第三章使用性能及其影响因素1--大连海事大学选修课-雷达与雷达模拟器讲解

技术指标的影响：
在自由空间中，雷达最大探测距离计算公式：
Rmax
Pt G A 2 0 2 64 P r min
1 4
Pt:天线发射的脉冲功率；GA：天线增益；λ ：工作波长； Prmin：接收机门限电压；σ 0：物标有效散射面积
技术指标的影响：
1. 正常辐射 2. 超折射 3. 次折射
次折射 正常辐射
超折射和次折射
超折射
§3.2 最大作用距离及其影响因素
在一定的电波传播条件下，雷达对某特定物标探 测的最大距离。表示雷达探测远距离目标的能力
影响因素 1、技术指标： 2、目标反射特性： 3、海面反射： 4、外界杂波干扰： 5、大气传播衰减：
• 1）工作波长： – ①长：最大作用距离远；雨雪、海浪杂波干扰小。 – ②短：距离分辨力高；测距精度高；（天线尺寸一定， 水平波束宽度小）方位分辨力、测方位精度高。 • 2）峰值功率Pt：功率大，最大作用距离远，杂波干扰强。 • 3）脉冲宽度： – ①窄：最小作用距离近；距离分辨力、测距精度高； 杂波干扰小。 – ②宽：最大作用距离远。
最大作用距离及其影响因素
• IMO规定：
正常电波传播条件下，天线高出水面15米，且无杂波干扰，应 能显示各种物标的距离如表
物 标 回 波 海拔60 m的岸线 海拔6 m的岸线 20 n mile 7 n mile
距 离
5000总吨的船舶
10 m长小船 导航浮筒（0=10 m2）
7 n mile
3 n mile 2 n mile
§3.4距离分辨力及其影响因素
一、距离分辨力：
同一方位不同距离上两个相邻的目标在雷达 荧光屏上显示为两个影像的最小距离差rmin rmin =
C 2
(+
A
1 f
) + 2RD d
目标反射特性的影响：
• 3）目标尺寸：面积大， 回波强。 – ①宽度： • a.小于水平波束宽 度，回波强度随宽 度成正比。 • b.大于水平波束宽 度，回波强度与各 段目标特性有关。 – ②高度：越高回波越 强，但要看坡度，高 山不一定有强回波。 – ③深度：雷达不能 “感觉”深度。
侧视图
俯视图
技术指标的影响：
• 10）通频带宽度f0.707： – ①宽：距离分辨力、测距精度高；图象清晰。 – ②窄：最大作用距离远。 • 11）天线转速n： – ①高：图象完整；海浪干扰小；有利识别观测高速 目标。 – ②低：最大作用距离远。 • 12）天线极化类型： – ①水平极化：海浪干扰小，海面目标反射强。 – ②垂直极化：雨雪干扰小。 – ③圆极化：雨雪干扰很小；对称性目标回波减弱。
技术指标的影响：
• 4）天线增益GA：越大对最大作用距离越有利。 • 5）天线水平波束宽度：越小，测方位精度、方位分 辨力越高；最大作用距离增加；雨雪海浪杂波干扰小。 • 6）天线垂直波束宽度： – ①小：最大作用距离远；雨雪海浪杂波干扰小。 – ②大：最小作用距离近。 • 7）脉冲重复频率F：高，增加最大作用距离，但受显 示器最大量程限制。 • 8）最小可辩功率Prmin：小，最大作用距离远；杂波 干扰大。 • 9）噪声系数N：越小，最大作用距离越远。
大气衰减的影响
• • 1. 2. 3. 4. 衰减：雷达波在大气中传播时受到气体分子 （主要是氧气和水蒸气）的吸收及散射而产生。 水滴衰减的特点： 与工作频率有关，衰减量基本随波长减小而增 大。 S波段强于X波段。 雨中衰减量随降雨量和密度增大而增大。 云雾中衰减量与水粒的密度成正比。大雾对雷 达回波有影响。能见度为 30 米的大雾比中雨引 起的衰减还大。 与天线波束宽度及脉冲宽度有关。


4 H1
与波长成正比，X波段比S波段好。
目标
直射波
反射波 平静的海面
q

4 H1
海面反射的影响
• (2) 波浪海面干扰
海杂波干扰的特点： • 近强远弱。 • 上风侧强，下内侧弱。 • 最大作用距离达10 nm.
•
海杂波干扰受下列因素影响：
1. 海浪的强度 2. 天线的高度 3. 发射功率与波长
第三章 雷达使用性能及其影响因素
§3.1 最大探测距离及其影响因素
• 考虑地球曲率，天线和目标的高度及大气的折射影 响，雷达所能观测的最大距离
R 2.23
h1

h1 h2

几何地平 1.93
光学地平 2.07 雷达地平 2.23
天线雷达地平
目标雷达地平
h2 雷达地平和最大探测距离
受大气因素的影响较大
目标反射特性的影响：
• 1）目标视角： – ①水平视角； – ②垂直视角。 • 视角随船和目标相对位置改变而变化。视角不同， 回波不同。 • 2）目标形状和表面结构： – ①平板：决定于表面状况及视角大小。 – ②球形：很差目标，表面粗造稍好。 – ③圆柱：具体回波要看大小和视角。 – ④圆锥：很差目标。
§3.3最小作用距离及其影响因素
rmin1
…………
qv
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
二、影响因素
1、技术指标： 2、天线高Fra Baidu bibliotek： 3、目标反射特性：
三、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
目标反射特性的影响：
• 4）目标材料：反射能力取决于基本电特 性。金属好，海水较好，木、冰差。 • 5）目标有效散射面积（雷达横截面积）： 表示对入射波的散射能力。大好。有效 散射面积与波长有关。
海面反射的影响
(1) 镜面 • 到达物标有直射波和海面反射波，两者互相作用造成雷达 波束在垂直方向上的分裂现象。回波将时隐时现。 • 最低波瓣仰角 q
§3.3最小作用距离及其影响因素
一、最小作用距离：
雷达荧光屏上显示目标的最近距离。 雷达探测近距离目标的能力 最小作用距离：取以下二者大者 1、雷达脉冲宽度及收发开关恢复时间tr：
rmin1 =
C ( + t ) r 2
2、雷达天线垂直波束照射角度qv： rmin2 = h1ctg qv 2