雷达原理 第六章 目标距离的测量
雷达测距原理
雷达测距原理
雷达测距是利用电磁波的特性来测量目标距离的一种技术。
雷达系统通常由发
射机、接收机、天线和信号处理器等组成。
雷达发射机产生一束电磁波并将其发射出去，当这束电磁波遇到目标时，一部分电磁波会被目标反射回来，接收机会接收到这部分反射回来的电磁波，并通过信号处理器来计算目标的距离。
雷达测距的原理主要包括了发射和接收两个过程。
在发射过程中，雷达发射机
会产生一定频率和脉冲宽度的电磁波，并将其转换成天线所需的形式进行辐射。
这些电磁波会沿着一定方向传播，并当遇到目标时会被目标部分反射回来。
在接收过程中，雷达接收机会接收到目标反射回来的电磁波，并将其转换成电信号进行处理。
雷达测距的原理基于电磁波在空间中的传播和反射规律。
当电磁波遇到目标时，部分电磁波会被目标反射回来，而其反射回来的时间和接收机接收到的信号强度会与目标的距离有关。
通过测量电磁波的往返时间和接收信号的强度，可以计算出目标的距离。
雷达测距的原理还涉及到了雷达信号的处理和分析。
接收到的雷达信号会经过
信号处理器进行滤波、放大、解调等处理，最终得到目标的距离信息。
在实际应用中，还需要考虑到地球曲率、大气折射等因素对雷达测距的影响，需要进行相应的修正和校正。
总的来说，雷达测距的原理是利用电磁波的传播和反射规律来测量目标的距离。
通过发射和接收电磁波，并对接收到的信号进行处理和分析，可以准确地获取目标的距离信息。
雷达测距技术在军事、航空、航海、气象等领域有着广泛的应用，对于提高测距的精度和准确性起着重要作用。
雷达测距工作原理
雷达测距工作原理雷达是一种常用的测距设备，通过发送电磁波并接收其反射信号来实现目标位置的测量。
雷达测距的工作原理涉及到电磁波传播、反射信号接收和测量计算等过程。
本文将详细介绍雷达测距的工作原理。
一、电磁波传播过程雷达测距主要利用无线电波在空间中传播的特性。
当雷达发射器输入电磁信号时，电磁波以光速传播，经过一定的时间后达到目标物体。
这里的时间可以通过测量发射和接收信号之间的时差来确定。
二、反射信号接收过程当电磁波与目标物体相遇时，部分能量会被目标物体吸收，而另一部分则会被反射回来。
雷达接收器会感应到这些反射信号，并将其转化为电信号进行处理。
反射信号的强度与目标物体的特性、距离和波长等因素相关。
三、测量计算过程通过测量发射信号和接收信号之间的时间差，可以得到电磁波传播的时间。
由于我们已知电磁波的传播速度是光速，可以利用这个时间和速度关系计算出目标物体与雷达的距离。
常用的计算方法有时差法、频率测量法和相位测量法等。
四、应用领域雷达测距广泛应用于许多领域。
在军事上，雷达测距可以用于敌我识别、导弹制导和目标跟踪等。
在民用领域，雷达测距可用于航空、航海、交通和天气等领域。
无论是在军事还是民用领域，雷达测距都发挥着重要的作用。
总结：雷达测距的工作原理涉及到电磁波传播、反射信号接收和测量计算等过程。
通过测量发射信号和接收信号之间的时间差，可以计算出目标物体与雷达的距离。
雷达测距广泛应用于军事和民用领域。
这一技术的发展对于提高探测精度、增强安全性和提供实时信息具有重要意义。
雷达测距原理及实现方法
雷达测距原理及实现方法一、雷达测距原理雷达是利用无线电波进行探测和测距的一种技术。
雷达测距是通过测量从雷达到目标物体的往返时间差来估计目标的距离。
雷达测距的原理可以简单地概括为发射一束射频信号，当这个信号遇到目标时，部分能量被目标吸收或散射，剩下的能量会返回雷达。
雷达系统接收这个返回的信号，并测量从发送到返回信号的时间差，然后根据电磁波在空气中的传播速度，就可以计算出目标到雷达的距离。
具体实现雷达测距的原理有以下几种：1.脉冲测距原理：脉冲测距原理是利用发射一组很短的脉冲信号，并测量从发送到返回信号的时间来计算距离。
这种方法的特点是简单、精度较高，适用于对距离变化不频繁的目标进行测距。
2.相位测距原理：相位测距原理是利用发射一组连续波信号，并测量信号的相位变化来计算距离。
相位变化与距离成正比，并且可以通过频率测量的方法，精确计算出距离。
相位测距一般用于对动态目标进行测距。
3.干涉测距原理：干涉测距原理是利用发射两个相干的连续波信号，并测量两个信号之间的干涉现象来计算距离。
干涉测距具有高精度和高抗干扰性能的特点，适用于对距离变化频繁的目标进行测距。
4.多普勒测距原理：多普勒测距原理是利用目标在接收到的波的频率上所引起的多普勒频移来计算目标的速度和距离。
多普勒测距一般用于对移动目标进行测速和测距。
二、雷达测距实现方法实现雷达测距需要几个关键的组件和步骤：1.发射器和天线：发射器产生并发送无线电波的信号，天线用于辐射和接收电磁波。
2.接收器：接收器用于接收从目标返回的信号，并将其转换成电信号。
3.信号处理：接收到的信号经过信号处理子系统进行滤波、放大、调制等操作以提取出目标信息。
4.时间测量：雷达系统需要测量从信号发射到接收到返回信号的时间差。
可以通过多种方法实现时间测量，例如使用计数器、脉冲计时器等。
5.距离计算：根据从时间测量得到的时间差，结合电磁波在空气中的传播速度，通过计算得到目标到雷达的距离。
雷达技术 第六章 目标距离的测量21-22
6
6.1 脉冲法测距
6.1.1 基本原理
lp l
R=CtR /2 R=0.15tR ，R（km） tR （us）
发射 脉冲
近区地 物回波
目标回波
0 10 20 30 40 50 60 70 km 机械距离刻度标 尺
思考问题：
用脉冲的哪里来作为 回波到达时刻? 有何区别？ 回波前沿 回波中心
7
图6.2 显示器荧光屏画面
Δc为电波传播速度平均值的误差; ΔtR为测量目标回波延迟时间的误差。
11
6.1 脉冲法测距
（1）电波传播速度变化产生的误差 估算传播速度变化引起的误差
R c R c tR c 2
R
R
c
c
表6.1 电波传播速度
12
6.1 脉冲法测距
（2）时间差测量误差
R c R c tR c 2
25
6.1 脉冲法测距
?
用多重复频率测距
办法可以从我国的余数定理中找到
魔术师背对观众坐在一张椅子上，让某位观众心中 随意想定一个不超过500的数， 然后用7去除这个数并报出余数； 然后再用8去除原来想定的数并报出余数； 然后再用9去除并报出余数； 这样魔术师就知道到底这个观众心里想的数是多少。 -如余数分别为1，5，8，答案是多少？ 197 -如余数分别为3，5，7，答案是多少？ 493 26
31
6.2 调频法测距
当反射回波来自运动目标, 其距离为 R0而径向
速度为 v 时, 其回波频率 fr 为
4f fr f0 fd Tm 8f fb ft f r Tm c 8f fb f r ft Tm c
平均 频率差
《雷达原理》知识点总结
【雷达任务：测目标距离、方位、仰角、速度；从目标回波中获取信息【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。
【影响雷达性能指标:脉冲宽度(窄），天线尺寸（大）,波束(窄），方向性。
【测角:根据接收回波最强时的天线波束指向【雷达是如何获取目标信息的?【雷达组成：天线，发射机,接收机,信号处理机,终端设备（电源，显示屏)，收发转换开关【发射机工作原理:为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
【发射机基本组成:单级振荡式：脉冲调制器,大频率射频振荡器,电源。
主振放大式:脉冲调制器，中间和输出射频功放,电源，定时器,固体微波源（主控振荡器，用来产生射频信号)工作过程:(1）单级振荡式:信号由振荡器产生,受调制（2)主振放大式:信号由固体微波源经过倍频后产生，经射频放大链进行放大,各级都需调制（脉冲调制器),定时器协调工作。
优缺点:单击振荡式：简单经济轻便，频率稳定度差，无复杂波形;主振放大式:频率稳定度高,相位相参信号,有复杂波形,适用频率捷变雷达【发射机质量指标:(1）工作频率(波段)（2)输出功率:影响威力和抗干扰能力。
峰值功率（脉冲期间射频振荡的平均功率）和平均功率(脉冲重复周期内输出功率的平均值）。
（3）总效率Pt/Ｐ。
(4）调制形式：调制器的脉冲宽度,重复频率,波形。
（5）信号稳定度／频谱纯度，即信号各项参数。
【调制器组成：电源,能量储存,脉冲形成【调制器任务与作用：为发射机的射频各级提供合适脉冲,将一个信号载到一个比它高的信号上【仿真线:由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上，用真实线长度太长,因此在实际中是用集总参数的网络代替长线，即仿真线【刚／软性开关：刚性开关的电容储能部分放电式调制器,特点为部分放电，通电利索;软性开关的人工线性调制器,特点为完全放电,效率高，功率大。
雷达原理-第6章目标距离的测量
④
u
u
t
c
t
⑤
⑧
u
后波门 ⑤
后选通 ⑦
积分 电路
⑥
t′
c
t
t
形成 电路
放大 器
Ⅱ
u
⑦ u
t
⑧
注意：比较电路是否一直 u
t
有输出？
⑨ u
t
⑩
t
(a )
(b )
2020/5/7
(a) 组成方框图; (b) 各点波形
2. 控制器
控制器的作用是把误差信号uε进行加工变换后, 将其输出去控制跟踪波门移动, 即改变时延t′, 使其 朝减小uε的方向运动。设控制器的输出是电压信 号E, 则其输入和输出之间可用下述通常函数关系 表示:
脉冲调频测距原理 (a) 原理性方框图组成;
f
FA F
F T
td T A
o
2020/5/7
FA
fd
td
2vr
2 R0 c
FB
fd
td
2vr
2 R0 c
fd
FC
fd
2vr
FB
FC
T
T
B
C
t
(b)
脉冲调频测距原理 (b) 信号频率调制规律;
6.3 距离跟踪原理
6.3.1 人工距离跟踪 操作员按照显示器上的画面，将电刻
fb
ft
fr
8f Tm c
R0
fd
fb
fr
ft
8f Tm c
R0
fd
(前半周正向调频范围) (后半周负向调频范围)
R0
c 8f
fb fb 2fm
雷达测距原理
雷达测距原理雷达（Radar）是一种利用无线电波进行探测和测距的技术，它在军事、航空、气象等领域有着广泛的应用。
雷达测距原理是指雷达系统利用发射和接收无线电波的时间差来计算目标距离的基本原理。
下面我们将介绍雷达测距的原理和相关知识。
首先，雷达测距的基本原理是利用无线电波在空气中的传播速度来计算目标距离。
无线电波在空气中传播的速度约为光速的3/4，即每秒约为3×10^8米。
雷达系统通过发射无线电波并接收目标反射回来的信号，然后利用发射和接收的时间差来计算目标距离。
其次，雷达测距的原理是利用无线电波的“发射-接收-回波”过程。
雷达系统首先发射一束无线电波，这些波在空间中传播并遇到目标后被反射回来，形成回波。
雷达系统接收到这些回波并计算发射和接收的时间差，然后根据时间差和无线电波传播速度来计算目标距离。
此外，雷达测距原理还涉及到了雷达系统的工作模式和信号处理。
雷达系统通常采用脉冲式工作模式，即通过间隔一定时间发射短脉冲的无线电波，并在每次发射后等待接收回波。
雷达系统接收到回波后，利用信号处理技术来提取目标信息，并计算目标距离。
最后，雷达测距原理还需要考虑到误差和精度的问题。
由于无线电波在空间传播的速度受到环境条件和天气影响，因此雷达系统在测距时需要考虑这些因素对测距精度的影响，并进行相应的校正和修正。
总的来说，雷达测距原理是利用无线电波的发射、传播和接收来计算目标距离的基本原理。
通过了解雷达测距的原理，我们可以更好地理解雷达技术的工作原理，以及在实际应用中如何提高测距的精度和准确性。
雷达技术的不断发展和应用将为各个领域带来更多的便利和安全保障。
雷达测距、测角、测速基本原理
雷达测距、测角、测速基本原理目标在空间的位置可以用多种坐标系表示。
最常见的是直角坐标系，空间任一点目标P 的位段可用x，y,z三个坐标值来确定。
在雷达应用中，测定目标坐标常采用极(球)坐标系统.目标的斜距R为雷达到目标的直线距离OP;方位角a为目标的斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(一般是正北方向)在水平面上的夹角;仰角B为斜距R与它在水平面上的投影OB在沿垂直面上的夹角，有时也称为倾角或者高低角。
如果需要知道目标的高度和水平距离，那么利用圆柱坐标系就比较方便。
在这种坐标系中.目标的位由三个坐标来确定:水平距离D;方位角。
;高度H, 球坐标系与圆柱坐标系之间的关系如下:D=RcosBH=RsinBa=a上述这些关系仅在目标的距离不太远时是正确的;当距离较远时，由于地面的弯曲，必须作适当的修正。
现以典型的脉冲雷达为例来说明雷达测量的基本工作原理。
它由发射机、发射天线、接收机和接收天线组成。
发射电磁波中一部分能量照射到雷达目标上，在各个方向上产生二次散射。
雷达接收天线收集散射回来的能量，并送至接收机对回波信号进行处理，从而发现目标，提取目标位置、速度等信息。
实际脉冲雷达的发射和接收通常共用一个天线，以简化结构.减小体积和重量。
脉冲雷达采用的发射波形通常是高频脉冲串.它是由窄脉冲调制正弦载波产生的，调制脉冲的形状一般为矩形，也可采用其他形状。
目标与雷达的斜距由电磁波往返于目标与雷达之间的时间来确定;目标的角位置由二次散射波前的方向来确定;当目标与雷达有相对运动时，雷达所接收到的二次散射波的载波频率会发生偏移，测量载频偏移就可以求出目标的相对速度，并且可以从固定目标中区别出运动目标来。
信息来源拓邦汽车电子网 地址：/news/2165.htm。
雷达测距工作原理
雷达测距工作原理雷达是一种广泛应用于航空、海洋、地球科学等领域的无线电测量技术。
它通过发射无线电波并接收其反射信号来测量目标物体与雷达的距离。
雷达测距的原理基于无线电波在空间传播的速度恒定且已知的特性。
本文将介绍雷达测距的工作原理，包括雷达波束发射、反射回波接收和距离计算。
一、雷达波束发射雷达波束是指从雷达天线发出的无线电信号。
雷达系统通过调节发射频率和波形来控制波束的形状和方向。
发射频率通常位于超高频（UHF）或次高频（SHF）范围内，波形可以是连续波（CW）或脉冲波。
发射天线的形状和布局也会影响波束的特性。
二、反射回波接收当雷达波束遇到一个物体时，部分能量将被物体吸收，而其他部分则会被散射、反射或透射回来。
雷达系统的接收端会接收到这些回波信号，并用于测量目标物体的距离、位置以及其他属性。
接收天线的形状和布局也会影响回波信号的接收质量和性能。
三、距离计算雷达测距的基本原理是计算从发射到接收之间经过的时间，并将其转化为距离。
由于无线电波在空间中的传播速度已知，可以根据时间差来计算距离。
雷达系统通常会使用两种测距方法，即时差测距和相位测距。
1.时差测距：时差测距是通过测量发射和接收之间的时间差来计算距离。
当发送的脉冲信号被目标物体反射并返回时，雷达系统会记录下发射与接收之间经过的时间。
由于无线电波在空间中的传播速度是已知的，可以用时间差乘以传播速度来计算出目标物体与雷达之间的距离。
2.相位测距：相位测距是通过测量波形的相位差来计算距离。
当发射的连续波信号被目标物体反射并返回时，雷达系统会比较接收到的波形与发射的波形之间的相位差。
由于相位差与传播距离存在一定的关系，可以通过测量相位差来计算目标物体与雷达之间的距离。
总结：雷达测距通过发射和接收无线电波来测量目标物体与雷达之间的距离。
它的工作原理主要包括雷达波束发射、反射回波接收和距离计算。
通过测量发射与接收之间的时间差或波形的相位差，可以计算出目标物体与雷达之间的精确距离。
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。
第6章目标距离测量
➢目标距离测量
τ
门限
Σ
本振
匹配
包络
微分
过零点
滤波器
检波
(d / dt)
检测
tபைடு நூலகம்
t
图3 回波脉冲中心估计
➢目标距离测量
1.2 影响测距精度的因素
雷达在测量目标距离时，不可避免地会产生误 差，它从数量上说明了测距精度，是雷达站的主要 参数之一。
由测距公式可以看出影响测量精度的因素。对 式（1.1）求全微分，得到
➢目标距离测量
测量目标的距离是雷达的基本任务之一。无线 电波在均匀介质中以固定的速度直线传播（在自由 空 间 传 播 速 度 约 等 于 光 速 c=3×105km/s ） 。 图 1 中 ， 雷达位于A点，而在B点有一目标， 则目标至雷达 站的距离（即斜距）R可以通过测量电波往返一次 所需的时间tR得到，即
dR
R c
dc
R tR
dtR
R c
dc
c 2
dtR
➢目标距离测量
用增量代替微分， 可得到测距误差为
R
R c
c
c 2
tR
（1.2）
式中，Δc为电波传播速度平均值的误差，ΔtR为测 量目标回波延迟时间的误差。
由式（1.2）可看出，测距误差由电波传播速 度c的变化Δc以及测时误差ΔtR两部分组成。
误差按其性质可分为系统误差和随机误差两类。
➢目标距离测量
lp l
发射 脉冲
近区地 物回波
目标回波
0 10 20 30 40 50 60 70 km
机械距离刻度标 尺
图2 具有机械距离刻度标尺的显示器荧光屏画面
➢目标距离测量
雷达测距工作原理
雷达测距工作原理雷达（Radar）是一种利用无线电波（电磁波）进行探测和测距的技术。
雷达测距原理基于电磁波的传播与反射，通过发送无线电波并接收其反射信号来确定目标的距离。
一、雷达组成雷达系统由发射机、天线、接收机和信号处理系统组成。
发射机负责发送无线电波，天线接收并发送信号，接收机接收目标反射信号，信号处理系统对接收信号进行处理分析。
二、测距原理雷达测距的原理是基于电磁波传播速度恒定的特性。
当发射出的无线电波遇到目标时，部分能量会被目标物体吸收，而剩余的能量则会被反射回来。
雷达接收机会接收到这些反射回来的信号，并进行分析。
根据电磁波传播的速度恒定，我们可以通过测量从发射到接收的时间来计算出目标物体与雷达的距离。
因为光速在大气中几乎保持不变，所以我们可以使用光速作为计算的基准。
三、计算公式为了测量出目标物体与雷达的距离，我们需要测量从发射到接收的时间间隔，即飞行时间（Time of Flight）。
根据飞行时间和光速之间的关系，距离（Distance）可以通过以下公式计算：距离 = （飞行时间 ×光速）/ 2其中，飞行时间为从发射无线电波到接收目标反射信号所经历的时间，光速是已知的常数。
四、应用与优势雷达测距技术广泛应用于军事、航空、气象等领域。
它可以用于飞机和船只的导航定位，飞机着陆辅助，天气预测等方面。
相较于其他测距技术，雷达测距具有以下优势：1. 非接触式测量：雷达测距不需要与目标物体接触，可以实现远距离测量，减少了测量误差。
2. 高精度：雷达测距技术精度高，可以测量到目标物体与雷达之间的距离差异，实现精确定位。
3. 多目标测量：雷达可以同时测量多个目标物体的距离，提高工作效率。
4. 适应性强：雷达测距技术适用范围广，不受天气、光照等因素的影响。
总结：雷达测距通过计算电磁波传播时间来测量目标物体与雷达之间的距离。
它广泛应用于航空、军事和气象等领域，具有非接触式测量、高精度、多目标测量和适应性强等优势。
雷达测距的原理
雷达测距的原理
雷达测距是一种利用电磁波的传播速度来测定目标物体与雷达之间距离的技术。
其实现原理主要基于雷达的发射和接收的时间差。
首先，雷达通过发送电磁波，比如无线电波或者雷达波，从雷达设备向目标物体发送出去。
当电磁波到达目标物体表面时，一部分电磁波将被反射回来并被雷达接收器捕捉到。
接下来，雷达接收器会记录下电磁波从发送到接收的时间间隔，也就是所谓的往返时间。
由于电磁波在空气中传播的速度已经被广泛认可且稳定，因此可以根据往返时间来计算出目标物体与雷达之间的距离。
具体的计算方式为，将往返时间除以2，然后乘以电磁波在空
气中传播的速度，即可得到目标物体与雷达之间的距离。
这个公式有效地利用了时间和速度之间的关系。
雷达测距技术不仅可以应用于军事领域，如轰炸机和导弹的导航和目标跟踪，还可以广泛应用于民用领域，比如航空导航、交通监控以及天气预测等领域。
总之，雷达测距是一种基于电磁波传播速度的测定目标物体与雷达之间距离的技术，通过记录往返时间并根据电磁波在空气中传播的速度来计算出距离。
这一技术在军用和民用领域都有广泛的应用。
雷达测距原理
雷达测距原理
雷达测距原理是一种基于电磁波的技术，可以用于测量目标物体与雷达设备之间的距离。
雷达测距原理利用了电磁波在空间中传播的特性，通过测量电磁波从发射到接收的时间来计算目标物体的距离。
雷达系统首先通过发射天线向空间中发射一束电磁波，这个波束通常被称为“脉冲”。
当脉冲达到目标物体时，部分波束会被目标物体反射回来。
这些反射波将被接收天线接收并转换成电信号。
接收天线会将接收到的信号传送给雷达系统的接收器。
接收器会处理这些信号并计算出从发射到接收的时间差，也就是脉冲的时延。
通过将脉冲的速度乘以时延，雷达系统可以确定目标物体的距离。
为了提高测量的准确性，雷达系统通常会发送多个脉冲，并记录每个脉冲的时延。
通过对这些时延进行平均处理，可以降低由于环境噪声和其他干扰引起的误差，从而提高测量的精度。
雷达测距原理的关键在于准确地测量电磁波的往返时间，这取决于发射和接收之间的距离。
通过不断发送和接收脉冲，雷达系统可以实时跟踪目标物体的位置和移动速度。
雷达测距原理在许多领域中都有广泛的应用，包括军事、民航、气象和交通等。
通过准确测量目标物体与雷达设备之间的距离，雷达系统可以提供重要的信息，用于导航、监测和预警等目的。
雷达原理--第6章
正向削波 移相电路
脉冲产生 器
二
自动距离跟踪
自动距离跟踪系统
自动距离跟踪：
系统的电移动距标
包括
自动地跟踪目标并 连续地给出目标距 离数据
搜索 捕获 自动跟踪
来自接收 机的回波 脉冲
时间鉴别器
ue=k1(t-t’)
控 制 器 u=f(ue)
t
t’
跟踪脉冲 产生器
自动距离跟踪简化方框图
脉冲调频测距
脉冲法测距时由于重复频率高会产生测距模糊，
为了判别模糊，必须对周期发射的脉冲信号加 上某些可识别的“标志”，调频脉冲串也是可 用的一种方法。图6.12（a）就是脉冲调频测距 的原理框图。
§6.3 距离跟踪原理
测距时需要对目标距离作连
续的测量，称为距离跟踪。 距离跟踪方法分类： 人工距离跟踪， 自动距离跟踪
判距离模糊的方法 ： 1多种重复频率判模糊 2“舍脉冲”法判模糊Leabharlann §6.2 调频法测距
调频连续波雷达的组成方框如图6.7所示。发射机产生 连续高频等幅波，其频率在时间上按三角形规律或按 正弦规律变化，目标回波和发射机直接耦合过来的信 号加到接收机混频器内。在无线电波传播到目标并返 回天线的这段时间内，发射机频率较之回波频率已有 了变化，因此在混频器输出端便出现了差频电压。后 者经放大、限幅后加到频率计上。由于差频电压的频 率与目标的距离有关，所以频率计上的刻度可以直接 采用距离长度作为单位。
随机误差是指因某种偶 然因素引起的测距误差， 所以又称偶然误差。凡 属设备本身工作不稳定 性造成的随机误差称为 设备误差 .凡属系统以外 的各种偶然因素引起的 误差称为外界误差.
主要的随机误差：1.电波传播速度 变化产生的误差 ； 2.因大气折射 引起的误差 ；3.测读方法的误差
雷达原理复习总结
第一章 绪论（重点）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雷达概念：Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。
从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角速度 多普勒频移尺寸和形状 回波延时、多普勒频移2、目标距离的测量测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率最大不模糊距离3、目标角度的测量角度分辨率角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关(Duplexer): 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机(Receiver)：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器(Scope)：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章 雷达发射机1、雷达发射机的任务雷达发射机的任务：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
2、雷达发射机的主要质量指标雷达发射机的主要质量指标：工作频率或波段，输出功率，总效率，信号形式，信号稳定度3、雷达发射机的分类雷达发射机的分类：1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。
简述航海雷达测量目标距离和方位的基本原理
简述航海雷达测量目标距离和方位的基本原理一、引言航海雷达是一种利用电磁波进行目标探测和跟踪的设备，广泛应用于船舶导航、海上安全和海洋科学等领域。
本文将详细介绍航海雷达测量目标距离和方位的基本原理。
二、雷达基本原理雷达是利用电磁波与物体相互作用来探测目标的一种技术。
雷达系统由发射机、天线、接收机和信号处理器组成。
发射机产生高频电磁波，并通过天线向外辐射。
当电磁波遇到物体时，会被物体反射或散射。
反射回来的电磁波被接收机接收并转换成电信号，信号处理器对这些信号进行处理，得到目标的位置、速度等信息。
三、雷达测量距离原理1. 雷达脉冲信号为了测量目标距离，雷达系统需要发送脉冲信号。
脉冲信号是一种高频率的电磁波，在时间上很短暂，在空间上很小范围内传播。
当脉冲信号遇到物体时，会被反射回来，这个时间被称为往返时间。
2. 往返时间测量雷达系统通过测量往返时间来确定目标距离。
发射机发送脉冲信号后，接收机开始接收反射信号。
当接收到反射信号时，接收机停止计时。
往返时间等于发送脉冲信号到接收反射信号的时间间隔。
根据电磁波在空气中传播速度的常数（大约是300,000,000米/秒），可以计算出目标距离。
四、雷达测量方位原理1. 雷达天线雷达天线是用来辐射和接收电磁波的设备，通常由一个或多个共面的金属元件组成。
雷达天线可以旋转或扫描，以便获取目标在不同方位上的信息。
2. 方位角测量雷达系统通过测量目标在水平面上的方位角来确定目标方向。
当雷达天线旋转或扫描时，发现有反射信号时，记录下此时天线所在位置的角度即为目标方位角。
五、总结航海雷达是一种利用电磁波进行目标探测和跟踪的设备。
它通过发送脉冲信号和测量往返时间来确定目标距离，通过雷达天线旋转或扫描并测量角度来确定目标方位角。
这些信息可以用于导航、安全和科学研究等领域。
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4f t Tm
正斜率段：
f b
8f ft fr R fd Tm c
8f R fd Tm c
4f t t R f d Tm
负斜率段： f b f r f t 平均频差：
f bav
f b f b 8f R 2 Tm c
连续波调频法测距
框图
各点波形
时间鉴别器特性曲线形成
t
前波门 后波门
t t t
c
c
t 0 u e 0
回波
t t t t
0 t
2
ue
2
t c
2
2
ue C
2
c
t c
ue
时间鉴别器特性曲线 脉冲宽度小于跟踪波门 c ue
发射波：
T
回波1：
回波2：
回波3：
当目标之间的距离大于CT/2的时候
脉冲测距法—距离模糊
距离模糊 条件： R c T
2
r
t r mTr t r
确定m就是去模糊 去除距离模糊
多重频去模糊 舍脉冲去模糊
频率
脉冲测距法—多重频去模糊
双重频去模糊 频率 f r1 和 f r 2 ，满足
t
2
c
2
c
2
u K1 (t t ) K1t
控制器
作用：
把误差信号进行加工变换，将其 输出去控制跟踪波门的向减小误 差的方向移动
E f (u )
控制器
线性关系
E K2u K2 K1 (t t )
t K3 E K3 K2 K1 (t t)
锯齿电压波 相位法
锯齿电压波法
方框图
波形图
相位调制法
方框图 波形图
自动距离跟踪
工作方式 电移动距标自动地跟踪目标回波。 跟踪系统的工作状态
截获 搜索 失捕 跟踪
自动距离跟踪简化框图
回波脉冲
时间鉴 别器
ue K1 (t t )
控制器
跟踪脉冲 产生器
u f (ue )
显示
人工测读：脉冲宽度、光点直径
c d rc ( ) 2 vn
光点扫略速度 （ cm / s）
电子测读：脉冲宽度或波门宽度 对于复杂信号，雷达信号的有效带宽
c 1 rc 2B
脉冲测距法—单值测距范围
最小单值测距范围
Rmin 1 c( t0 ) 2
最大单值测距范围
Rmax 1 cTr 2
目标距离的测量
主要内容
脉冲测距法 调频测距法 距离跟踪的原理 数字式距离跟踪
目标距离测量的原理
目标距离的测量就是精 确地测定回波相对于发 射信号的延迟时间
R
测量延时的方法： 脉冲法 频率法 相位法
2R tr C C R tr 2
测距误差
R c dR dc dt r c 2 R c R c t r c 2 系统误差：系统各部分对信号的固定延时 所造成的误差。从理论上讲可以补偿。 随机误差：某种偶然因素引起的测距误差。 一般不能补偿 C R tr 2
距离： 测距误差
c f bav R 8f f m
R
c f bav 8f f m f bav 1 fm
当频率测读量化误差
c R 8f
距离跟踪
定义
对目标距离作连续的测量称为距离跟踪。
实现方法： 人工距离跟踪 半自动跟踪 自动跟踪
人工距离跟踪
工作方式 操作员按照显示器上的画面，将 电刻度对准目标回波，读取移动电刻 度的准确时延，获得目标距离。 移动电刻度的产生：
一阶有差系统 不可能无误差对准目标
控制器
一次积分
1 K1 E u dt (t t )dt T T K 3 K1 dR K 3 K1 t K3E ( t t ) dt ( R R) T dt T K 3 K1 R K3 E ( R R)dt T
自动距离跟踪系统
时间鉴别器 ：比较回波信号与跟踪脉 冲之间迟延时间差，并将转换成与它成 比例的误差电压 控制器 ：把误差信号进行加工变换， 将其输出去控制跟踪波门的向减小误差 的方向移动 跟踪脉冲产生器：根据控制器输出的控 制信号，产生所需的迟延时间的跟踪脉 冲
时间鉴别器
作用：
比较回波信号与跟踪脉冲之间迟 延时间，并将迟延时间差转换成 与之成比例的误差电压
用最大似然法估计信号时延。 混杂噪声为高斯白噪声，其估值方差为
1 2 E 2 8 Be N0
2 tr
信号均方根 带宽
信号 能量
噪声功率谱 密度
rβ rR
R
发射脉冲
回波形状
目标散射
径向分辨率 的概念演示
脉冲测距法—— 距离分辨力
距离分辨力是指同一方向上大小相等的 点目标之间最小可区分距离。
dR 0 没有误差 对于固定目标或移动极慢目标， dt dR T v v 对于匀速移动目标 dt 有误差 R K 3 K1
一阶无差系统
数字式自动测距器
优点
跟踪精度高 响应速度快 工作可靠 便于系统集成 处理方便
数字式自动测距器
相同之处：由时间鉴别器、控制器和跟 踪脉冲产生器构成 不同之处：实现方式
r
fr
f r1 f r2 N N a
f r1 f r 2
f f r 满足无模糊测距的条件；通常
a 1
f r1
n1 n 2
测得时延 t 1 ； f r 2 测得时延 t 2
n1 n2 tr t1 t2 f r1 f r2
或 n1 n2 1
t 1 f r1 t 2 f r 2 1 或者 t R f r1 f r 2
时间鉴别器输出正比于时间差的数码 跟踪波门产生：高速脉冲计数器代替锯齿 电压波，距离数字寄存器代替比较电压 一阶无差控制器由误差寄存器、距离寄存 器和累加器组成
数字式自动测距器时间鉴别器
方框图
连续波调频法测距——基本原理
发射频率： f t f t 接收频率： f r f t t R f d 利用差频得到距离
连续波调频法测距
三角波调制
连续波调频法测距
三角波调制
f t f t f 0 f
f r f t t R f d f 0 f
t1 f r1 t 2 f r 2 tR f r1 f r 2
频率
脉冲测距法—舍脉冲去模糊
1 2 3 4 1
t r tr
5 2
6 3
MTr
保证全部距离上无模糊
调频法测距
分类
连续波调频测距 单脉冲调频测距
连续波调频法测距——基本原理
发射频率： f t f t 接收频率： f r f t t R f d 利用差频得到距离
早期雷达： 在显示画面上根据距离刻度和回波位 置直接测读。 测读误差：
刻度精度 光点直径 人的测读习惯
脉冲测距法—— 回波延时的测量
现代雷达： 采用电子设备自动测度延时。
脉冲测距法—— 回波延时的测量
测量误差：
计数脉冲频率不稳 启动脉冲与计数 脉冲不重合 距离量化误差
脉冲测距法—— 测距精度极限
测距误差——随机误差
电磁波传播速度变化 大气折射
外界误差
原因：介质分布不均匀 现象：电波传播路径发生弯曲。 影响： R R R0
人工测读 自动测读
测读方法
脉冲法测距——基本原理
雷达发射信号——脉冲信号
st At rect t nTr , e j t t
n
回波信号——脉冲信号
sr t st tr
测量时差
测发射脉冲信号和回波脉冲之间的时差
脉冲法测距——回波到达时间
脉冲法测距——回波到达时间
以回波前沿作为到达时间 回波信号与某个固定电平比较，回波信 号穿越固定电平的时刻。 以回波中心作为到达时间
脉冲测距法—— 回波延时的测量