雷达系统原理PPT课件
合集下载
电子对抗原理--雷达系统结构和工作原理 ppt课件
频率源分类
自激振荡源 晶体振荡器、腔体振荡器 介质振荡器、压控振荡器等 合成频率源
直接模拟式:对基准频率进行各种各样的 加减乘除 间接模拟式:利用模拟锁相环锁定VCO 来实现频率合成 直接数字式:使用数字技术完成频率和波 形的合成 间接数字式:由数字锁相环构成,包含数 字分频器和数字鉴相器
DBF系统的基本原理图
天线单元阵列 A/D变换器
接收模块 数字波束形成器
稀布阵雷达
VHF波段 发射1个圆阵(25个窄带全向发射天线,每个10KHz带宽,共250KHz) 接收1个圆阵,48个全向接收天线,带宽250KHz
RIAS* / SIAR** by Jaques Dorey (1986) – «Space Frequency »orthogonal coding
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin( 2f I nT )
问题:上图有什么问题?
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin(2f I nT )
大气吸收与频率的关系
大气天顶衰减与地面水汽密度的关系
斜路径大气衰减 f=23.75GHz
发射电磁波
脉冲
目标反射电磁波
雷达系统 结构与工作原理
雷达系统结构和基本工作原理 频率综合器 发射机 天线 接收机 信号处理机 雷达终端 监控设备
雷达系统原理PPT课件
旁瓣旁瓣电平为主瓣电平与最大旁瓣电平之差脉冲波束宽度脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度3db的一半的角也被称为半值宽度雷达无线电波特性雷达的无线电波略沿地表方向传播主要视线
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。
感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络, 如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!
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。
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。
感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络, 如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!
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。
《雷达原理与系统》课件
气象观测
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面,为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号,通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号,并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离,通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力,通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力,通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力,通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力,主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时,回波信号会产生多 普勒频移,通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向,从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达,相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力, 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达(SAR)
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像,将各个成像点的信息进 行合成处理,获得高分辨率的地面图像。
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面,为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号,通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号,并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离,通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力,通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力,通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力,通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力,主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时,回波信号会产生多 普勒频移,通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向,从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达,相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力, 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达(SAR)
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像,将各个成像点的信息进 行合成处理,获得高分辨率的地面图像。
雷达系统PPT课件
RCS:目标的单基地雷达截面积(m2); Gt和Gr:分别为目标方向雷达发射、接收天线增益; D0:雷达系统抗干扰因子; Rt:目标与雷达之间的距离(m); Lt:雷达发射综合损耗; Lr:雷达接收综合损耗; LAtm:电磁波在大气中的传输损耗; λ:雷达系统的工作波长(m)。
(1)脉冲雷达方程
设Pt为雷达系统的发射功率,Gt为雷达天线增益,Gr 为雷达天线增益,目标的等效反射截面为RCS, Pt为雷 达发射功率,Rt为目标与雷达之间的距离,Lt为雷达的发 射机馈线损耗,Lr为雷达的接收馈线损耗。
雷达系统接收功率Prs:
Prs
PtGtGr2 •RCS (4)3Rt4Lt Lr
目标的运动速度测定: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,据此确定目标的相对径向速度。
14
雷 地面雷达:高塔、车、船、地基等为雷达平台
达 平
空载雷达:飞机、导弹、气球、飞艇等
台 天基雷达:卫星、飞船、空间站、航天飞机等
电磁波的特性:
15
1.4 雷达系统的基本方程
P jG jK jP tG t4 •R R C t4S•R 2 j •G G t(t )•L p o lL L tjL f
自卫式干扰 (Rt=Rj,Gt=Gt(θ)):
Kj
4PjGjR2j • Lt
PtGt •RCS LpolLjLf
PjGj KjPt4GtR •2 jRCS•LpolL LtjLf 21
以FPGA和宽带 ADC器件为核心构 成的宽带雷达信号
处理系统
以高速DSP器件为 核心构成的雷达
信号处理系统
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
(1)脉冲雷达方程
设Pt为雷达系统的发射功率,Gt为雷达天线增益,Gr 为雷达天线增益,目标的等效反射截面为RCS, Pt为雷 达发射功率,Rt为目标与雷达之间的距离,Lt为雷达的发 射机馈线损耗,Lr为雷达的接收馈线损耗。
雷达系统接收功率Prs:
Prs
PtGtGr2 •RCS (4)3Rt4Lt Lr
目标的运动速度测定: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,据此确定目标的相对径向速度。
14
雷 地面雷达:高塔、车、船、地基等为雷达平台
达 平
空载雷达:飞机、导弹、气球、飞艇等
台 天基雷达:卫星、飞船、空间站、航天飞机等
电磁波的特性:
15
1.4 雷达系统的基本方程
P jG jK jP tG t4 •R R C t4S•R 2 j •G G t(t )•L p o lL L tjL f
自卫式干扰 (Rt=Rj,Gt=Gt(θ)):
Kj
4PjGjR2j • Lt
PtGt •RCS LpolLjLf
PjGj KjPt4GtR •2 jRCS•LpolL LtjLf 21
以FPGA和宽带 ADC器件为核心构 成的宽带雷达信号
处理系统
以高速DSP器件为 核心构成的雷达
信号处理系统
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
雷达基本工作原理课件
雷达的分类
01
脉冲雷达
发射脉冲信号,通过测量脉冲 信号往返时间计算目标距离。
02
连续波雷达
发射连续波信号,通过测量信 号频率变化计算目标距离和速
度。
03
合成孔径雷达
利用高速平台对目标区域进行 扫描,形成高分辨率的合成孔
径图像。
雷达的应用
军事侦察
利用雷达探测敌方军事目标,如飞机、 坦克等。
气象观测
指雷达在存在欺骗干扰的情况下,仍能正常工作并检测到目标的能力 ,通常由信号鉴别和抗干扰算法决定。
多目标处理能力
跟踪能力
指雷达在同一时间内能够跟踪的 目标数量,通常由数据处理能力 和硬件资源决定。
分辨能力
指雷达在同一时间内能够分辨的 目标数量,通常由信号处理算法 和天线波束宽度决定。
05
雷达技术的发展趋势
天线是雷达系统的辐射和接收单元,负责发射和接收电磁波。
波束形成是天线的重要技术,通过控制天线阵列的相位和幅度,形成具有特定形状 和方向的波束。
天线的性能指标包括方向图、增益、副瓣电平和极化方式等。
信号处理与数据处理
信号处理是雷达系统的关键技术之一,负责对接收到的回波信号进行处 理和分析。
数据处理负责对雷达系统获取的数据进行进一步的处理、分析和利用。
当目标相对于雷达移动时,反 射的电磁波频率会发生变化, 这种变化被雷达接收并转换为 目标的相对速度。
速度测量的精度受到多普勒效 应的影响,而分辨率则受到雷 达工作频率和采样率的影响。
03
雷达系统组成
发射机
发射机是雷达系统的核心组件之 一,负责产生高功率的射频信号
。
它通常包括振荡器、功率放大器 和调制器等组件,用于将低功率 信号放大并调制为所需的波形。
《雷达原理与系统》课件
4 雷达抗干扰性能
指雷达系统对外部干扰源的抵抗和抑制能力。
主流雷达系统
雷达系统分类
根据工作原理和应用 领域,雷达系统可以 分为多种不同类型, 如从空中、地面和舰 船上操作的雷达系统。
机载雷达
机载雷达系统是安装 于航空器上的雷达设 备,用于探测和追踪 空中和地面目标。
地面雷达
地面雷达系统用于检 测和追踪来自空中和 地面的目标,广泛应 用于军事和民用领域。
天线用于发射和接收雷达信号,负责探测目标 并获取返回的信息。
信号处理器
信号处理器对接收到的雷达信号进行处理和分 析,提取出目标信息。
雷达系统技术指标
1 雷达探测距离
指雷达系统能够探测到目标的最远距离。
2 雷达探测范围
指雷达系统能够探测到目标的最大半径。
3 雷达精度
指雷达系统对目标位置和属性的测量精度。
4 地质勘探
雷达系统通过地下目标的探测和分析,可用 于地质勘探和资源调查。
雷达系统的未来
1
雷达系统发展趋势
雷达系统将继续朝着更高的探测距离、更快的信号处理和更强的抗干扰性能方向 发展。
2
雷达系统应用前景
随着技术的不断进步,雷达系统将在更多领域得到应用,如自动驾驶、安防和环 境监测。
《雷达原理与系统》PPT 课件
雷达原理与系统的概述。包括雷达系统的简介、应用以及雷达原理的电磁波 与反射、测距原理和信号处理过程。
雷达系统的组成
发射器与接收器
发射器负责发射雷达脉冲信号,接收器接收经 过目标反射回来的信号。
接收机
接收机用于接收和放大从天线接收到的雷达信 号,以供后续的信号处理。
天线系统
舰载雷达
舰载雷达系统安装在 舰船上,用于探测和 追踪海上和空中目标, 具有强大的远程探测 能力。
雷达原理3-雷达接收机新ppt课件.ppt
S i
m in
k T0 Bn F0
So No
m in
(3.2.36)
通常,我们把(So/No)min称为“识别系数”, 并用M表示, 所以灵敏 度又可以写成
S i
m in
kT0Bn F0M
(3.2.37)
第3章雷达接收机
为了提高接收机的灵敏度, 即减少最小可检测信号功率Si min, 应做到:
F 1 N
k T0 BnGa
ΔN2=(F2-1)kT0BnG2
于是式(3.2.24)可进一步写成
(3.2.25)
No=kT0BnG1G2F0=kT0BnG1G2F1+(F2-1)kT0BnG2
化简后可得两级级联电路的总噪声系数
F0
F1
F2 1 G1
(3.2.26)
第3章雷达接收机 三级级联推导
之比, 叫做动态范围。
第3章雷达接收机 4. 中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择和滤波特性是接收机的重要质量指标之 一。
在中频的选择可以从30 MHz到4GHz之间。 如何选择接收机的中频? 短波接收机为什么选在465KHz?
在白噪声(即接收机热噪声)背景下应该选择何种滤波方式?
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上收到的微弱高频信号从伴随的 噪声和干扰中选择出来,同时处理后送到终端设备。 主要组成部分是:
雷达原理ppt课件68页PPT知识讲解
雷达对抗的重要性
取得军事优势的重要手段和保证
典型战例1:二次世界大战的诺曼地登陆,盟军 完全掌握了德军德40多不雷达的参数何配置, 通过干扰何轰炸,使德军雷达完全瘫痪。盟军 参战的2127艘舰船,只损失了6艘。 海湾战争:多国部队凭借高技术优势,在战争 的整个过程中使用了各种电子对抗手段,使伊 军的雷达无法工作、通信中断、指挥失灵。双 方人员损失为百人比数十万人。
电子战(EW)的含义
电子战是敌我双方利用电磁能和定向能破 坏敌方武器装备对电磁频谱、电磁信息 的利用或对敌方武器装备和人员进行攻 击、杀伤,同时保障己方武器装备效能 的正常发挥和人员的安全而采取的军事 行动。
电子战(EW)的含义
传统的电子战: 电子对抗(ECM),包括电子侦察、干扰、
隐身、摧毁。 电子反对抗(ECCM),包括电子反侦察、
先看几个著名的电子战经典战例:
——1982年6月9日,叙以贝卡谷地之战,以军一方面用 RC-707电子战飞机施放强烈电子干扰,同时用E-2"鹰眼" 空中预警机掩护导航,用"标准"和"狼"式反辐射导弹将叙 军苦心经营10年的19个导弹基地全部摧毁。
——1986年4月美军空袭利比亚。"软杀伤"与"硬摧 毁"手段紧密结合,双管齐下,仅仅12分钟就完成了代号 为"黄金峡谷"的军事行动,被称为"外科手术式"的攻击战, 使利比亚的防空体系毁于一旦。
处于抗干扰和反侦察地需要,许多雷达具有改变发射 信号的载波频率、脉冲重复频率、脉冲波形或者其它调 制参数,变化的时间可能在秒、毫秒甚至脉间。 信号威胁程度高、反应时间短
2)近年的分类方法
电子干扰
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
雷达基本工作原理ppt课件
3 对方位分辨率和测方位精度的关系
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
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
电子对抗原理--雷达系统结构-信号处理 ppt课件
中 频 信 号
本振
正交相位 检波器
低通滤 波器
Q Q
视 频 放大器
Q
至信号 处理机
正交相位 检波信号
视频部分
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin(2f I nT )
接收机主要技术指标
接收机保护 接收机的工作频率范围、带宽 中心频率 噪声系数、灵敏度 动态范围 增益、增益控制 镜像频率抑制比
一种典型的雷达系统原理框图
天线 收发开关 或环行器 天线扫 描控制 装置 发射机
频综
信号处理机
接收机 数据处理 显示终端
监控终端
超外差式接收机原理框图
射 频 信 号
接收机 保护器
低噪声 放大器 射频部分
滤波 器
混频 器
中 频 信 号
中频 滤波器
中频 放大器
中频 滤波器
中频 衰减器
中频部分
I I I
噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比 的比值。
Si N i F So N o
接收机灵敏度
表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收 机输入端的最小可检测信号功率来表示。
Pi min KTBF(S o / N o ) min
接收机的动态范围
表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强 度范围。信号太弱,它不能检测出来,信号太 强,接收机会发生过载饱和。
接收机带宽
接收机带宽一般是指3dB带宽,即接收机输出视 频信号的3dB带宽
电子对抗原理 2 雷达系统结构和工作原理PPT课件
36
天线
天线扫 描控制 装置
收发开关 或环行器
发射机 频综 接收机 监控终端
信号处理机
数据处理 显示终端
16
2 频率综合器
为雷达系统提供各种定时信号和相参频率信号 为发射机提供具有一定载频和波形的射频激励 信号,为接收机提供本振和正交相位检波信号 是雷达系统实现接收与发射相参的关键
17
频率源分类
分频器/M
VCO fVCO 上变频器 fO
M2 fe
23
频综主要指标
频综主要指标有: 标称频率、频率精度、频率范围、输出信号带宽、 频率间隔、频率捷变时间、频率稳定度、相位噪 声、杂散、输出功率和波形种类等
标称频率:频综输出信号的中心频率的标称值 频率精度:频综输出频率在室温(25°C )下相31Leabharlann 圆抛物面天线三维立体方向图
32
切面方向图
33
50
天线参数
方向图、主瓣宽度与副瓣电平
方向性系数 功率增益
D Pmax P0
G D
有效口径与口径效率 a Ae / A
极化 :
水平、垂直、(右、左)圆极化、椭圆极 化
输入阻抗;一般雷达、通信设备所用天线 的输入阻抗为 50
34
天线参数(续)
频率寄存器 M
相位累加器
相位寄存 器
正弦查询 表
D/A
DDS结构
21
DDS加锁相环
f0MfDDS
fe
晶 体
fDDS
DDS
鉴相器
振
荡
器 控制电路
环路滤波器 环路分频器/M
fO
VCO
22
DDS加锁相环和倍频器
f0M 2feM fDDS
天线
天线扫 描控制 装置
收发开关 或环行器
发射机 频综 接收机 监控终端
信号处理机
数据处理 显示终端
16
2 频率综合器
为雷达系统提供各种定时信号和相参频率信号 为发射机提供具有一定载频和波形的射频激励 信号,为接收机提供本振和正交相位检波信号 是雷达系统实现接收与发射相参的关键
17
频率源分类
分频器/M
VCO fVCO 上变频器 fO
M2 fe
23
频综主要指标
频综主要指标有: 标称频率、频率精度、频率范围、输出信号带宽、 频率间隔、频率捷变时间、频率稳定度、相位噪 声、杂散、输出功率和波形种类等
标称频率:频综输出信号的中心频率的标称值 频率精度:频综输出频率在室温(25°C )下相31Leabharlann 圆抛物面天线三维立体方向图
32
切面方向图
33
50
天线参数
方向图、主瓣宽度与副瓣电平
方向性系数 功率增益
D Pmax P0
G D
有效口径与口径效率 a Ae / A
极化 :
水平、垂直、(右、左)圆极化、椭圆极 化
输入阻抗;一般雷达、通信设备所用天线 的输入阻抗为 50
34
天线参数(续)
频率寄存器 M
相位累加器
相位寄存 器
正弦查询 表
D/A
DDS结构
21
DDS加锁相环
f0MfDDS
fe
晶 体
fDDS
DDS
鉴相器
振
荡
器 控制电路
环路滤波器 环路分频器/M
fO
VCO
22
DDS加锁相环和倍频器
f0M 2feM fDDS
《雷达基本工作原理》PPT课件(2024)
雷达抗干扰与隐身技术探讨
2024/1/28
15
常见干扰类型及抗干扰措施
有源干扰
通过发射与雷达信号相似的干扰信号,使雷达难以区分目标 回波和干扰信号。
2024/1/28
无源干扰
利用反射、散射等方式,使雷达信号偏离目标或产生虚假目 标。
16
常见干扰类型及抗干扰措施
01
02
03
信号处理技术
采用先进的信号处理技术 ,如脉冲压缩、动目标检 测等,提高雷达抗干扰能 力。
2024/1/28
雷达定义
利用电磁波的反射原理进行目标 探测和定位的电子设备。
发展历程
从20世纪初的萌芽阶段到二战期 间的广泛应用,再到现代雷达技 术的不断创新和发展。
4
雷达应用领域及重要性
应用领域
军事、民用航空、气象、海洋监测、 地质勘探等。
重要性
在各个领域发挥着不可替代的作用, 如保障国家安全、提高航空安全、预 测天气变化等。
强化信号处理部分
信号处理是雷达技术的核心,建议增加相关 课时和实验,深入讲解信号处理技术。
2024/1/28
33
课程安排建议和拓展学习资源推荐
• 引入新技术:随着科技的发展,新型雷达技术不断涌现,建议课程中加入新型雷达技术的介绍和 讨论。
2024/1/28
34
课程安排建议和拓展学习资源推荐
2024/1/28
02
在安检、反恐、生物医学等领域 具有潜在应用价值。
2024/1/28
30
06
总结回顾与课程安排建议
2024/1/28
31
关键知识点总结回顾
雷达基本概念
雷达是一种利用电磁波进行探测和测 距的电子设备,广泛应用于军事、民 用等领域。
雷达一些基本原理ppt课件
雷达方程的推导过程
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。
雷达一些基本原理ppt课件
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。
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。
雷达一些基本原理ppt课件
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。
雷达系统抗干扰技术ppt课件.ppt
多波束形成技术
减小主瓣干扰受影响范围
设置辅助天线与诱饵 降低雷达被精确定位的可能性
注:副瓣匿影:加装一个(或多个)辅助天线和接收机,通过将主天线信号与辅助天 线信号相减来对消旁瓣干扰信号。
雷达系统抗干扰技术
分类
抗干扰措施
主要作用
频率捷变
频率分集
频率域
宽带/超宽带雷达
(频率选择)
MTI、MTD、PD
雷达测速原理
依据多普勒效应,当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨 单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测 和跟踪目标。
雷达系统抗干扰技术
2 干扰分类
雷达面临的复杂电磁环境如下图,雷达要在如下众多干扰中将反射回来 的目标信号分离出来,这关系到雷达的生存和性能。
雷达系统抗干扰技术
分类
抗干扰措施
宽动态范围接收机(如对数接收机、线 性-对数接收机)
主要作用
电路抗干扰 瞬时自动增益控制电路 近程增益控制电路(STC)
抗饱和过载
“宽-限-窄”电路
注:“宽-限-窄”电路包括:宽带放大器、限幅器和窄带放大器,综合利用了频域和时域 抗干扰原理,多次“整削”宽带噪声调频干扰的能量,同时又充分保护目标回波信号能量 不受损失,可极大地改善系统信干比,从而极大地降低雷达虚警概率、提高发现概率。
3 雷达抗干扰技术
雷达抗干扰的主要目标是在与敌方电子干扰对抗中保证己方雷达任务 的顺利完成。
雷达抗干扰措施可分为两大类:(1)技术抗干扰措施;(2)战术抗 干扰措施。
技术抗干扰措施又可分为两类: 一类是使干扰不进入或少进入雷达接 收机中; 另一类是当干扰进入接收机后,利用目标回波和干扰的各自 特性,从干扰背景中提取目标信息。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
双重目标图像
• 当本船附近有一个大的反射面并处于与本船接近垂直的距离时 (如,本船正从一 艘大船旁边经过,等),雷达电波在本船与其 他船之间反弹。因此,2 到 4 个图 像可能会等距离的出现在目标 的方向上。由于多重反射造成的假图像被称为“双 重目标” 。 出现这种情况时,离本船最近的回波图像为真正的目标。 可以注 意到,当本船与相关目标的距离和方位发生变化时,双重目标也 会消失。 因此,这种假回波图像很容易就能区分出来。
脉冲(波束)宽度
• 脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度(-3dB) 的一半的角(也 被称为“半值宽度”
雷达无线电波特性
• 雷达的无线电波略沿地表方向传播(主要视线)。这一特性的变 化取决于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气的 密度,其一般的计算公式如下所示,总之,雷达 的视线距离 D 比光学视距要长 约 6%。
携带 SART 船的实际位置
• 若本船位于 SART 位置的 1 海里以外, • 第一道显示的回波位置为距 SART0.64 海里 • 第 12 道回波为 SART 的实际位置。 • 若本船进入 SART 1 海里以内范围, • 显 示的扫描速度加快, • 该回波的长度为距 SART 实际位置 150 米。
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。
旁瓣图像
• 从天线辐射出的微波波束在主瓣周围有向各个方向的旁瓣。由于 旁瓣的电平低于 主瓣,对于远距离目标的影响微乎其微,但对于 近距离,强反射的目标,就有可 能导致产生圆弧状的假回波图像。
跳跃的目标图像
• “跳跃”现象产生的远距离目标的假回波图像。 取决于天气条件, “跳跃”产生在大气的逆温层。在这种情况下,无线电波可以 达 到超出雷达量程的远距离目标。超过最大量程的目标,会在屏幕 上出现一个图 像,显示在比实际距离要近的距离上。这种现象是 长距离回波延时时间超时的结 果,回波被当成接下来的旋转的回 波显示。改变量程或目标的距离改变时,就可 以判断回波的真假。
• 典型的雷达天线有抛物面反射天线和阵列天线,天线的性能直接 影响雷达的性能表现。 影响目标回波接收质量的因素有旁瓣电平 和天线波束宽度。天线波束宽度越窄,雷达分辨力 越强;旁瓣电 平越低,产生的假回波图像越少。
旁瓣
• 主瓣为由天线发出的最强波束, • 其他较弱的波束被称为旁瓣。 • 旁瓣电平为主瓣电 平与最大旁瓣电平之差
雷达干扰
• 当附近有使用相同频段的雷达工作时,屏幕就会出现干扰杂波。 虽然干扰的出现不是固定不变的,但形状几乎都是旋转或径向的 显示。 该系列雷达带有 IR(干扰抑制)功能来减少此类干扰。
接收雷达信标,雷达应答器和雷达增强器
• X 波段的雷达要求具有接收雷达信标,雷达应答器和雷达增强器 的能力。使用雷 达系统接收该类信号,请按如下操作。
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。
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。
• 1 设置量程在 6 或 12 海里 2 从菜单关闭 IR 功能 • 2 参考“干扰抑制(IR) ” • 3 对于屏幕上出现大量回波信号的情况,使接收机稍微失谐可以
获得更好的效 果。 • 4 当本船接近发射中的雷达信标或雷达应答器时,回波会变的模
糊并形成弧形。 为了获得更好的信号,适当调整增益,海浪干扰 抑制和雨雪干扰抑制。 雷达增强器产生的回波比正常的要大。
雷达盲区
• 由于雷达的无线电波就是视野,若雷达的天线周围存在电波无法 穿透的物体,如 本船接近雷达天线的烟囱主桅或,大船或大山等, 就会给雷达造成盲区。形成盲 区时,就有可能投射一个长的阴影 并全部或部分档住目标。 主桅或烟囱形成的盲区是在雷达安装时 就可以发现的,只有设置好天线位置,就 可以有效的较少盲区的 产生。由于在盲区内的目标有可能不可见,所以进入有盲 区区域 时,须格外谨慎。
假回波图像
• 屏幕上有可能会出现实际不存在的假回波图像。 造成假回波的现 象按如下分类及处理:
• 虚假图像 • 双重目标图像 • 旁瓣图像
虚假图像
• 附近的大型物体的回波图像有可能会出现在两个不同的位置。一 个是实际的图 像,另一个则可能是被主桅或烟囱等反射的回波造 成假回波图像。那在屏幕上, 一个回波图像就出现在正确的距离 及方位,而另一个图像则出现在烟囱或主桅等 的方向上。桥梁和 码头等也有可能造成假回波图像。