第2章_雷达基本组成(1)
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。
二次雷达工作原理课件(一)
二次雷达工作原理课件(一)
二次雷达工作原理课件
教学内容
•二次雷达的定义和基本原理
•二次雷达的组成部分
•二次雷达的工作过程
•二次雷达的应用领域
教学准备
•二次雷达的示意图或实物模型
•讲义或PPT
•实验设备（如果需要进行实验演示）
教学目标
•了解二次雷达的定义和基本原理
•理解二次雷达的组成部分及其功能
•掌握二次雷达的工作过程
•了解二次雷达在实际应用中的领域
设计说明
本课件以简洁清晰的方式介绍二次雷达的工作原理，通过图示和文字说明，使学生能够轻松理解和掌握相关知识。
教学过程
1.介绍二次雷达的定义和基本原理
–阐述雷达的定义和作用
–解释二次雷达的基本原理，即利用回波信号进行目标检测和跟踪
2.分析二次雷达的组成部分及其功能
–列举二次雷达的主要组成部分，如发射器、接收器、信号处理器等
–详细介绍每个组成部分的功能和作用
3.说明二次雷达的工作过程
–用图示展示二次雷达的工作流程，包括发射、接收、信号处理等步骤
–解释每个步骤的具体操作和原理
4.探讨二次雷达的应用领域
–引导学生思考并讨论二次雷达的实际应用领域，如航空、交通、气象等
–列举并解释二次雷达在不同领域中的具体应用案例
课后反思
本课件通过简明扼要的方式介绍了二次雷达的工作原理，结合图示和文字说明，帮助学生更好地理解相关概念。
在教学过程中，可以适当引导学生参与讨论和实验演示，以加深对二次雷达原理的理解。
同时，可以提供相关阅读材料，进一步拓展学生的知识面。
SAR技术ppt课件
率ρg ，地距分辨率是随入射角不同而变化的。
(2) 单点目标分辨率
单点目标分辨率定义：点目标冲激响应主瓣半功率点 (-3dB)处宽度对应的空间长度
0dB -3dB -4dB
…… 副瓣 副瓣 副瓣
速度取决于轨道精度，是有规律的。 ● 安装空间和位置：安装空间和载荷能力是有限的。 ● 供电能力：卫星电源供电能力是有限的。
7.2 波段和极化
● 目前SAR的工作波段已经几乎覆盖了全部雷达波段， 多波段SAR系统是一个发展方向。
● 不同目标对不同极化的电磁波散射特性也不同，并 会产生不同的极化方向旋转。 多极化SAR系统是一个发展方向。
回顾 2 合成孔径雷达采用的先进技术
宽频带的天线馈线系统； 分布式有源相控阵天线系统； 距离向多波束扫描方式（ScanSAR）； 方位向多波束工作方式； 聚束工作方式（Spotlight）； 多频段、多极化SAR技术； 干涉SAR技术； 宽频带相干发射接收系统； 高稳定度信号源； 线性调频脉冲产生和脉冲压缩技术；
特别 B = fMax 时——信号带宽使用100%（实际做不到）
SAR是一种微波全息
SAR是微波全息成像，SAR 原始数据就是数 字化的全息图，成像处理就是图像重建。
在方位向通过载机飞行和 PRF 进行全息图的 采样，因此要求载机直线飞行。
采样间隔必须固定不变，因此通常 PRF 随地 速成正比变化。或记录飞行速度（或加速度） 在成像处理中进行校正。
在距离向通过距离采样时钟进行全息图的采样。
合成孔径雷达技术
2005年6月
合成孔径雷达技术内容
回顾：1 合成孔径雷达的基本特点 2 合成孔径雷达采用的技术 3 合成孔径雷达系统的组成
《雷达原理与系统》PPT课件
W
G 发射天线增益
倍
Ar 接收天线有效面积（孔径）m2
工作波长 m
目标的雷达截面积 m2
R 雷达与目标之间的距离 m
Pr min 接收机灵敏度 W
未考虑因素：大气衰减与路径（多精径选，课件曲p率pt），目标特性与起伏
9
1.1 雷达的任务
举例：
某雷达发射脉冲功率为200KW，收发天线增益为30dB，波长0.1m，抗研究所 2014年2月
精选课件ppt
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
精选课件ppt
2
主要内容
9、连续波雷达 10、脉冲多普勒雷达 11、相控阵雷达 12、数字阵列雷达 13、脉冲压缩雷达 14、双基地雷达 15、合成孔径雷达
收发信号载波频率的差（多卜勒频率）
举例：
fd
ttrt2Vr
2t
tr 2R0Vrt c
频率为10GHz的雷达，当目标径向速度为300m/s时，其多卜勒频率为
c f3 1 1 18 0 H m 0 0/s z0 .0m 3 ,fd2 0 3 .0m m 0 3 /s 0 2K 0Hz
精选课件ppt
8
灵敏度为-110dBm，不考虑大气损耗等，试求其对=1m2目标的最大作用
距离
1
Rm
ax
2
105 1032 0.12
4 3 1014
1
4
1
2 1023
4 3
4
100.786km
精选课件ppt
新一代天气雷达演示
雷达平均速度图
中尺度（2-20KM）系统的速度图像特征
不是在整个显示屏范围内识别，而是在其中选择一个小区域（包含了整个中尺度系统），将其放大显示。 首先确定所选择的小区域在雷达有效探测范围内的方位及小区域的方向，并近似的认为该小区域在同一高度层上
纯气旋式流场；纯反气旋式流场；纯辐合流场；纯辐散流场；气旋式辐合流场； 气旋式辐散流场；反气旋式辐合流场；反气旋式辐散流场
雷达的导出产品：有30多种。常用的包括组合反射率因子； 垂直累计液态水含量；回波顶；风暴路径信息；冰雹指数；中 气旋；速度方位显示风廓线；1小时累计雨量；3小时累计雨量； 相对风暴径向速度区。
雷达数据质量控制
雷达数据质量控制主要涉及地物杂波抑制；去距离折叠和退速度模糊。
地物杂波：包括固定地物杂波和超折射地物杂波（AP杂波）。
一般雷暴（单个单体雷暴）
单个单体雷暴—在其生命发展史中自始至终只有一个孤立单体的风暴。 水平尺度：5-10km； 生命史：<1小时；雷达回波特征：回波较垂直，单体对称，少移，冰 雹小，灾害小。回波强度相对较弱，回波面积小，发展高度低、生命史较短，上升与下沉气流 无明显的倾斜性，气流结构易受损坏，不易发展强盛。
雷达基本产品反射率因子，平均径向速度和径向速度谱宽三 种基数据。
SA和SB两种雷达，反射率因子基数据沿雷达径向的分 辨率为1km，沿方位角方向的分辨率为1°，即1km*1°，平均 径向速度和速度谱宽基数据的分辨率为0.25km*1°；扫描仰角 从0.5°到19.5°。
SA和SB两种雷达，反射率因子观测范围为460km，径 向速度和谱宽为230km；大部分算法适用的范围位于230km内。 CC和CD型雷达的观测范围只有150km。
在中等到高的CAPE和弱的深层垂直风切变情况下，可以出现的唯 一强风暴是脉冲风暴，其不是一种独立的对流风暴类型，是以多单体风暴 形态出现，含有一个或多个脉冲单体。
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。
魏青 雷达原理 -回复
魏青雷达原理-回复雷达原理是指利用电磁波的特性来探测和测量目标物体位置与速度的一种技术。
在这篇文章中，我们将会逐步介绍雷达原理，从最基本的概念到具体的工作原理和应用。
首先，让我们来了解一下雷达的基本概念。
雷达是由“Radio Detection And Ranging”（无线电探测与测距）这几个单词的首字母组成的缩写。
雷达系统通常由三个基本组件组成：天线、发射器和接收器。
天线用于发射和接收电磁波，发射器则产生电磁波并发送给目标物体，而接收器则接收目标物体反射回来的电磁波。
雷达工作的基本原理是利用电磁波在空间中传播的特性。
电磁波是由电场和磁场交替振荡而成，可分为不同波长的频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光等。
在雷达系统中主要使用微波和无线电波。
当电磁波遇到物体时，一部分电磁波会被物体吸收、散射或反射。
雷达系统利用接收到的反射波信息来判断目标物体的位置、形状、速度等参数。
下面，我们来详细了解雷达系统的工作原理。
首先，雷达系统通过发射器发射一束电磁波，这束电磁波被称为脉冲。
发射脉冲的频率和功率取决于具体的应用场景和要求。
发射的脉冲电磁波会以近乎光速的速度在空间中传播，同时也会被目标物体吸收、散射或反射。
接下来，雷达系统通过天线接收到目标物体反射回来的电磁波。
天线接收到的电磁波信号会经过放大器放大后传输到接收器中进行处理。
接收器通过解调和滤波，将信号分离为目标信号和杂波信号。
目标信号是目标物体反射回来的电磁波信号，而杂波信号则包括天气、地形等其他干扰信号。
接收信号经过处理后，雷达系统可以通过测量信号的时间延迟来计算目标物体与雷达系统之间的距离。
这是利用电磁波在空间中传播速度恒定的特性来实现的。
雷达系统根据发射脉冲信号和接收到的目标物体反射波信号之间的时间差来计算距离。
通过测量连续的脉冲信号，雷达系统还可以获得目标物体的速度信息。
最后，让我们来看一些雷达系统的应用。
雷达技术在许多领域都得到了广泛应用。
雷达基本工作原理ppt课件
工作波长越短，天线水平波束宽度越窄，方位分辨率和测方位进 度越高
4 抗杂波干扰能力的关系
工作波长越短，雨雪海浪等对雷达波德反射越强，干扰越大
29
5.2 脉冲宽度对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
脉冲宽度越大，能量越大，作用距离越大
2 对最小作用距离的关系
固定距标圈 荧光屏边缘
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理 Δ t: 往返于天线与目标的时间, C: 电磁波在空间传播速度3×108m/s。
R
=
1 C
×Δ
t
2
2. 雷达测向原理 借助于定向天线 － 扫描.
11
2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
测 (2)
无视线限制
测量目标参数 距离，方位，速度，航向...
导航 (1) 避碰
(2) 定位
7
雷达/ARPA, ECDIS, GPS/DGPS和自动舵构成的自动 船桥系统是未来主要的导航系统
8
1.3雷达考核内容
雷达结构及其工作原理 雷达影像失真的特点及其产生原因 影响雷达正常观测的诸要素 雷达测距/测方位 雷达定位与导航 雷达航标
28
5.1 工作波长对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
正常天气观测较小的物标时，3cm雷达的rmax要比10cm的大 雨雪天，则10cm雷达的rmax要比3cm雷达的大得多
2 对距离分辨率和测距精度的关系
工作波长越短，脉冲前沿越短，测距精度高；脉冲前沿越短，有 利于缩短脉冲宽度，提高距离分辨率
雷达信号分析与处理第一章第二章
s(t) S ( f )e j2 ftdf
S(W) 或 S(f) 存在的充分条件是 s(t) 绝对可积，即 s(t)dt
雷达信号分析与处1理3
第二章 雷达信号与线性处理系 统
在雷达工程术语中，时间函数 s(t)称为雷达信号的时间波形，频率函数 S(W) 或 S(f) 称为雷达信号的频谱密度或频谱。
s(t) S( f ) 表示信号s(t) 和其频谱S(f)
复数表示
s(t) s1(t) js2 (t) S( f ) R( f ) jI ( f )
e j2 ft cos(2 ft) j sin(2 ft)
s1(t)
R( f ) cos(2 ft) I ( f )sin(2 ft)df
雷达信号分析与处理6
第一章 绪论
雷达发明之前的防空：盲人雷达；光学测距仪
1935年，英国皇家物理研究所的沃森．瓦特博士进行无线电科学考察 荧光屏上的亮点 载重汽车上的第一台雷达 东海岸对空警戒雷达网
雷达信号分析与处理7
第一章 绪论
二 、雷达测量原理
Radar-- Radio detection and ranging（无线电探测和测距）
测距 测高 测速
三、雷达与通信信号区别 1电磁波频率；
3天线方向性；
5信号处理；
2传输目的； 4主要考虑方面；
雷达信号分析与处理8
第一章 绪论
1.2 研究雷达信号的目的和意义
一、雷达所面临的问题 四大威胁 电子干扰 (干扰机:压制式、欺骗式)
徘徊者EA-6B
低空突防(巡航导弹)
咆哮者EF-18G
新型运8电子干扰机
第一章 绪论
二、新型雷达 1.低截获概率雷达； 2.超宽带雷达； 3.稀疏布阵雷达； 4.无源雷达； 5.双/多基地雷达； 6.星载毫米波雷达； 7.雷达组网； 8.多域融合探测系统
一2天气雷达组成介绍
雷达天线的仰角和方位角确定了雷达的立体扫 描探测过程。
天线仰角的变化范围：0～90º。 天线仰角的设置取决于天线的扫描方式、体扫 模式和天气模式。
天线方位角的变化范围：0～360º。 天线在旋转过程中正北方向为0º，正东为90º。依次 产生360º方位角。
新一代多普勒雷达 天线：收发共用 由开关转换控制
• 两种模式区别：晴空模式的回波比降水回 波弱，新一代雷达设定的晴空模式数据取 样分辨率为4km。
• 降水模式的取样分辨率为1km或500m。
当天线接收到返回的电磁波时，把信号 传送给接收机。
接收到的电磁波能量很小，在以模拟信 号的形式传送给信号处理器之前必须由接 收机进行放大。
功能： ① 地物杂波消除：目标是否运动？ ② 模拟信号向数字化的基数据转换。
每一个仰角的角度为0.95，大约为1度的范围。但是 雷达立体扫描的不充分性，导致静锥区和盲区的出现
天线的体扫模式-VCP21
VCP21：6分钟对9个仰角的扫描，存在很大的盲区。 使 雷达的物理量产品出现不确定性。
天线的体扫模式（VCP31）
VCP31：10分钟对5个仰角的扫描，晴空模式
天线的天气模式
速度谱宽-W
工作任务：（1）将雷达探测所得的原始基 数据，采集下来，进行质量控制和预处理， 形成原始数据文件。
（2）生成雷达的物理量产品—导出产品； （3）对基数据和产品数据进行存档，并将 产品下发给用户。
雷达软件系统或指令中心！
根据操作员输入的命令，RPG在体积扫描的基 础上产生需要的产品。
1、基本产品：从RDA接收到的数字化基数据， 生成操作员指定仰角上的数据。
每个系统都由计算机控制。
(完整版)雷达原理(第三版)丁鹭飞第2章
第2章 雷达发射机 10 000
平 均 功率 /kW 功率 / MW
4 1000
100 3
10
5
2
100
4
微波管 PF 2 边 界
10
32
1
1.0
5
1
1
0.1
1
10
100 1000
频率/GHz
(a)
0.1
6
0.01 0.1
1.0
10 100
频率/GHz
(b)
螺线行波管
100
行波速调管
带宽(% )
耦合腔行波管 10
第2章 雷达发射机
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
第2章 雷达发射机
2.1 雷达发射机的任务和基本组成
雷达是利用物体反射电磁波的特性来发现目标并确定目标 的距离、方位、高度和速度等参数的。因此, 雷达工作时要求 发射一种特定的大功率无线电信号。发射机在雷达中就是起这 一作用的, 也就是说, 它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。
第2章 雷达发射机
对于分布性的寄生输出则以偏离载频若干赫的傅里叶频率
(以fm表之)上每单位频带的单边带功率与信号功率之比来衡量, 其单位以dB/Hz计。由于分布性寄生输出对于fm的分布是不均匀 的, 所以信号频谱纯度是fm的函数, 通常用L(fm)表示。假如测量 设备的有效带宽不是1 Hz而是ΔBHz, 那么所测得的分贝值与L(fm) 的关系可近似认为等于
电源、控制、 保护电路
预调器
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。
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
毫米波雷达的基本构成
毫米波雷达的基本构成
毫米波雷达是一种利用毫米波进行探测和测距的雷达系统。
它采用的是比较高的频率，能够提供高分辨率的图像和精确的测距结果。
毫米波雷达的基本构成包括发射器、接收器、天线、信号处理器和显示器等组件。
发射器：毫米波雷达的发射器通常采用微波集成电路（MMIC）或高功率放大器来产生毫米波信号。
这些信号可以是单频率或多频率，具有一定的功率和带宽，可以实现远距离探测和测距。
接收器：毫米波雷达的接收器通常采用低噪声放大器和混频器等组件。
它们用于接收回波信号，并将其转换为可处理的数字信号。
天线：毫米波雷达的天线通常采用微带天线或谐振天线等组件。
这些天线可以是单极化或双极化，提供高效率和较窄的方向性，可以实现高分辨率的图像和精确的测距结果。
信号处理器：毫米波雷达的信号处理器主要用于对接收到的信号进行处理和分析。
它可以实现波形分析、目标识别、跟踪和定位等功能，提供高质量的目标图像和数据。
显示器：毫米波雷达的显示器用于显示处理后的目标图像和数据。
它可以是液晶显示器、LED显示器或CRT显示器等，提供清晰、准确和易于理解的信息。
总之，毫米波雷达的基本构成包括发射器、接收器、天线、信号处理器和显示器等组件。
这些组件的性能和质量直接影响了毫米波雷达的探测和测距能力。
随着技术的不断进步和发展，毫米波雷达将成
为未来雷达系统中的重要组成部分。
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。
南京理工大学雷达原理课件0-2章(6in1彩色)
第1章 绪论
雷达的前世今生
• 日本航空自卫队E-767大型空中预警机
– 航程达1万多公里，可连续飞行13小时，能探测 300公里远低空目标，800公里范围内高空目标
第1章 绪论
• 目标尺寸的测量
1.1 雷达的概念
–提高斜距分辨力
–提高切向距离分辨力（角度分辨力）
–合成孔径(SAR)雷达、逆合成孔径(ISAR)雷达
• 目标形状的测量
–为目标识别提供信息
–雷达成像、雷达断层扫描、对称性量度
/eolenv/homepage/common/opencourse/
第1章 绪论
• 课程介绍（续）
课程介绍
– 考核方法
• （平时 20% + 期末 80% + 5分附加）×难度系 数，100分封顶。Top20 = 90分
• 平时成绩：课后作业。
– 成绩分布
• 优秀（>90分）= 20%，不及格 <= 15%
– 上届成绩统计
分数 >=90 80-89 70-79 60-69 <60 平均
/eolenv/homepage/common/opencourse/
第1章 绪论
• 课程介绍（续）
课程介绍
– 授课教师
• 许志勇 ezyxu@
– 学习方法
• 课前预习、课堂释疑、课后及时复习和泛读
• 平时网络教学互动，考前重点复习
/eolenv/homepage/common/opencourse/
第1章 绪论
• 目标定位与雷达坐标系
– 目标定位信息： • 斜距R：雷达至目标直线距离 • 方位角θ：水平面上与参考方位的夹角 • 俯仰角ϕ：垂直面上与水平投影的夹角 俯角、仰角、高低角
中班雷达知识点总结
中班雷达知识点总结
1. 雷达的基本原理
雷达（RAdio Detection And Ranging）通过发射无线电波，利用目标对波束的散射、反射等，观测探测及跟踪空中、水面、地面目标的电磁波感应设备。
雷达系统一般由发射机、天线、接收机、信号处理器和显示设备等组成。
2. 雷达的工作原理
雷达工作时，发射机发送一束无线电波，这些无线电波遇到目标后，一部分被目标反射回来，接收机接收并处理这一反射的信号，并通过信号处理器对信号进行处理。
然后通过显示设备显示出目标的位置、运动状态等信息。
3. 雷达的分类
根据雷达波段可以分为X波段雷达、Ku波段雷达、Ka波段雷达、C波段雷达、S波段雷达、L波段雷达、UHF频段雷达等；按照任务需求可以分为防空探测雷达、火控雷达、导航雷达、地面搜索雷达、舰船搜索雷达、空中搜索雷达等。
4. 雷达的工作频段
雷达的工作频段一般分为S波段、C波段、X波段、Ku波段、Ka波段等。
不同的频段适用于不同的任务需求，比如S波段适用于远距离目标搜索，而X波段适用于小目标探测。
5. 雷达的工作模式
雷达工作时可以采用不同的工作模式，比如搜索模式、跟踪模式、波束锁定模式、跟趋踪模式、多普勒模式等。
6. 雷达的特性
雷达有目标探测距离远、有抗干扰性强、有高精度等特点。
7. 雷达的应用领域
雷达广泛应用于军事领域、航空领域、航海领域、气象领域、安防领域等。
8. 雷达的发展趋势
随着科技的进步和雷达技术的不断发展，雷达设备将朝着多功能、全天候、全天时、多波段、多模式、高精度、全网互联、智能化等方向发展。
以上是对雷达知识点的梳理总结，希望能对大家了解雷达有所帮助。
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D Pt
0.001
Tr
1 2
V
2
Tr
脉冲多普勒雷达可达 102,101 ，甚至更高
连续波 D 1
§2.1 发射机
• 一、发射机主要质量指标
– 3、总效率：
• 发射机输出功率与输入功率之比
– 4、信号形式（调制方式）
雷达的常用信号形式
波形
调制类型
简单脉冲
• 例：“爱国者”AN/MPQ-53工作在C波段，160个 跳频点，瞬时工作带宽4MHz，总的工作频率范围为 640MHz
§2.1 发射机
• 如何选择工作频率？根据任务
– b、舰载应用
– 尺寸不能太大，且当掠地角趋近于零度时，从目 标直接接收的回波，几乎完全被从同一目标由水 面反射回来的回波抵消（多径效应）。 广泛采用 S，X波段
§2.1 发射机
• 一、发射机主要质量指标
– 1、工作频率、波段 – 雷达频率确定是极其重要的工作，一定要根据用
途和实际需要，一旦确定，即成为整个系统之基 础，不能轻易动摇（硬件完全确定） – 雷达频率可以是一个或多个（捷变频） – 频率的选择需要权衡多种因素 a、物理尺寸 b、发射功率 c、天线波瓣宽度 d、大气衰减等等
二相制
相位编码 多相制
脉冲编码信号 频率编码 阶梯式
随机式 调相编码
脉冲串信号
均匀脉冲串信号 加权脉冲串信号
参差脉冲串信号 频率编码脉冲串信号 重复周期参差脉冲串信号
随机 信号
连续信号 采样噪声
§2.1 发射机
• 一、发射机主要质量指标
– 5、信号的稳定度和频谱纯度： – 信号的各项参数（振幅，相位，脉宽，脉冲重频）
§2.1 发射机
• 关于发射机的进一步说明
– 载波受调制
• 脉冲雷达 • 简单调制
§2.1 发射机
• 关于发射机的进一步说明
– 载波受调制
• 线性调制脉冲 LFM
• (linear Frequency Modulation)
• 相位编码脉冲
§2.1 发射机
• 关于发射机的进一步说明
– 大功率：不同雷达功率量级不同 – 脉冲雷达，峰值功率可达KW，MW， – 连续波雷达，几十瓦，几瓦就相当大了 – 思考一：为什么如此大功率？ – 思考二：为何通常采用脉冲工作方式？
displays
第二章 雷达基本组成
§2.1 发射机 §2.2 接收机 §2.3 天线 §2.4 显示器
§2.1 发射机
• 功能
– 产生载波受调制的某一功率（通常是大功率）射 频信号，再经馈线和收发开关由天线辐射出去。
– 一般分为连续波发射机和脉冲发射机，最常用的 是脉冲雷达发射机。
– 通常是雷达系统中最重、最费钱的一部分。
– c、机载应用：
– 对尺寸限制很严，最低频段是UHF和S波段
• 例： 1、预警机 E2 ：UHF波段；AWACS ： S波段
•
作用距离远，天线罩巨大
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、无线电高度计：C波段
•
3、大部分战斗机、攻击机、侦察机雷达，工作
在X和Ku波段
§2.1 发射机
• 一、发射机主要质量指标
– 2、输出功率 – 雷达发射机中最为重要的指标，直接影响雷达威
例： 1、Pt 100kw, 1s,Tr 2000s
Pav
100
1 2000
0.05kw
2、以矩形调制脉冲雷达为例: 脉宽
脉冲重复周期 Tr
射频振荡信号振幅 V
射频信号最大瞬时功率： Po V 2
发射机峰值功率:
Pt
1 2
V
2
发射机平均功率: Pav Pt
• 频率选择需要权衡的因素
– c、波束宽度：天线波束宽度正比于
L
• 为了得到窄波束 低频，天线要求较大
•
高频，天线尺寸较小
– d、大气衰减：电波通过大气时，吸收、散射
• 频率<100MHz时，大气衰减可忽略
• 频率>10GHz时， 大气衰减很严重
– 工作频率对硬件的要求
• 在1000MHz以下要采用微波三、四极管。
§2.1 发射机
• b、平均功率Pav
– 脉冲重复周期内输出功率的平均值
在D脉 冲为重工复作周比期（Tr占内空, P比av ） P，Ttr 表 明Pt 雷Tr达 发Pt 射D
Tr
时间与总时间之比（duty factor）
§2.1 发射机
• 瞬时功率、峰值功率、平均功率的关系举例
矩形振幅调制
脉冲压缩
线性调频
脉内相位编码
高工作比多普勒
矩形调幅
调频连续波
线性调频
正弦调频
相位编码
连续波
工作比(％) 0.01～1 0.1～10
30～50 100
100
§2.1 发射机
• 信号形式（调制方式）
普通脉冲信号
规则 信号
雷达 信号 波形 分类
普通连续波信号 线性调频信号
脉冲调频信号 非线性调频信号
• 在1000MHz以上则有多腔磁控管、大功率速调管、行 波管以及前向波管等。
§2.1 发射机
• 如何选择工作频率？根据任务
– a、陆基应用： – 远程警戒雷达，预警雷达：选UHF和VHF
• 例：铺路爪PAVE PAWS选在UHF波段420～ 450MHz，波长大约69厘米
– 战术雷达，炮瞄雷达：作用距离近，尺寸 不能太大，可选L，S，C波段甚至更高
力和抗干扰能力 – 定义：发射机送至天线输入端的功率。 – 与发射机输出功率有关的两个基本概念
• a、峰值功率Pt • b、平均功率Pav
§2.1 发射机
• a、峰值功率Pt（Peak Power）
– 脉冲持续期间射频振荡信号的平均功率（有效功 率）
– 注意：不是射频正弦振荡的最大瞬时功率
– 每个脉冲能量 E Pt 是脉冲宽度
§2.1 发射机
• 频率选择需要权衡的因素
– a、物理尺寸 ：产生和发射无线电频率功率的硬 件尺寸，一般和波长成正比
• 低频：硬件又大又重
• 高频：雷达很小
– b、发射功率：发射机合理承受功率电平的能力 受电压梯度（单位长度上电压）和散热要求限制
•
米波雷达：MW级
•
毫米波雷达：百瓦级
§2.1 发射机
雷达基本组成
•现代雷达由以下基本部分构成
– 雷达发射机：Radar Transmitters – 雷达接收机：Radar Receivers – 信号处理机：Signal Processors – 数据处理机：Data Processors – 雷达天线： Radar Antennas – 指 示 器 和 显 示 器 ： Radar Indicators and