雷达原理(第三版)--丁鹭飞第5章
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。
雷达基本工作原理
眼睛” 是驾驶员的“眼睛”！
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航海雷达与ARPA
绪
论
六、雷达的发展概况
年代： 30 年代：
By 1934 R.M.Page had photographed their first radar echo at NRL and by 1938 the US SCR-268 radar was operational as an Anti Aircraft AA radar. The US first naval radar XAF was at sea in 1938 aboard the USS New York.
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航海雷达与ARPA
2、测向原理
绪
论
过程分析： 过程分析：
天线高度定向性——θh很小 a、天线高度定向性 θ 该目标接收电波——反射 b、只有当主波束对准目标——该目标接收电波 只有当主波束对准目标 该目标接收电波 反射 当偏离目标——主波束不对准 c、当偏离目标 主波束不对准 该目标——不能被探测 不能被探测——无反射 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 主波束轴方向 代表O T 之间的方向； 理解： 代表 要点] 要点] d、由于显示器扫描线与天线同步旋转 当主波束扫到某一方向——扫描线相应扫在这一 即 ： 当主波束扫到某一方向 扫描线相应扫在这一 方位上。 方位上。 [理解：→第2要点] 理解： 要点] 该目标回波——就会立即在该方向上显示出来。 就会立即在该方向上显示出来。 ∴ 该目标回波 就会立即在该方向上显示出来
绪
论
CH1 雷达基本工作原理（ Radar basic principle of operation） operation） ξ1.1 雷达测距测方位基本原理 T2 T1 测距原理( 一. 测距原理( Ranging Principle)
空管一次雷达不明航迹案例分析
摘要：在某地空管自动化系统中，发现从3月25日至4月3日，出现共计25次一次雷达不明航迹，持续时间从14秒到9分45秒不等。出现区域只要集中在跑道05端5海里和跑道23端10海里附近，不明航迹速度在110公里/小时至170公里/小时之间，出现时段早晚较为集中。技术人员从一次雷达设备自身运行状态检查、现场勘查、录像回放等几个方面进行了技术分析。
图1机场跑道延长线和现场观察人员位置
观察发现，回波状态起伏不定，点迹也较为松散，没有形成航迹。产生的不明航迹在设备维护显示器上的最低速度为110km/h，而鸟群的飞行速度大概为90km/h，判断可能是速度不够，在雷达速率过滤中可能被滤除，但是在高空顺风状态下，会增大鸟的飞行速度，是可以达到不明航迹的最低速度的，仍有形成航迹的可能。且通过现场观察，发现部分不明航迹产生时有鸟群飞过，判断鸟群为零散航迹产生原因可能性较大。
（5）高速行驶的汽车：汽车在高速行驶中容易达到雷达探测速度，形成假目标。
2案例分析
案例1：自动化上观察到零星出现的航迹，由于自动化在显示航迹的设置中会进行平滑处理，为获取更加全面的历史航迹信息，技术人员在雷达头利用SELEX一次雷达录像回放功能，进行回放显示，发现有较多数量的航迹点迹显示。
分析1：出现的航迹在同一航向，且当时正值春秋季节，温差较大时间段，怀疑可能为仙波。初步研究表明大气湿度达或者水蒸气密度大是仙波形成的一个必要条件[2]。假使出现的不明航迹为仙波，仙波数量在未做处理的情况下数量应该更多且更加显著。
参考文献
[1]丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M]第三版.西安电子科技大学出版社.2002.3:160.
[2]方青,陈磊.一种雷达仙波3-486.
分析2：怀疑为鸟群，当时正值候鸟迁徙季节，且不明航迹出现时段为早晚较为集中，与鸟群生活习性相近。为验证猜想，技术人员在雷达显示上确定不明航迹的出现位置，及其距离雷达头的方位角度，在谷歌地图上找到利用测距以及经纬度夹角计算，找到对应的现场具体位置。技术人员分为两组，一组到达现场使用望远镜进行观察，另一名技术人员在雷达维护显示器上观察点迹状态，观察不明航迹产生时是否有鸟群出没。图1中，左下角白色为当地机场位置，长的红线为机场跑道延长线，和维护显示器显示的跑道延长线一致，黄色框内短红线的位置为现场观察人员的位置。
雷达原理教学课件—第五章 雷达作用距离
① 虚警概率（门限）一定时，信噪比越大，发 现概率越大。信噪比对发现概率的影响较大。
② 虚警率越低，则门限电平越高。
第五章 雷达作用距离
雷达系统中采用的是CFAR检测器（ 恒虚警检测器） 检测概率和虚警概率(采样)的直观 理解(A/D变换后回波的离散采样)
作业
第五章 雷达作用距离
的噪声是宽带高斯噪声, 其概率密度函数由下
式给出:
p(v)
1
2
exp(
v2
2 2
)
高斯噪声通过窄带中频滤波器(其带宽远小于
其中心频率)后加到包络检波器, 根据随机噪声
的数学分析可知, 包络检波器输出端噪声电压
振幅的概率密度函数(瑞利分布)为
p(r)
r
2
exp(
r2
2 2
)
r0
第五章 雷达作用距离
1、雷达带宽B=50kHz,平均虚警时间为10分钟，则该 雷达的虚警概率是多少？虚警总数又是多少？
解：
雷达的虚警概率为： Pfa
1
BIF Tfa
1 50 103 10 60
3.33 108
雷达的虚警总数为： nf
1
Pfa
3 107
第五章 雷达作用距离
★ 脉冲积累NS o对min ＝D检o 测性能的改善
虚警 真实目标A、B、C
第五章 雷达作用距离
当按图中所设的门限电平2来进行检测判决时，此时会出现 虚警现象，即
除了目标A、B和C三个真实目标可以被检出外，在D和E 处的噪声电平因为超过门限值，因而也被误认为是目标信号
检测判决准则
第五章 雷达作用距离
雷达系统中主要使用检测概率和虚警概率 这两个物理量。
雷达原理
4
雷达原理
2.4 固态发射机
• 固态发射机发展概况和特点
– 逐步替代常规微波电子管发射机，优点如下 • 寿命长、可靠性高 • 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
– 平均功率大而峰值功率受限，适用于高工作比 雷达，如连续波雷达
– 在 UHF ~ L 波段发展较快
• 雷达的基本概念
– 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射 来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征 等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷 达站或雷达机，简称雷达
– 二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）
– 转发：二次雷达（导航）
– 固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随 机热运动电磁辐射（导引头）
雷达原理
1.1 雷达的概念
• 雷达信号处理
– 目标信号总是被淹没于 杂波（+干扰）+ 噪声
的背景中 – 杂波及干扰强度往往超过目标信号的千万倍 – 信号处理作用
• 增强待测目标信噪比，提取目标参数 • 抑制杂波和干扰信号
雷达原理
1.2 雷达探测原理
• 雷达回波中的可用信息
– 斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
• 总效率
– 发射机输出功率与其输入总功率之比 – 对主振放大式发射机应改善输出级的效率
雷达原理
2.2 雷达发射机电性能指标
• 信号形式（调制形式）
– 不同信号形式对发射机的要求各异
波形 简单脉冲 脉冲压缩 高工作比多卜勒
调制类型 矩形调幅
线性调频、相位编码 矩形调幅
工作比（占空比）% 0.01 ~ 1 0.1 ~ 10 30 ~ 50
雷达原理第三版丁鹭飞精品PPT课件
设雷达发射功率为Pt, 雷达天线的增益为Gt, 则在自由空间
工作时, 距雷达天线R远的目标处的功率密度S1为
S1
PtGt
4R2
(5.1.1)
目标受到发射电磁波的照射, 因其散射特性而将产生散射回波。
散射功率的大小显然和目标所在点的发射功率密度S1以及目标 的特性有关。用目标的散射截面积σ(其量纲是面积)来表征其散
Pr
Si min
PtAr2 42Rm4 ax
PtG 22 (4 )3 Rm4 ax
(5.1.7)
第 5 章 雷达作用距离
或
1
Rmax
PtAr2
42
Si
min
4
1
Rmax
PtG 22 (4 )3 Si min
4
(5.1.8) (5.1.9)
式(5.1.8)、(5.1.9)是雷达距离方程的两种基本形式, 它表明了作 用距离Rmax和雷达参数以及目标特性间的关系。
第 5 章 雷达作用距离
5.2 最小可检测信号
5.2.1 典型的雷达接收机和信号处理框图如图5.2所示, 一般把检波
器以前(中频放大器输出)的部分视为线性的, 中频滤波器的特性 近似匹配滤波器, 从而使中放输出端的信号噪声比达到最大。
第 5 章 雷达作用距离
Si min
kT0BnF
n
S N o min＝Do
Pr
Ar S2
PtGtA (4R2 )2
(5.1.4)
第 5 章 雷达作用距离
由天线理论知道, 天线增益和有效面积之间有以下关系:
G
4A 2
式中λ为所用波长, 则接收回波功率可写成如下形式:
Pr
PtGtGr2 (4 )3 R4
雷达隐身与反隐身
雷达隐身与反隐身一、引言谈起隐身你可能会联想到《哈利波特》中霍格华兹魔法学院的隐身斗篷，但我们在这所讲的隐身主要是雷达波的隐身以及反隐身。
隐身和反隐身技术在现代战争中具有重要作用和战略意义, 上个世纪的局部战争已充分证实了这一点，如美国的F-117飞机在1989年入侵巴拿马和1991年轰炸伊拉克的战争中大显神威, 这就是隐身技术应用的成功实例。
作为矛与盾的对抗，反隐身技术也在随着隐身技术的发展而不断地更新着。
隐身与反隐身技术越来越受到人们的重视。
目前应用于武器系统中的探测手段有雷达、红外、激光和声波等,而雷达在各种探测器中占有相当重要的地位,因此研究雷达的隐身和反隐身技术势在必行。
二、雷达基本原理雷达发射机输出的功率馈送到天线，由天线将能量以电磁波的形式辐射到空间，电磁波脉冲在空间传输过程中遇到目标会产生反射，雷达就是利用目标对电磁波的反射、应答等来发现目标的。
但雷达的探测距离有一定范围,雷达探测的基本原理和系统特征可以用雷达方程来描述:m ax R =式中：t P 为雷达发射功率， m in S 为雷达最小可检测信号， t G 为发射天线的增益， r G 为接收天线的增益，λ为雷达工作波长，σ为目标的雷达散射截面积（RCS ）。
雷达截面积是目标对入射雷达波呈现的有效散射面积。
从公式中可以看出雷达最大作用距离max R 与目标的雷达截面积σ的14 次方成正比。
因此,要减小雷达的最大作用距离可以通过减小目标的RCS 来实现。
目前用来减小目标RCS 的主要途径有两种：一是改变飞机的外形和结构，称之为外形隐身；二是采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料，称之为材料隐身。
三、雷达隐身技术隐身技术，又称隐形技术，准确的术语应该是“低可探测技术”。
隐身技术是一种研究如何减小目标的可探测性，使目标不易被探测器发现的技术。
雷达对目标的探测是靠接收目标在雷达波照射下产生的回波来实现的，如果目标的表面能使雷达波被散射或吸收，就可以大大减小被对方雷达发现的概率，从而达到隐身的目的。
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。
3 雷达测距原理与脉冲法测距
2013-12-20
哈尔滨工业大学电子工程系
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电磁波沿海面的地波传播
无线电波朝海面发射时，在海水表面会存在一种电磁波传播模式，称为 地波(Ground Wave)是一种表面波(Surface Wave)。垂直极化高频电磁 波在海水表面的地波传播衰减很小，而且地波在一定程度上会沿着弯曲 的地球表面传播，到达地平线以下很远的地方，即实现超视距传播。
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脉冲法测距的优缺点
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哈尔滨工业大学电子工程系
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脉冲雷达
常规脉冲雷达是幅度调制的一个例子，其发射波形是单载频的矩形脉冲 ，按一定的(单重复周期)或交错的重复周期(参差重复周期)工作，发射一 个短脉冲相当于对电磁波打上标记以测往返时间。
单载频信号
B.R. Mahafza et al, Matlab simulations for radar systems design, Chapman & Hall/CRC, 2004
2013-12-20
哈尔滨工业大学电子工程系
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4、微波超视距雷达
利用海面蒸发形成的大气波导(大气超折射和对流层非均匀散射)传播 效应是此系统在微波段实现超视距探测的基础，分别对应主动、被动工作 方式。 详细分析：见《电磁波传播特性》章节。
dn/dh比正常值更负时， 电波更加向地面弯曲。
2013-12-20
雷达测距原理与脉冲法测距1雷达测距机理测时延单基地双基地2雷达测距物理基础恒光速直线传播3电磁波特殊传播特性及其应用电磁波在大气层内的折射传播电磁波沿海面的绕射传播电磁波异常传播途径的应用超视距探测4雷达测距的实现方法调幅调频调相5脉冲法测距优缺点6雷达测距的几个基本概念
雷达测距原理与脉冲法测距
西安电子科技大学雷达原理大作业
雷达原理大作业指导老师：魏青班级： 021231振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用摘要：对目标的定向，是雷达的主要任务之一，单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。
单脉冲探测技术的作用就是首先选择一个具体的目标，然后在角度、距离，有时还在频率（或者速度）坐标上跟随目标的路线。
其中，角度跟踪，即测角可分为最大信号法和等信号法两大类。
本文重点对等信号法的基本原理进行分析，基于MATLAB进行仿真和应用。
关键词：振幅法测角等信号法MATLAB目录0 引言 (2)1 振幅和差单脉冲雷达基本原理 (2)1.1 和差法测角 (2)1.2 单脉冲自动测角系统 (4)1.3 公式推导 (6)1.4 系统组成 (8)2 主要优缺点 (9)3 MATLAB实现4 振幅和差单脉冲雷达的应用5 结论参考文献0 引言单脉冲雷达测角体制已有几十年历史，迄今仍然是精度较高的雷达测角方法。
单脉冲是指在目标回波一个探测脉冲周期内能够完整分离目标角度信息，而不同于锥扫（线扫）体制，通过多个脉冲周期扫描得到回波幅度调制信息，再从中提取角度信息。
单脉冲雷达测角体制有四种类型，振幅和差、振幅-振幅、相位和差、相位-相位。
其中应用最广泛的是振幅和差及振幅-振幅，又叫比幅单脉冲。
单脉冲测角的基本原理是运用指向目标（或发射机）的有方向性的天线波束，测量接收信号的到达角。
单脉冲雷达系统中，目标的角位置信息是将回波信号加以成对比较得到的，在进行这种比较时，系统输出电压只取决于信号的到达角。
在一个平面内，两个相同的波束部分重叠，其交叠方向即为等信号轴。
将这两个波束同时接收到的回波信号进行和差处理，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。
因为两个波束同时接收回波，故单脉冲测角获得目标角误差信息的时间可以很短，理论上只需分析一个回波脉冲就可以确定角误差。
近年来，测角效率和测角精度不断提高。
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。
雷达原理第三版丁鹭飞
1.
在雷达整机要求有很高的频率稳定度的情况下, 必须采用主 振放大式发射机。 因为在单级振荡式发射机中, 信号的载频直 接由大功率振荡器决定。由于振荡管的预热漂移、温度漂移、 负载变化引起的频率拖曳效应、 电子频移、 调谐游移以及校准 误差等原因, 单级振荡式发射机难于达到高的频率精度和稳定度。
第2章 雷达发射机
在1000 MHz以上放大链通常有行波管-行波管、 行波管-速 调管和行波管-前向波管等几种组成方式:
1) 行波管-行波管式放大链 这种放大链具有较宽的频带, 可 用较少的级数提供高的增益, 因而结构较为简单。 但是它的输 出功率往往不大, 效率也不是很高, 常应用于机载雷达及要求轻 便的雷达系统中。
冲重复周期为Tr, 则有
Pav
Pt
Tr
Ptf r
式中的fr=1/Tr是脉冲重复频率。τ/Tr=τfr称作雷达的工作比D。 常
规的脉冲雷达工作比的典型值为D=0.001, 但脉冲多卜勒雷达的
工作比可达10-2数量级, 甚至达10-1数量级。显然, 连续波雷达的
D=1。
第2章 雷达发射机
3.
发射机的总效率是指发射机的输出功率与它的输入总功率 之比。 因为发射机通常在整机中是最耗电和最需要冷却的部 分, 有高的总效率, 不仅可以省电, 而且对于减轻整机的体积重 量也很有意义。对于主振放大式发射机, 要提高总效率, 特别要 注意改善输出级的效率。
第2章 雷达发射机 表2.2 高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
第2章 雷达发射机 表2.2 高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
第2章 雷达发射机 表 2.3 微波三、四极管的主要电性能
雷达原理—单脉冲角度跟踪技术研究报告
“单脉冲跟踪技术”作业报告题目关于单脉冲角度跟踪技术研究学生李林森年级2009级班级020931班学号********专业信息对抗技术学院电子工程学院西安电子科技大学2011年11月引言自第二次世界大战开始，雷达就应用在军事方面，从尖端武器到常规武器，从防御性武器到进攻性武器有它的身影。
随着无线电技术的进步，现代雷达具有多种功能，它的作用已经不能被其字面意义简单的概括出来，现代雷达不但能够截获、探测、侦察目标，测量目标的距离、方位、仰角、速度，确定目标的形态，还能实现测绘、导航、监视、边扫描边跟踪等一系列新功能。
数字技术的飞速发展和电子计算机的问世，使雷达的结构组成和设计发生了根本性的变化，仿真技术也应世迅速发展起来。
采用这些技术后，雷达的工作性能大为提高，测量精度也提高了一个数量级以上。
近年来，雷达作为一种探测目标的重要工具，在军事和民用领域发挥越来越重要的作用。
其主要任务是在存在噪声、杂波与干扰的背景中检测并跟踪、测量来自空中、地面或水面上的有用目标。
随着电子器件技术和计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域和关键课题，雷达信号处理主要围绕对目标信号的变换、检测、跟踪、识别以及威胁判断等问题而进行，其中对目标的精确方位角测量是目标信号处理的一个重要环节，同时也是信号处理中的一个关键问题。
单脉冲体制雷达是一种在圆锥扫描等雷达体制之后发展起来的比较先进的雷达体制，它与圆锥扫描等比较“老”的雷达体制的区别在于采用了不同的定向原理，具有更高的定向精度，因而在航空以及军事等领域有广泛的应用。
使用单脉冲定向法，只需要一个回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息，这也是“单脉冲”定向这一术语的来源。
因为单脉冲雷达只用一个脉冲定向，所以回波信号的幅度起伏不会对角坐标的测量精度产生显著的影响。
单脉冲定向是依靠多路接收技术实现的，它是用几个独立的接收支路来同时接收目标信号的回波信号，然后再将这些信号的参数加以比较。
雷达原理(第三版)--丁鹭飞第5章PPT课件
为
P
P2
4
S1
4
据此, 又可定义雷达截面积σ为
4返回接收 入机 射每 功角 单 率内 位 密的 立 度回 体波功率
σ定义为, 在远场条件(平面波照射的条件)下, 目标处每单位入射 功率密度在接收机处每单位立体角内产生的反射功率乘以4π。
.
9
第 5 章 雷达作用距离
为了进一步了解σ的意义, 我们按照定义来考虑一个具有良好导 电性能的各向同性的球体截面积。 设目标处入射功率密度为S1, 球目标的几何投影面积为A1, 则目标所截获的功率为S1A1。 由于 该球是导电良好且各向同性的, 因而它将截获的功率S1A1全部均 匀地辐射到4π立体角内, 根据式(5.1.10)，可定义
输出噪声功率通常是在接收机检波器之前测量。大多数接收机 中, 噪声带宽Bn由中放决定, 其数值与中频的3dB带宽相接近。 理想接收机的输入噪声功率Ni为
Ni kT0Bn
.
15
第 5 章 雷达作用距离
故噪声系数Fn亦可写成
Fn
(S/ N)i (S/ N)o
输入信噪比 输出端信噪比
(5.2.1)
将上式整理后得到输入信号功率Si的表示式为
Et Pt 0 Ptdt
代替脉冲功率Pt, 用检测因子Do= (S/N)o min替换雷达距离方程 (5.2.6)式时, 即可得到。
用检测因子Do表示的雷达方程为
R m a x (4)2 E k tG 0 tF A T n r D 0 C B L 1 /4 ( 4P )t3 k G t0 G F T r n D 0 2 C B L 1 /4(5.2.7)
S N omin＝Do
匹配 接收机
检波器
检波后 积累
西安电子科技大学雷达原理大作业
雷达原理大作业指导老师：魏青班级： 021231振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用摘要：对目标的定向，是雷达的主要任务之一，单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。
单脉冲探测技术的作用就是首先选择一个具体的目标，然后在角度、距离，有时还在频率（或者速度）坐标上跟随目标的路线。
其中，角度跟踪，即测角可分为最大信号法和等信号法两大类。
本文重点对等信号法的基本原理进行分析，基于MATLAB进行仿真和应用。
关键词：振幅法测角等信号法MATLAB目录0 引言 (2)1 振幅和差单脉冲雷达基本原理 (2)1.1 和差法测角 (2)1.2 单脉冲自动测角系统 (4)1.3 公式推导 (6)1.4 系统组成 (8)2 主要优缺点 (9)3 MATLAB实现4 振幅和差单脉冲雷达的应用5 结论参考文献0 引言单脉冲雷达测角体制已有几十年历史，迄今仍然是精度较高的雷达测角方法。
单脉冲是指在目标回波一个探测脉冲周期内能够完整分离目标角度信息，而不同于锥扫（线扫）体制，通过多个脉冲周期扫描得到回波幅度调制信息，再从中提取角度信息。
单脉冲雷达测角体制有四种类型，振幅和差、振幅-振幅、相位和差、相位-相位。
其中应用最广泛的是振幅和差及振幅-振幅，又叫比幅单脉冲。
单脉冲测角的基本原理是运用指向目标（或发射机）的有方向性的天线波束，测量接收信号的到达角。
单脉冲雷达系统中，目标的角位置信息是将回波信号加以成对比较得到的，在进行这种比较时，系统输出电压只取决于信号的到达角。
在一个平面内，两个相同的波束部分重叠，其交叠方向即为等信号轴。
将这两个波束同时接收到的回波信号进行和差处理，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。
因为两个波束同时接收回波，故单脉冲测角获得目标角误差信息的时间可以很短，理论上只需分析一个回波脉冲就可以确定角误差。
近年来，测角效率和测角精度不断提高。
雷达原理_第五章-雷达作用距离
5.2 最小可检测信号
一、最小可检测信号 S i min
根据雷达作用距离，可确定检测目标信号所需的最 小输出信噪比以及接收机最小可检测信号功率。
SiminKToBnFoN Soo
min
5.2 最小可检测信号
二、最小可检测信噪比
(
S N
) o min
典型的雷达接收机和信号处理框图如图5.2所示, 一般
通常加到接收机中频滤波器(或中频放大器)上的噪声 是宽带高斯噪声, 其概率密度函数由下式给出:
5.2 最小可检测信号
p(v) 21exp2v22
(5.2.8)
此处，p(v)dv是噪声电压处于v和v+dv之间的概率； σ2是方差, 噪声的均值为零。高斯噪声通过窄带中频滤波 器(其带宽远小于其中心频率)后加到包络检波器, 根据随 机噪声的数学分析可知, 包络检波器输出端噪声电压振幅 的概率密度函数为
5.1 雷 达 方 程
i
4S1A1/(4)
S1
A1
(5.1.11)
式(5.1.11)表明：导电性能良好各向同性的球体, 它的截面 积σi等于该球体的几何投影面积。这就是说, 任何一个反 射体的截面积都可以想像成一个具有各向同性的等效球体 的截面积。
5.1 雷 达 方 程
等效的意思是指该球体在接收机方向每单位立体角所 产生的功率与实际目标散射体所产生的相同, 从而将雷 达截面积理解为一个等效的无耗各向均匀反射体的截 获面积(投影面积)。 因为实际目标的外形复杂, 它的后 向散射特性是各部分散射的矢量合成, 因而不同的照射 方向有不同的雷达截面积σ值。
5.2 最小可检测信号
p(r)r2exp2r22 r0
(5.2.9)
此处r表示检波器输出端噪声包络的振幅值。可以看出： 包络振幅的概率密度函数是瑞利分布的。设置门限电平UT, 噪声包络电压超过门限电平的概率就是虚警概率Pfa, 它可 以由下式求出: