新 技 术 如 右 图
XDU：LM
雷达系统概述
1.2.2 雷达的分类
雷达信号处理技术与系统设计
第一篇: 雷达系统概述
1.常规雷达系统组成; 2.不同体制雷达介绍; 3.基本概念讲解;
(4学时)
4.雷达信号处理机组成及功能分析.
雷达信号处理技术与系统设计
第二篇: 雷达信号处理基本功能分析(28学时)
1. 常规雷达波形分析与设计 (2学时)
(调频信号、相位编码信号)
XDU：LM
雷达系统概述
• 新技术新体制的应用： 二十世纪六十年代以来 , 由于航空和航天技术的飞速发 展，利用雷达探测飞机 ﹑ 导弹 ﹑ 卫星等需要，对雷达的作用 距离﹑测量精度﹑分辨率等性能有了更高要求，同时由于发展 反弹道导弹﹑空间卫星探测和监视﹑军用对地侦察﹑民用遥感
等使得以下关键技术在雷达中得到应用。
XDU：LM
雷达系统概述
雷达知识点总结口诀
雷达知识点总结口诀一、雷达基础知识1. 雷达由天线、发射/接收器、处理设备组成2. 发射的雷达波反射在目标上，接收后进行信号处理3. 雷达可以探测目标的距离、方向和速度4. 雷达常用的频段包括X波段、Ku波段、Ka波段等二、雷达工作原理1. 发射端发射雷达波，遇到目标反射回来2. 接收端接收反射信号，并进行处理3. 通过处理可以确定目标的位置、速度和性质4. 雷达波在空气中传播速度快，可以在短时间内获得目标信息三、雷达探测目标1. 雷达可以通过测量返回信号的时间来求解目标与雷达的距离2. 通过探测目标的多次位置变化可以确定目标的速度3. 雷达可以通过脉冲状波、连续波和脉冲多普勒等技术来识别目标4. 雷达可以分为二维雷达和三维雷达，分别可以获取目标的距离和方向以及高度信息四、雷达应用领域1. 军事领域：用于探测敌方飞机、舰船和导弹2. 气象领域：用于探测气象条件和气候变化3. 交通领域：用于飞机、船舶和车辆导航和碰撞预警4. 地质勘探领域：用于勘探地下资源和地质条件五、雷达系统的性能参数1. 探测能力：用于衡量雷达对目标探测的能力2. 定位精度：用于衡量雷达对目标位置测量的准确性3. 信噪比：用于衡量雷达接收信号的清晰度和稳定性4. 工作距离：用于衡量雷达最大工作距离六、雷达系统的优化1. 天线设计：优化天线结构可以提高雷达灵敏度和分辨率2. 信号处理：优化信号处理算法可以提高雷达的探测精度3. 发射功率：增加雷达的发射功率可以提高工作距离和穿透能力4. 频率选择：选择合适的频率可以提高对不同目标的探测性能七、雷达的发展方向1. 多普勒雷达：用于探测目标的速度和运动状态2. 目标识别雷达：用于识别目标的类型和特征3. 三维雷达：用于获取目标的高度信息4. 合成孔径雷达：用于提高雷达对地面目标的分辨能力八、雷达常见故障及处理方法1. 天线故障：检查天线结构和调整天线方向2. 信号处理故障：检查接收器和处理设备的连接和设置3. 发射故障：检查发射器的状态和发射功率4. 系统故障：检查雷达系统的连接和通讯状况总结口诀：雷达探测目标速度距离，多普勒频率增强识别。
雷达复习资料
只与侦察机定向天线的扫描有关。输助支路B不仅能够消除雷
达天线扫描对测向的影响也能够消除发射信号起伏的影响，还
能用于旁瓣匿影。只有当A支路信号电平高于B支路信号电平
时才进行测向处理。
13、（p53）多波束测向技术的基本原理（罗特曼透镜）
为了清除由于雷达天线扫描等因素引起的信号幅度起伏对角度测量的影响，可以增加一个参考支路，它采用无方向性天线，对定向支路中的信号起伏进行对消处理。假设Fr（t），Fa（t）分别为侦察天线和雷达天线的扫描函数，A（t）为脉冲包络函数，则两支路收到的信号分别为Sa（t）=Fa（t）Fr（t）A（t）cosωt；Sb（t）=Fa（t）A（t）cosωt
17、对雷达旁瓣信号的侦察
一般雷达天线主瓣很窄，又处于空间搜索状态，侦察机接收到雷达天线主瓣的辐射信号概率很低，往往需要较长时间，通过提高侦察系统灵敏度，实现对雷达天线旁瓣信号的侦收。旁瓣侦察的作用距离为Rr=[PtGsaveGrλ²/（4π）²Prmin10°`]½Gsave是雷达天线的平均旁瓣增益。实现旁瓣侦察时，侦察接收机的灵敏度需要提高35-40dB
现代测频技术的分类（p15-p16）
2、（p19）射频调谐晶体视频接收机
检波器视放
微波预选器
3、（P19）频率搜索形式：连续搜索（分为单程搜索和双程搜索），步进搜索
4、（P20）频率慢速可靠搜索
Tf≤τn＝ZnTr（τn为脉冲群宽度）
满足f2-f1≤(Zn/Z)△fr公式的搜索概率为1，故称为可靠搜索，Z为满足处理机所需的脉冲个数，Tr为脉冲重复周期。频率快速可靠搜索（它与慢速可靠搜索一样，都为全概率搜索）。在脉冲宽度τ内，要搜索完整个侦察频段，即Tf≤τ，故搜索速度应满的扫频速度不宜过大，否则会引起输出幅度的严重下降，导致接收机灵敏度降低
《二次雷达原理》课件
发射机负责将询问信号调制到载 波上，并通过天线发送出去。
03
接收与发射机的性能指标包括动 态范围、灵敏度、抗干扰能力等
。
04
电源与冷却系统
电源与冷却系统是二次雷达 系统中的辅助设备，负责提 供稳定Fra bibliotek电源和保证设备的
正常运行温度。
1
电源设备负责提供稳定的直 流或交流电源，保证设备的
答信号。
应答信号由编码的脉冲组构成 ，包含了飞机的识别信息和位
置信息。
应答机通常安装在飞机的机腹 或机背，通过接收和发送信号 与地面站进行通信。
应答机的性能指标包括应答频 率、脉冲宽度、脉冲重复频率 等。
天线与波束形成
01
02
03
04
天线是二次雷达系统中的重要 组成部分，用于发射和接收无
线电波。
波束形成技术用于控制天线的 方向性，使无线电波能够定向
02
二次雷达系统组成
询问机
询问机是二次雷达系统的 核心组成部分，负责发送 询问信号。
询问机通常安装在地面站 或空中交通管制中心，通 过无线电波与目标进行通 信。
ABCD
询问信号由编码的脉冲组 构成，用于识别目标并获 取其信息。
询问机的性能指标包括询 问频率、脉冲宽度、脉冲 重复频率等。
应答机
应答机是安装在飞机上的设备 ，用于接收询问信号并发送应
正常供电。
冷却系统采用散热器或空调 等设备，对设备进行散热和 温度调节，保证设备的正常 运行温度。
电源与冷却系统的性能指标 包括电源效率和冷却效率等 。
03
二次雷达工作原理
询问与应答信号的产生
询问信号的产生
由雷达发射机产生特定频率的射频信 号，通过天线向空间发射。
波击苍穹——中国早期陆基战略预警雷达系统
中国第一代反弹道导弹防御工程：640工程60年代，中国处在美、苏全面封锁和“双重核讹诈”之中。
随着国际形势的变化和中国核武器、导弹事业的迅速发展，防止敌人导弹袭击，建立国土战略防御体系的历史任务便提上了党和国家的重要议程。
1963年12月，毛泽东在听取战略武器问题汇报时指示：“原子弹、导弹，无论如何也不会比别人搞得多。
同时，我们又是防御战略方针，因此除搞进攻性武器外，还要搞些防御武器。
”于是国防科委主任聂荣臻建议成立一个小组，由钱学森负责，研究我国发展反导弹武器系统的途径。
1964年2月，毛泽东在会见钱学森时专门谈到反导问题：“5年不行，10年;10年不行，15年。
总要搞出来的。
”1965年3月，周恩来总理主持召开当时的中央专委第12次会议，要求各科研单位将防御敌人导弹的研究工作列入年度计划和长远规划。
同年6月，国防科学技术委员会在北京召开“反导弹工程会议”，初步形成反导弹防御体系工作规划。
8月27日，中央专委办公室根据中央专委第13次会议决议连续下发5个通知，向各单位下达反导武器研制具体任务。
640工程由毛泽东提出，钱学森负责为加强保密，1966年3月国防科委将反导弹工程系统的代号定为“640工程”并上报中央军委。
3月22日，国防科委发出《关于反导弹工程体系的代号的通知》。
对640工程各分系统的代号规定如下：反导弹导弹系统工程代号为640-1;反导弹超级火炮系统工程代号为640-2;反导弹光炮系统工程代号为640-3;预警雷达系统工程代号为640-4;弹头再入物理现象的研究(后定名为突防反突防系统)工程号为640-5。
陆基导弹预警雷达系统：640-4工程作为反导作战的重要的一部分陆基早期导弹预警雷达系统，前苏联科学院无线电技术研究所的科学家们早在50年代末就开始了首部用于监视导弹袭击和航天器飞行的早期预警雷达——“德涅斯特河”(北约称之为：鸡笼)的研制工作。
60年代中期，在“德涅斯特河””雷达的基础上，发展了“第聂伯河”雷达，并研制了更为先进的“达利亚尔”雷达。
二次雷达基本原理.
●
垂直剖面的垂直方向性图 ( 主要用于分析降低地面反 射造成的影响 )
●
31
III. 系统组成 -1. 天线
水平方向性图
Δ Σ
Ω
32
III. 系统组成 -1. 天线
垂直方向性图
高度角θ
− 20dB
50°
余割平方特性
− 6°
4° 0° − 26dB
− 16dB
0dB
F (θ )
下切率1.8dB / 度
23
II. 二次雷达工作原理 -4 应答信号
C 模式应答码
循环码特性 偶数 C1C2C4 001 011 010 110 100 奇数 100 110 010 011 001 十进制数 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
C 位 5 周期循环码规则： 循环码的 B4 若为 1 则使用奇
数特性，若为 0 则使用偶数特 性。
4
I. 二次雷达简介 -
I. PSR SSR 区别 : 工作方式不同 PSR 靠反射 ,SSR 一问一
答.
II.SSR 优点
1. 机载应答机的回答频率不同于地面站询问机的询问频率 , 可避 免 PSR 常见的地物杂波、气象杂波等干扰 . 2. 不依靠电波反射，所以同样的探测距离发射功率比一次监视雷 达低的多 . 3. 利用编码信号进行信息交换，能获取更丰富的信息 .
雷达一些基本原理ppt课件
通过电磁波传播、目标反射、接收处理等过程，推导出雷达方程的 具体形式。
雷达方程的意义
为雷达系统设计、性能分析和优化提供了理论依据，有助于指导雷 达系统的实际应用。
最小可检测信号计算
最小可检测信号的定义
在给定虚警概率和检测概率条件下，雷达系统能够检测到的最小 目标回波信号。
最小可检测信号的计算方法
根据雷达方程和噪声特性，通过理论计算或仿真实验确定最小可检 测信号的大小。
影响最小可检测信号的因素
包括雷达系统参数、目标特性、传播环境等，需要综合考虑各种因 素进行优化设计。
系统性能评估指标
探测距离
衡量雷达系统对远距离目标的 探测能力，与发射功率、天线 增益、目标反射截面等因素有
关。
分辨率
表征雷达系统区分相邻目标的 能力，包括距离分辨率、方位 分辨率和俯仰分辨率等。
02
电磁波与天线
电磁波特性与传播方式
电磁波基本特性
电磁波是一种横波，具有电场和 磁场分量，可以在真空中传播，
速度等于光速。
电磁波谱
电磁波谱包括无线电波、微波、红 外线、可见光、紫外线、X射线和 伽马射线等，不同波段的电磁波具 有不同的特性。
电磁波传播方式
电磁波传播方式包括直射、反射、 折射、衍射和散射等，这些传播方 式决定了雷达探测的基本原理。
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目录
பைடு நூலகம்
• 雷达概述 • 电磁波与天线 • 雷达信号处理 • 雷达测距测速原理 • 雷达方程与性能分析 • 现代雷达技术发展趋势
01
雷达概述
雷达定义与发展历程
雷达定义
利用电磁波的反射特性来探测目 标的位置、速度等信息的电子设 备。
雷达原理的复习资料
第一章 作业1。
简述“雷达”一词的来源，其最初的作用是什么？现代雷达的任务是什么？ 教材参考：P1雷达（Radar ）源于Radio Detection and Ranging 的缩写。
最初作用为无线电探测和测距或无线电定位。
即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位、和仰角，而且包括测量目标的速度，以及从目标回波中获得目标的尺寸和形状、目标的对称性、目标的表面粗糙度以及介电特性等信息。
2。
简述雷达工作的基本原理。
教材参考：P2雷达基本组成框图：1、由雷达发射机产生的电磁能，经收发开关后传输给天线，再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。
2、电磁能在大气中以光速(3×108 m/s)传播，如果目标恰位于定向天线的波束内，则它将截取部分电磁能。
3、目标将被截取的电磁能向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。
雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后，就经传输线和收发开关反馈给接收机。
4、接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息，并将结果送至终端显示。
3。
简述雷达目标斜距、角位置、相对速度测量的基本原理。
教材参考：P2-3(1) 目标斜距的测量：雷达发射机经天线向空间发射高频脉冲，如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。
由于已知电磁波传播速度，目标斜距的测量可以通过测量回波脉冲与发射脉冲的时间间隔了实现。
R=CTr/2，R 为目标的距离，c 为电磁波传播速度，tr 为回波脉冲与发射脉冲之间的时间间隔。
(2) 目标角位置的测量：目标角位置指方位角或仰角，角位置都是利用天线的方向性来实现的。
雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线波束轴对准目标时，回波信号最强。
根据接收回波最强时的天线波束指向，就可确定目标的方向，这就是角坐标测量的基本原理。
(3) 相对速度的测量：当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移（称为多卜勒频移），当目标向着雷达站运动时V r ＞0，反之V r ＜0。
雷达手册第三版
雷达手册第三版摘要：一、雷达的基本概念与原理1.雷达的定义2.雷达的工作原理3.雷达系统的主要组成部分二、雷达的分类与用途1.按工作频率分类a.短波雷达b.中波雷达c.长波雷达d.微波雷达2.按工作方式分类a.搜索雷达b.跟踪雷达c.成像雷达3.雷达的广泛应用a.军事领域b.民用领域c.科学研究领域三、雷达系统的主要性能指标1.探测距离2.探测精度3.分辨率4.抗干扰能力5.可靠性四、我国雷达技术的发展历程与现状1.发展历程a.初创阶段b.发展阶段c.突破阶段2.我国雷达技术的现状a.技术水平b.研究成果c.国际地位五、未来雷达技术的发展趋势与挑战1.新技术的发展a.量子雷达b.光子雷达c.超宽带雷达2.智能化与网络化a.人工智能在雷达中的应用b.雷达网络化技术3.面临的挑战a.反雷达技术的发展b.雷达系统的安全性正文：雷达手册第三版详细介绍了雷达的基本概念与原理，雷达的分类与用途，雷达系统的主要性能指标，以及我国雷达技术的发展历程与现状。
此外，还探讨了未来雷达技术的发展趋势与挑战。
雷达是一种利用电磁波在空间中传播特性，通过发射、接收、处理电磁波来探测目标位置、速度、形状等信息的电子设备。
雷达的工作原理是通过发射电磁波，当电磁波遇到目标物时，部分电磁波会被反射回来，接收器接收到的反射电磁波与发射的电磁波进行对比，从而计算出目标物的距离、速度等信息。
雷达系统主要由发射器、接收器、天线、信号处理器等组成。
雷达的分类有多种，根据工作频率可分为短波雷达、中波雷达、长波雷达和微波雷达；根据工作方式可分为搜索雷达、跟踪雷达和成像雷达。
雷达广泛应用于军事领域，如空中预警、地面监视、导航定位等；民用领域，如气象预报、资源勘探、交通监控等；科学研究领域，如地壳形变监测、生物医学成像等。
雷达系统的主要性能指标包括探测距离、探测精度、分辨率、抗干扰能力和可靠性等。
这些性能指标是衡量雷达系统性能优劣的重要依据。
我国雷达技术的发展经历了初创阶段、发展阶段和突破阶段。
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SBR系统的优缺点当传感器要完成探测太空、海洋和空中目标任务及完成导弹防御任务时，可考虑使用SBR。
与陆基雷达相比，这些部署在太空的雷达具有以下优点：（1）空间和时间覆盖范围仅受选定的轨道和卫星的数目限制。
如图22.9和图22.10所示。
大范围的连续观测是可以实现的[28]。
图22.9标明了从圆形极地轨道上提供连续覆盖整个地球表面所需要的轨道平面数量和卫星数量。
可以看出，当卫星的高度大于6 000n mile时，需要在两个轨道平面上使用6颗卫星，在卫星探测范围内没有天底孔。
图22.10说明了在赤道轨道的特殊情况下，实现连续覆盖所需要求卫星的数量。
这种情形仅限于扩展到图中所指定纬度的宽条形区，可看出：当卫星的高度大于6 000n mile时，4颗卫星能够覆盖一条60 宽的条形区。
时间上的覆盖范围如图22.11所示。
图中给出了目标被跟踪以后从太空卫星观测地面目标的最大时间[28]，可以看出，当轨道高度为6 000n mile时，一个地面目标能被观测的时间超过7 000s。
图22.9 极地轨道的全球覆盖[28]图22.10 赤道轨道的带状覆盖图[28]（2）使用电子扫瞄天线的SBR是可以完成多种任务的。
例如，一个雷达卫星系统能：第22章天基雷达（SBR）系统和技术·838·①搜索一个扇区，完全覆盖美国本土周围的防御区域，探测距海岸一定距离的轰炸机；②搜索一个覆盖极地的扇区以便在弹道导弹早期预警系统（BMEWS）发现之前发现洲际弹道导弹（ICBM）；③监视任何国外潜在的太空发射场地；④完成海洋地区的监视；⑤搜索一个海基弹道导弹（SLBM）防御区域；⑥探测可能对美国同步卫星构成威胁的太空目标。
任务的数量仅受限于重量和可用的主电源，但当采用航天飞机作为发射装置时，这些限制都能克服。
因此惟独技术和成本才是真正的限制。
（3）大气传播影响可以通过适当选择工作频率和有利的几何关系使之最小化。
（4）如果数据经中继卫星获得，就不需要海外工作站。
因此一个国家的SBR系统在政治上是独立的，并且国外跟踪站的丧失对系统性能没有影响。
影响太空大型雷达系统发展步伐的因素有：（1）太空大型天线结构技术、太空大型相控阵技术、太空大型重量技术和太空大型主能源系统技术在早期进程中都要考虑到。
图22.11 目标被跟踪后从太空卫星观测目标的最大时间[28]（2）天基多功能雷达系统的合理运行费用还需要论证。
即使使用航天飞机可以减少将负荷送入轨道的单位重量费用，SBR系统仍需要投入巨资。
第22章天基雷达（SBR）系统和技术·839·22.3 SBR系统介绍美国和前苏联已布署了类型I和类型IISBR。
本节将介绍某些此类的SBR系统。
STS交会雷达[1][15][36]休斯（Hughes）飞机公司为在空间运输系统（STS）中使用而研制了交会雷达和通信子系统（IRACS）组合。
IRACS是一个相参的距离波门脉冲多普勒雷达，用于搜索、捕获和跟踪其他环绕轨道运行的目标，并且提供与那些目标进行快速和高效的交会所需要的太空测量数据。
IRACS为STS提供雷达和通信两种功能：在脉冲多普勒雷达模式中，它完成刚才所讲的交会功能；在通信模式中，完成搜索、捕获并追踪跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）的中继卫星，以便在航天飞机和地面跟踪站之间建立双路通信。
IRACS硬件被分成展开部件和舱载部件两部分。
展开部件平时位于航天飞机载重舱内，工作时从打开的载重舱门延伸出去。
这部分硬件包括了天线反射体、馈线、平衡环、驱动马达、陀螺仪、数字式轴编码器、转动铰链、发射机、接收机、上变频器、第一下变频器和频率合成器。
舱载硬件位于航天飞机内，完成信号处理、跟踪滤波和控制功能。
这个K u波段的IRACS工作于13.75GHz和15.15GHz频段之间。
其雷达工作于13.75GHz 和14.0GHz之间，有两种基本的雷达模式：一种是被动模式，在这种模式时，目标是非合作式的，因此截面积不会增大；另一种是主动模式，目标上有一个应答机。
在被动模式时，雷达最大的作用距离为12n mile；而在带有一个+14dBm应答机的主动模式中，雷达最大作用距离为300n mile。
子工作模式包括自动搜索、自动角度和距离跟踪能力及外部角度控制操作。
在外部角度控制下，天线要么通过外部旋转命令，要么通过参考惯性空间或者太空船的轴线来定位。
在自动工作过程中，角度、角度变化率、距离和距离变化率的测量由雷达在跟踪开始后进行。
外部角度控制工作模式仅测量距离和距离变化率。
该系统的天线是直径为36in的中心馈电抛物面，增益为38.4dB，波束宽度为1.68 。
五单元单脉冲馈源提供一个和输出和两个正交的差输出。
角度跟踪采用时分复用将两个差输出合并成一个单路的接收差通道。
使用接收机差通道来监测一个工作在搜索状态的辅助喇叭，并辅助喇叭通道与主天线通道进行比较，以防止捕获主天线的副瓣中的大目标，。
辅助天线的峰值增益比主天线的峰值增益小20dB。
和通道与差通道使用低噪声射频（RF）前置放大器，经过放大，和差通道在中频（IF）合并成一个单路接收通道通向舱内电子设备，以进行后续的处理。
发射机采用行波管（TWT），增益为44dB，将相参合成器输出放大到50W的峰值功率。
在短距离工作状态（小到100ft），行波管被旁路，以减少目标上的功率。
在雷达模式中，用5个射频频率点对SwerlingⅠ型（慢起伏）目标回波进行去相关，提高检测效果。
采用16点离散傅里叶变换（DFT）处理器去相参积累多脉冲回波，并提供目标相对速度的精密测量。
展开部件重达135 lb，主电源功率为460W。
Seasat—A合成孔径雷达[18][37]Seasat—A是由5个子系统构成的聚焦型SAR，即：（1）航天器雷达天线；（2）航天器雷达传感器；（3）航天器至地面的数据链路；（4）地面数据记录器和格式化；（5）地面数据处理器。
天线是8块由合成馈电网络馈电的微带阵列，工作于1275MHz。
Seasat—A天线的第22章天基雷达（SBR）系统和技术·840·细节将在22.4节中讨论。
固态雷达发射机从稳定本振获取线性调频（LFM）信号，产生800W 的额定峰值功率。
当天线偏离天底20︒角、仰角波束宽为6︒时，天线在地球表面的辐射范围是一条100km宽的条形区域。
一旦雷达传感器中的接收机接收到反射信号，灵敏度时间控制RF放大器就将回波放大。
该信号和部分稳定本振信号混合通过模拟数据链路发送到地面站。
在地面站，数据线解调器将雷达传感器的本振信号和回波还原，还原后的同步解调视频雷达信号被雷达数据记录仪和格式化处理分机子系统转换成数字形式。
通过转换，信号被缓存且被一个高密度磁带记录仪记录下来。
然后，雷达信号处理机将记录下来的数字信号转换成一个二维的天线观测区域雷达截面图。
在仰角上（与航迹垂直）用时间波门选通压缩后的回波信号得到的分辨力为25m，在方位上（沿航迹）通过地面信号处理器在数据处理间隔期间对相参回波信号进行聚焦（亦可得到分辨力为25m的雷达图）。
SAR在轨总重量达223kg，所需要的雷达电源功率为624W。
表22.3列出了Seasat SAR的技术特性。
表22.3 合成孔径雷达第22章天基雷达（SBR）系统和技术·841·航天飞机成像雷达[36]Seasat—A SAR的技术发展为航天飞机成像雷达（SIR）系列奠定了基础。
SIR系列包括SIR—A和SIR—B。
其天线上的小差别将在第22.4节中讨论。
使用Ｌ波段发射机，带宽将有微小的变化，因而SIR—A的分辨力为40m，SIR—B的分辨力为20m。
两种雷达的条形探测区宽度都是50km；轨道高度分别为240km和220km，因此雷达的距离和入射角不同。
GEOS—C SBR系统特性[8][19]~[21]GEOS—C雷达测高仪为高精度、K u波段的（13.9GHz）SBR测高仪。
这种测高仪主要用于测量海洋表面的形态和海情。
它是一种复杂多模式的雷达系统，具有两种不同的雷达收集模式（全球模式和增强模式），还具有两种相应的用于在轨道功能测试和仪器校准的自测校准模式。
它主要性能特征是其具有以下能力：（1）进行精确的卫星至海洋表面高度测量（当输出速率为每秒钟一次时，全球模式（GM）的精度为50cm；增强模式（IM）的精度为20cm），用以绘制海洋表面形状图；（2）提供数据，对这些数据处理后可以估计海洋波浪峰至波谷高度（浪高在2～10m的范围内，估计精度为25%）。
设计中包含几个重要的技术领域：（1）160MHz时钟和4相位分割、分辨力达1.56ns的高频逻辑电路；（2）宽带（100MHz）、压缩比为100：1、压缩后脉宽为12.5ns的线性调频脉压系统；（3）用以对宽带（50MHz）有噪音视频回波信号的进行准确采样的高速采样保持电路；（4）在太空中应用的高压（12kV）电源的设计和包装。
设备重达68kg（150 lb）、体积为0.119m3（4.2ft3），包括直径为0.6m（24in）、波束宽度为2.6 和增益为36dB的抛物面天线。
设备包装成两个基本部分，即一个RF部分和一个附属电子设备部分。
两部分都固定在一个直径为0.65m（26in）的中央圆筒式碟状基板上。
RF部分的主要子系统有：（1）IM发射机（线性调频信号产生器、上变频器、1W的驱动行波管和高压电源、2kW输出行波管和高压电源）；（2）GM发射机（一个峰值功率为2kW的磁控管和高压电源）；（3）RF开关组件（RF开关、波导管、标准衰减通道和收发开关）；（4）接收机前端（下变频器-前置放大器）。
附属电子设备部分的主要子系统有：（1）IF接收机（IF放大器、滤波器、脉冲压缩器和检波器）；（2）信号处理器（用多层板组件上的模拟和数字电路实现AGC、捕获和跟踪功能）；（3）频率合成器；（4）模式控制电路；（5）校准-测试电路；（6）低压电源。
工作时需要的额定功率是全球模式71W；增强模式126W（16波形采样器）前苏联“宇宙”1500侧视雷达[38][39]前苏联于1983年9月28日将“宇宙（Cosmos）”1500海洋卫星发射到650km的额定极地轨道。
它是可连续提供世界海洋观察的军民两用系列卫星中的第一颗。
传感器通过一个分配网络为陆海使用者提供侧视雷达（SLR）、海洋与冰区的射电和可视覆盖[38]。
表22.4概括了实波束SLR的参数和特性。
雷达工作频率为9500 MHz，其磁控管发射机有100kW的峰值功率输出。
天线是11m长和4cm高的开槽波导。
“宇宙”1500已经显示出了许多非凡的性能，包括：（1）定时自动发送SLR的地球成像图片；（2）绘制以前从未探测过的南极和格林兰冰盖的不均匀性图；（3）极地区域多年和第一年冰区的雷达成像；（4）绘制冰盖连续性断裂的延伸区域图；（5）通过使用相同水域的系列雷达成像跟踪海冰漂流；（6）油膜、风区或海流第22章天基雷达（SBR）系统和技术·842·的探测；（7）在1983年10～11月间为陷在北极区冰层中的船只提供导航。