《雷达ARPA》教学大纲1
力学专业教学大纲 雷达原理-理论教学大纲
《雷达原理》课程教学大纲课程代码：110031114课程英文名称：The Principle Of Radar课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0适用专业：探测制导与控制技术专业和信息对抗技术专业大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程地位及教学目标雷达概论是一门重要的专业必修课，雷达是现代电子科学技术和计算机应用技术飞速发展的重要成就之一。
本课程任务是介绍雷达基本原理、系统构成、性能、信息处理的原理和技术及雷达发展新技术。
（二）知识能力及技能方面的基本要求通过该课程的学习，要求学生：了解雷达在军事、民用和宇宙空间探测等领域的广泛应用前景和雷达技术的发展动向；掌握雷达和各分机的工作原理及主要质量指标；深刻理解和牢固掌握雷达测距、测角和测速的基本原理及各种实现方法。
（三）实施说明该课程以讲述为主，偏重讲述实际的雷达使用和组成。
（四）对先修课的要求概率论、信号与系统、数字信号处理、微波技术、电磁场原理等。
（五）对习题、实践环节的要求按章节完成相应作业，尽量安排学生参观雷达生产及使用单位。
每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握雷达的应用基本实验方法，获得实验操作的基本训练。
实验成绩作为评定课程成绩的一部分。
（六）考核方式及成绩评定方式1.考核方式：考试；2. 考核目标：在考核学生雷达原理基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、雷达实际应用能力和雷达方程计算等能力。
；3.课程总成绩：成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占80%。
（七）参考书目：1. 雷达系统分析与设计（MATLAB）(第二版)，电子工业出版社2. 雷达原理（第三版）, 丁鹭飞耿富录,西安电子科技大学出3. 天线技术（修订版），马汉炎，哈尔滨工业大学出版社4. 和平时期电子战技术与应用——雷达对抗篇,张锡祥刘永坚王国宏,电子工业出版社二、中文摘要本课程主要介绍：雷达快速测量和修正地探测目标和距离的的基本原理，以及雷达微波传输功能构成原理。
第六章ARPA1组成原理大连海事大学选修课雷达与雷达模拟器
1st 扫描 2nd 扫描 视频输出
TI
T
I
T
T II T II TI
2）雷达视频信号量化处理
（A）方位量化：把360方位等分成若干方位量化单元，用“0、 1”二进制数字表示不同的方位。量化单元越小，方位精度越高。 12位二进制：360/212=0.088 （212=4096） a.轴角编码器；b.同步机模数转换（A/D）模块
2.接口电路
a.陀螺罗经信号数字化：
同步机──A/D模块； 步进机──I/O接口。 NEMA-0183数字格式
b.计程仪信号数字化：
脉冲式和触点式──国际标准200 p/1n mile。 NEMA-0183数字格式
3.目标检测电路
A.目标检测：
在带有噪声和杂波干扰背景的雷达信号中识别目标的 存在。
TCPA到达最接近点的时间 判断碰撞危险 间接获得方法：
人工标绘
CPA
VR V0
VT
DCPA
人工标绘局限性
麻烦、费时、易出差错， 要求本船和目标船必须保速保向， 观测时间过长，误差大，目标数量少 无法验证本船避碰行动的效果。 结论：发展自动雷达标绘仪 ARPA——Automatic Radar Plotting Aids
中频电源
传感器
ARPA部分
基本的ARPA系统组成框图
第二节 ARPA基本组成部分及作用
• 一、传感器（外围设备）
向ARPA提供必要的信息供计算机标绘用
1.高质量雷达：提供目标回波原始视频、触发脉冲、 天线角位置、船首信号。
2.陀螺罗经：提供本船航向信号。 3.计程仪：提供本船航速信号，对水和对地航速。 4.外存器（任选件） ：储存港口视频地图或电子海
雷达与ARPA(幻灯片)(ARPA4)
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第三节 ARPA的局限性 如上所说，ARPA有很多优点，但必须看到，由于目前技术水平的限制，还存在 很多不足，应予警惕。其局限性主要表现在如下几方面： 一．传感器引入的局限性 1．雷达的探测能力、分辨力、精度以及受气象、环境条件的限制， 2．罗经、计程仪的误差等 二．自动检测的局限性 三．录取的局限性 四．跟踪的局限性 1．跟踪可靠性的限制 主要是存在误跟踪和目标丢失率高。 2．存在跟踪处理延时 一般，从录取到稳定跟踪约需3分钟；若有一方机动了，还须经约3分钟才能重 新稳定。 3．跟踪容量及显示目标矢量的数量受限制。 4．跟踪目标的距离及机动速度受限制。 如：最小距离（有的为0.1~0.15海里）、最大距离(有的为24,有的为36海里,甚至 更多)、最大相对速度(有的为80节,有的为150节)及最大相对回转速度( )等。
试操船含义当相遇船和本船出现碰撞危险报警时在不中断目标信息更新的情况下模拟本船机动对所有被跟踪目标的影响即利用arpa模拟计算显示人工输入的本船航向或和速度对被跟踪目标的碰撞形势的影响进而求出避让安全的航向和速度此时arpa不中断对被跟踪目标的跟踪计算及信息更新这就arpa的试操船功能
第五节
报警与测试
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四．注意事项 1）注意延时时间，应留有余地。 2）注意目标可能的机动，应监视目标的动向并注意可能出现的新 的危险，不可盲目信赖试操结果。 3）应用试操结果还应符合避碰规则。 4）要记住显示的状态是模拟的结果，应及时返回正常的显示。 5）试操船结果受雷达、罗经、计程仪及ARPA本身误差的影响，不 可盲目信赖，不可忽视了望。
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第二节 基本功能
三 ：试操船功能的局限性：
自动雷达标绘仪(ARPA)
1
②组合式
设备少、 价格低
精度高、 画面清晰 直观方便
2
按 显 示 目 标 动 态 方 式 不同分
①矢量型
②图示型 目 标 动 态 用 （ PAD 型 ） PAD显示 ①径向园 扫描 ②电视光 栅光标
3
按 扫 描 方式分
复习思考题：
1、普通船用雷达用于船舶避碰时有哪些局限性？
2、如何利用人工标绘求相遇船的碰撞参数？ 3、画出ARPA系统的简框并简要说明其工作概况。 4、ARPA有哪些输入输出信息？
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch1 绪论
2-1 各种传感信号的预处理
一、预处理的内容、必要性
1、必要性
5种传感器信号——模拟 → 数字 雷达回波处理：杂波抑制、检测判断等。 原始视频雷达信号的杂波处理及方位、距离信号 的量化处理； 陀螺罗经航向信号和计程仪航速信号的量化处理。
2、内容
《航海雷达与ARPA〉第二篇
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
SHM
VR
B 两船保速保向时预计的视运动
A(目标）
V0
D
VT
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
人工标绘进行避碰的步骤
1、选择要进行标绘的相遇船回波（A）
2、监视该目标回波的移动
3、隔一定时间间隔（6min）标出B点
360 0
0.088 0 212
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch2 ARPA基本原理
如采用专用同步机加A/D转换器
模拟信号输入
数字信号输出
BR_3440_ARPA雷达操作
实验四 ARPA操作目的与要求1．1．掌握BR-3440 ARPA的开关机和基本操作。
2．2．掌握ARPA的基本功能和使用方法。
3．3．加深对ARPA基本概念和显示信息的理解。
4．4．了解ARPA的优点和局限性。
实验内容BR 3440 ARPA雷达操作一、面板控钮介绍（图4.1）1 POWER――电源开关。
2 ON/STBY――预备／发射按钮。
3 BRIGHTNESS――亮度调节旋钮。
亮度调节旋钮用于调节CRT的亮度使之与周围的环境相匹配。
4 CONTRAST――对比度调节旋钮。
对比度调节旋钮用于调节雷达视频图像的对比度。
5 DEGAUSS――消磁按钮。
只有彩色CRT上才有这个按钮。
用于消除当周围环境的磁场变化所引起的色彩失真时。
单色显示器上没有这个按钮（MA和M系列）。
6 PANEL――控制台面板亮度调节旋钮。
7 TUNE――调谐旋钮。
8 RAIN（FTC）――抗雨雪干扰旋钮。
9 SEA（STC）――抗海浪干扰旋钮。
10 GAIN――增益旋钮。
11 EBL――电子方位线。
包括三个控钮：电子方位线1（EBL1）选择开关、电子方位线2（EBL2）选择开关、电子方位线调节旋钮。
按下电子方位线开关，打开相应的电子方位线，然后通过调节旋钮移动电子方位线进行测量。
电子方位线的测量值显示在CRT数据显示区的左下角，如图4.2的G区域。
EBL1由短虚线组成，EBL2由长虚线组成。
EBL开关是双态型，每按下一次，交替选择ON和OFF状态。
当前所选择的电子方位线，其测量值以高亮度显示。
EBL2同时也用于调整电子平行方位线的方位和EBL偏心显示。
电子方位线调整旋钮和EBL2配合可实现电子方位线的偏心显示。
使用的方法是，移动电子游标指针到PPI屏幕上的某一位置上，按下电子方位线调整旋钮，打开EBL2，游标所指的位置成为EBL2的起始点，同时VRM2打开，可用EBL2和VRM2测量屏幕上任意两点的方位和距离。
12 VRM――活动距标圈。
雷达显示方式及ARPA简介解析
北向上真运动显示方式优缺点：
优点： 直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情 况一样，在狭水道航行时更有利。
不足： 当航向处在090°～270°之间时，观测、使用就会 不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对避让 及航行会造成不利。
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47 - 14
一、雷达的显示方式——真运动显示方式
不足： 转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的 弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。
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47 - 6
一、雷达的显示方式——相对运动显示
2、指北向上显示模式
需要输入罗经航向，用N UP表示。 特点：
（1）方位圈0°在荧光屏正上方并代表罗北，船首 线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上的 读数是真方位——“真方位显示方式” ；
特点： 代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其
真实航向及成比例航速在屏面上进行移动，而固 定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类：
按速度类别来分，包括：对水真运动与对地真运 动显示方式，避碰用对水真运动方式更准；
按速度输入源来分，包括：计程仪真运动和模拟 真运动。
2020/10/14
一、雷达的显示方式——相对运动显示
3、航向向上显示模式
需要输入航向，用CRS UP表示。 特点：
（3）本船转向时，船首线随航向转动，固定 目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、 清晰。当航向改变完毕，只要按一下“新航向 向上”(New Course up)按钮，则船首线、图 像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固 定方位刻度圈的0°为止。因此，它总是可以保 持直观的观测。
2、航向向上真运动显示方式
特点： 与相对运动航向向上显示方式一样，
航海雷达与ARPA.
3．雷达为何采用中频电源 1）避免其他低频电源干扰 2）船电负载多，变化大，电压不稳 3）防止各类高频干扰（互相干扰，中频电源隔离久） （雷达电源克服上述问题，满足radar的要求，显然要满足一定的技术
要求，下面谈一谈这些技术指标。） 4．主要技术要求 1）船电变化±20%，中频电源输出电压变化±5%。（稳压，雷达的要
求） 2）能24小时连续工作，适应温差大，温度高，盐雾重的环境。（雷达
工作环境的要求） 3）中频电源频率为400~2000度。（量程的要求，因触发与中频电频率
同）
（电源之后，全机最基本的单元为触发（从显示器反向说明基本性）， 本单元虽简单，但为全机时钟，很重要，下面分析之。）
第三节 雷达发射机
去天线
中频电源
触发脉冲产 生器
①
预调制器
去去 接显 收示 ② 机器
调制器 ③
磁控管 ④
低压 电源
自
动
发
延
射
时
开
开
关
关
收发机险丝 高压保险丝
中频电源
特高压
门
电源
开
关
去接收机
5）调制器波形： 波形好：主要指前沿陡，后沿陡，顶部平坦。 3：磁控营 1）：磁控营的作用及输入输出信号 磁控营的作用：在调制器输出的负高压作用下，产生矩形调制的微 波振荡脉冲。
船电
起动器 整流器
保护电路
功放
中频电源
控制功率
控制频率
调压器
方波产生器
2．中频变流机组
1）基本原理及组成： 电动机带动发电机转动，使发出的电的频率和电压值，恰为雷达中频电源所需的
《航海雷达与ARPA》共42页
上海海事大学《航海雷达与ARPA》一、选择题第一章雷达基本工作原理01012019（4）A船用雷达属于哪一种类型的雷达? ____A、脉冲B、多普勒C、连续波D、调频01012019（4） B船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的______。
A、传播速度B、往返传播时间C、传播次数D、往返传播时的频率变化01012019（6） B某径向扫描雷达的量程为24 n mile，那么其扫描线全长代表的时间为。
A、590.4 usB、295.2 usC、300.0 usD、600.0 us01012019（6） B雷达测得电波在天线与物标之间的往返时间为36.9us, 则该物标到本船的距离为。
A、6 n mileB、3 n mileC、4 n mileD、5 n mile01012019（5） D雷达的测距原理是利用电波的以下特性____A、在空间匀速传播B、在空间直线传播C、碰到物标具有良好反射性D、以上都是01012019（6） D雷达测方位原理是利用_____特性。
A、雷达天线定向发射和接收B、雷达天线360˙旋转C、雷达天线与扫描线同步D、以上都是01022019（5） A雷达发射机产生射频脉冲，其特点是_____。
A、周期性大功率B、周期性小功率C、连续等幅小功率D、连续等幅大功率01022019(5) C雷达之所以能够发射和接收共用一个雷达天线, 是因为.A、雷达天线是定向天线B、雷达天线是波导天线C、收发开关的转换作用D、雷达天线用波导传输能量01022019(4) B雷达天线其转速通常为.A、80转/分B、15-30转/分C、120转/分D、90转/分01022019(4) C雷达显示器为了得到完整的图像, 其荧光屏采用-A、短余辉B、中余辉C、长余辉D、超长余辉01022019(4) B雷达显示器是PPI显示器, 可以测得物标的二维数据,即A、距离和高度B、距离和方位C、大小和高度D、方位高度01022019(5) D雷达射频脉冲与物标回波相比.A、二者功率相同, 频率相同B、二者功率不同, 频率不同C、二者功率相同, 频率不同D、二者功率不同, 频率相同01022019(5) B雷达电源 .A、就是船电B、由船电转换而成C、是中频电源, 由高频用电设备转换而成D、A或B 01022019(4) C船用雷达发射机的任务就是产生一个功率较大的_____脉冲.A、连续波B、调频C、射频D、调幅01022009(4) D船用导航雷达使用的频率属于下列哪个波段? _____A、LB、XC、SD、X和S01022019(5) C雷达接收机一般都采用____式接收机.A、再生B、直放C、超外差D、阻容耦合01032019(5) C雷达电源应在船电电压变化----的情况下，输出的中频电位变化应小于5%.A、±10%B、±15%C、±20%D、±25%01032019(6) B简单判断雷达逆变器工作是否正常的方法是____A、用耳听不到振动声B、听到清晰均匀的振动声C、听到时断时续的振动声D、用手摸不发热01032019(4) B一般雷达电源都采用_____电源。
雷达(幻灯片)(6)(ARPA)PPT课件
显然，N大，目标不易丢失。M大，不易发生误将干扰认为目 标的错误。故6/8比2/3的检测性能好。
二．局限性（P113） 1．由于采用低亮度显示，仅提供原始视频显示回波图像， 杂波处理简单，图像质量差，因而难以确保在杂波干扰背 景中可靠识别物标回波。 2．由于采用实时扫描，只能显示目标的当前位置，不能直 接显示目标的航向、速度，更不能预测未来及显示历史航 迹，因而不能看清现场运动态势，难以判断目标是否存在 碰撞危险。 3．由于不能直接给出碰撞参数，只能通过人工标绘求出， 费时、不直观、不准确，不适应多目标、快速逼近及机动 频繁的场合。 4．不能直接验算避碰效果。
用矢量前方的六边形表示预测危险 区PAD（Predicted Area of Danger） ，有真矢量和相对矢量可供选择。其 特点是避碰应用直观、简便。但多目 标时屏面混乱。目前仅SPERRY公司 采用。 三 按显示方式分类： 1 径向圆周扫描 2 TV光栅扫描
09.11.2020
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第二章 ARPA基本工作原理(P119)
操船指令
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第三节 ARPA系统的分类及特点(P117) 一．按系统组合方式分类 1．分立式ARPA系统 2．组合式ARPA系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
09.11.2020
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二．按显示目标动态的方式分 1．矢量型ARPA
用矢量表示本船和被跟踪船的动态 （包括当前位置、航向、速度、预测 位置等）。有真矢量和相对矢量可供 选择。其特点是综合画面清晰，为目 前多数ARPA所采用。 2．图示型ARPA
雷达原理与设备课程实验教学大纲
“雷达原理与设备”课程实验教学大纲一、实验教学的目的1、了解雷达的组成结构，熟悉雷达使用方法；2、学习导航雷达在航海中的定位方法。
二、实验教学的任务1、结合理论课学到的知识，对实际雷达各大单元充分了解；2、对在操作使用雷达过程中，对各旋钮起的作用应熟悉掌握。
三、具体实验项目名称和学时分配适用专业及实验性质（设计性、综合性、验实验内容：1、调整调谐增仪、量程、海浪抑制等各旋钮，观察雷达屏幕中的回波变化；2、在海图上，根据本船与固定目标的距离确定船位。
实验要求：1、对专业理论知识应充分掌握；2、对航海知识应有所了解。
五、实验教材或讲义名称1、雷达实验指导书，曹铭志，大连海事大学出版社自编教材；六、实验考核标准掌握操作雷达步骤，学会观测雷达，会用雷达定位，交实验报告者为合格，否则为不合格，实验不合格不予通过。
七、与其他课程的联系与分工1、以电磁场理论、脉冲与数字电路和等课程为基础；2、与GPS实验同步。
八、为达到本课程的目的和要求所采取的措施1、单机单人指导学生每组8—9人；2、实验课中作笔录，实验课后写实验报告。
参加本大纲制订编写人员：曹铭志本课程所在实验室：电子工程实验室实验室主任签字：金红教研室主任签字：柳晓鸣主管教学院长签字：夏志忠制定时间： 2004年5月12日“AIS系统与应用”课程实验教学大纲一、实验教学的目的1、了解AIS的组成，熟悉AIS的使用方法；2、学习AIS进行船舶识别的方法及工作原理。
二、实验教学的任务1、结合理论课所讲的知识，对实际AIS各组成单元充分了解；2、在操作使用中，加深对AIS工作原理及船舶识别的理解。
三、具体实验项目名称和学时分配适用专业及实验性质（设计性、综合性、验实验内容：1、对船台AIS操作，观察个屏幕窗口的数据及显示信息；2、对岸台AIS操作，熟悉ICAN软件各项操作菜单，进行船舶识别。
实验要求：1、对专业理论知识充分掌握；2、对通信原理应有所了解。
五、实验教材或讲义名称无六、实验考核标准熟悉AIS的基本工作原理，熟悉ICAN的界面、菜单，能进行船舶识别，交实验报告者为合格，否则为不合格。
25-《雷达操作与标绘、ARPA》教学大纲.doc
《雷达操作与标绘、ARPA》教学大纲课程编号：010147B 课程类别：职业技能训练总学时：114学时英文译名:Radar Oberservation & Ploting, ARPA 开课对象：航海技术专业（三年制）三年级学生—、课程的性质和任务本课程是高等职业技术院校航海技术专业的一门主干专业课程。
它们任务是：讲授航海雷达的基本组成及其工作原理，掌握符合IM0标准的雷达使用性能与技术指标，能够熟练使用雷达进行观测、定位、导航与避让，掌握自动雷达标绘仪（ARPA）的工作原理与使用方法。
二、课程教学目标本课程的教学目标是：使学生掌握航海雷达与ARPA的基本知识并能熟练的操作和使用仪器设备，达到《STCW78/95公约》和中华人民共和国海事局所规定的船舶操作级驾驶员对本课程的适任标准。
其中：（一）知识教学目标1.了解航海雷达与ARPA的种类及在航海上的应用；2.掌握至少一种航海雷达与ARPA的操作使用方法；3.理解航海雷达与ARPA的工作原理及误差的成因。
（二）能力培养目标1.能正确使用至少一种航海雷达与ARPA；2.能够熟练使用雷达进行观测、定位、导航与避让；3.能对航海雷达与ARPA进行维护和保养。
（三）思想教育目标1.具有遵守纪律和爱护仪器的良好习惯；2.具有良好的职业道德；3.具备良好的个人素养与团队合作精神。
三、教学内容和要求基础模块（-）航海雷达组成与工作原理1.了解航海雷达的特点，理解雷达各组成部分的工作情况。
2.掌握航海雷达测距与测方位原理。
（二）航海雷达使用性能与技术指标1.理解航海雷达的使用性能。
2.了解航海雷达的技术参数。
3.理解航海雷达的技术参数与使用性能之间的关系。
（三）雷达观测1.了解航海雷达显示原理。
2.掌握航海雷达显示方式及其应用。
3.理解影响航海雷达目标观测的诸因素。
（四）雷达定位1.掌握航海雷达定位的方法。
2.理解选择定位参考物标的原则。
3.理解影响雷达定位精度的因素。
福建船政职院雷达操作与模拟器课件02自动雷达标绘仪(ARPA)-1绪论
SHM
两船保速保向时预计的视运动
VR
B
VT
A(目标）
V0
D
CPA C
DCPA O (本船) 图2-1-1人工标绘图
SHM 两船保速保向时预计的视运动
VR
B
VT
A(目标）
V0
D
CPA C
DCPA O (本船) 图2-1-1人工标绘图
人工标绘进行避碰的步骤
1、选择要进行标绘的相遇船回波（A） 2、监视该目标回波的移动 3、隔一定时间间隔（6min）标出B点 4、作图并求碰撞及航行参数 ① 碰撞参数： DCPA:最接近会遇距离 TCPA：到达最接近点的时间
② 航行参数：
◆目标船相对速度（REL SPD）、相对航向（ REL CRS）、真速度（TRUE SPD）和真航向（TRUE CRS） 5、CPA TCPA安全界限值（ MINCPA 、 MINTCPA ） ① MINCPA（CPA安全界限值） 允许目标安全通过本船所需要求的最小会遇距 ② MINTCPA（TCPA的安全界限值） 允许目标到达CPA点的最小时间
第一章 绪 论
第一章 绪论
1-1 普通船用雷达用于船舶避碰的局限性 1-2 ARPA系统的组成及各部分作用 1-3 ARPA系统的分类
第一章 教学目的要求
1、掌握普通船用雷达用于船舶避碰的方法 2、充分认识普通船用雷达用于船舶避碰的
局限性 3、了解ARPA的发展概况和基本类型 4、掌握ARPA系统的组成及各部分作用 5、 知道ARPA有哪些输入输出信息
人工标绘的局限性
1）费时（3——7分钟）、麻烦 2）不直观、不准确 3）难以应付复杂局面 2、真运动雷达用于船舶避碰
二、普通船用雷达用于船舶避碰的局限性
3.5 雷达与ARPA
科目
雷达操作
与应用
等级
一、二、三
职务
二、三副
评估内容
雷达自动标绘
序号
评估标准
评分
备注
一、目标捕获(14分)
1
CPA/TCPA设置准则
1.1设置CPA/TCPA的作用（0.5分）
1.2设置CPA/TCPA的准则（0.5分）
1.3设置CPA/TCPA数据（1分）
2
2
目标捕获的含义，建立初始跟踪的过程，目标运动趋势数2
在可能发生目标丢失和目标交换条件下的雷达观测与操作
2.1识别已丢失的目标（0.5分）
2.2正确判断目标交换（0.5分）
2.3对已丢失的目标进行操作（0.5）
2.4对已交换的目标进行操作（0.5分）
2
3
判断目标危险的方法及其操作
3.1用相对矢量判断目标危险的方法及操作（0.5分）
3.2用真矢量判断目标危险的方法及操作（0.5分）
3.3根据目标预测运动数据态势判断危险目标（1分）
2
4
本船机动和目标机动对雷达数据的影响
4.1本船机动对雷达数据的影响（1分）
4.2目标机动对雷达数据的影响（1分）
2
合计
25
注：1、该项目应达到及格分（25×60%=15分），否则“雷达操作与应用”评估成绩视为不及格；
2.1目标捕获的含义（1分）
2.2建立初始跟踪的过程（0.5分）
2.3目标运动趋势数据的获取（0.5分）
2
3
目标手动捕获和自动捕获在不同航行环境中使用的基本原则及其优势与局限性
3.1目标手动捕获和自动捕获在不同航行环境中使用的基本原则（0.5分）
航海雷达与ARPA
<航海雷达与ARPA>第一章基本工作原课第一节测距测方位基本原理1．测距a）利用电磁波特性：1）.直接传播（微波波段）2）.匀速传播（同一媒质中）3）.反射特性（在任何两种媒质的边界面）b）计算公式:S=C(t2-t1)/2其中：S：目标和本船距离;t1：发射时刻;t2：接收时刻；C：电波速度；为300000公里/秒为准确测量(t2-t1)，发射信号包络为矩形脉冲。
2．测向着天波的转动，实现不同方向的测距。
第二节基本组成及各部分作用1）触发电路：(触发电路决定工作开始的时间)2率,3电源，雷达电源有中频逆变器、中频变流机组二种。
1：触发脉冲产生器：相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。
2．调制器及预调制器：触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度的小功率正方波，控制预调制器产生的方波的起始时刻，预调制器产生的方波控制调制器，使调制器产生大功率负高压脉冲。
有的雷达没有预调制器，预调制器的功能由调制器完成。
所以；调制器是产生高压的部件。
3：磁控营：在调制器输出的负高压作用下，磁控营产生矩形调制的微波振荡脉冲.实现能量转换，调制器相当于高压电源。
5.2）：磁控营基本结构及工作原理磁控营是实现微波振荡的元件，其结构、工作原理，与实际使用中的调试、维护等等事宜有关。
下面我们扼要介绍之。
A：基本结构阴极和阳极之间的空间,称为空腔，空腔内为真空。
空腔内,有永久磁铁提供的恒定磁场，如图示。
阴极内含有灯丝，加调制器送来的负高压前，灯丝先通电3min，用于加热阴极，阴极表面有氧化物涂层，加热使其产生自由电子，能量转换是自由电子完成的，没有3min加热，磁控管不能正常工作。
B：工作原理调制器负高压脉冲一到，阴极和阳极之间激起微波振荡。
阴极附件的自由电子，在飞向阳极过程中，由调制器提供的高压，使电子获得能量。
又在恒定磁场的作用下，把自由电子获得的能量，传给微波振荡，使原本微弱的微波振荡强大起来。
载波频率采用下列二种：S波段—（2900~3100）MHZ—10cm（波长）X波段—（9300~9500）MHZ—3cm（波长）5.4）：工作状态判断：●微波辐射会发亮。
航海雷达与ARPA
•第二次世界大战期间，研制了厘米波对 海雷达。
•1940年英国人兰德尔和布特制成空腔磁 控管，解决了微波源问题。
•1941年美国首先制成带有平面位置显示 器的脉冲微波海面搜索雷达。这种雷达 在第二次世界大战的反潜艇作战中发挥 了重大作用，战后用作商船航海雷达， 以保证航海安全。
发脉冲
7 船用雷达是一种
雷达。
A 调频
续波
B 调幅
C 脉冲
D连
8 船用雷达工作频率是指每秒钟：
A 触发脉冲的次数
B 脉冲重复次数
C 发射脉冲次数
荡次数
D 发射脉冲的射频振
第二章 船用雷达设备
第一节 中频电源设备
为满足船用雷达工作、及工作环境的要求，雷达对 电源的电压值、频率值及各指标的稳定性均有具体的要 求，船舶上存在低频、高频电源干扰，有船电负载多变 化大等等现象。
船用雷达发射机的组成中，除了调制器外，还有一个重要的微波 器件是 ____。
A收发开关管 B速调管 C磁控管 D混频晶体管
船用雷达产生大功率超高频脉冲的元件是____ 。 A 本机振荡器 B 收发开关 C 天线 D 磁控管
雷达磁控管在调制脉冲作用下，产生发射脉冲，该发射脉冲的峰 值功率＿＿＿，平均功率＿＿＿。
（波长）
X波段 —（9300~9500）MHZ — 3cm （波长）
一万伏左右 矩形包洛
超高频振荡脉冲
磁控营 输入
载波（微波） 有几十个振荡周期， 周期个数，要保持 恒定。
磁控营 输出
5.4）：工作状态判断： 磁控管正常工作时，
有稳定的阳极电流，所以； 能够输出稳定的大功率微 波，氖灯遇大功率微波辐 射会发亮。
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《雷达操作与标绘、ARPA》教学大纲
课程编号：A0618 课程性质：必须课程总学时：60学时
英文译名：Radar Oberservation & Ploting, ARPA
开课对象：航海技术专业2011年级
一、课程的性质和任务
本课程是航海学院航海技术专业的一门主干专业课程。
它们任务是：讲授航海雷达的基本组成及其工作原理，掌握符合IMO标准的雷达使用性能与技术指标，能够熟练使用雷达进行观测、定位、导航与避让，掌握自动雷达标绘仪（ARPA）的工作原理与使用方法。
二、课程教学目标
本课程的教学目标是：使学生掌握航海雷达与ARPA的基本知识并能熟练的操作和使用仪器设备，达到《STCW78/95公约》和中华人民共和国海事局所规定的船舶操作级驾驶员对本课程的适任标准。
其中：
（一）知识教学目标
1．了解航海雷达与ARPA的种类及在航海上的应用；
2．掌握至少一种航海雷达与ARPA的操作使用方法；
3．理解航海雷达与ARPA的工作原理及误差的成因。
（二）能力培养目标
1．能正确使用至少一种航海雷达与ARPA；
2．能够熟练使用雷达进行观测、定位、导航与避让；
3．能对航海雷达与ARPA进行维护和保养。
（三）思想教育目标
1．具有遵守纪律和爱护仪器的良好习惯；
2．具有良好的职业道德；
3. 具备良好的个人素养与团队合作精神。
三、教学内容和要求
基础模块
（一）航海雷达组成与工作原理
1．了解航海雷达的特点，理解雷达各组成部分的工作情况。
2．掌握航海雷达测距与测方位原理。
（二）航海雷达使用性能与技术指标
1．理解航海雷达的使用性能。
2．了解航海雷达的技术参数。
3．理解航海雷达的技术参数与使用性能之间的关系。
（三）雷达观测
1．了解航海雷达显示原理。
2．掌握航海雷达显示方式及其应用。
3．理解影响航海雷达目标观测的诸因素。
4. 雷达观测性能。
4.1雷达目标观测范围（最大观测距离、最小观测距离）
4.2雷达目标分辨能力（距离分辨力、方位分辨力）
4.3雷达目标测量精度（距离测量精度、方位测量精度）。
5. 目标观测特性（目标的雷达反射特性（目标材质、尺寸、表面结构、雷达视角） 5.1目标的雷达反射特性（目标材质、尺寸、表面结构、雷达视角）
5.2典型目标的雷达观测特性（陆地、导航设施、船舶、冰山等）
6.雷达航标。
6.1无源雷达航标
6.2有源雷达航标
（四）雷达定位
1．掌握航海雷达定位的方法。
2．理解选择定位参考物标的原则。
3．理解影响雷达定位精度的因素。
（五）雷达标绘与避碰
1．理解相对运动原理。
2．掌握雷达标绘的方法。
3．了解利用雷达进行避碰的方法与局限性。
（六）自动雷达标绘仪（ARPA）
1．了解ARPA工作原理。
2．理解ARPA的显示方式。
3．理解ARPA的功能及其局限性。
4. 目标录取
4.1 手动录取在不同环境中的应用
4.2 自动录取的局限性
5. 目标跟踪
5.1 目标稳定跟踪条件
5.2 目标丢失的各种可能性
5.3 目标交换的各种情况
5.4 本船机动和目标机动的影响
5.5 目标跟踪最大距离
实践教学模块
（一）航海雷达使用实训
1．能正确开启与关闭航海雷达。
2．能熟练调整雷达各控钮。
3. 能正确辨认雷达回波并进行测量。
4. 能合理利用雷达功能判断碰撞危险。
5. 能利用雷达进行本船的定位与导航。
（二）雷达标绘实训
1．能熟练使用标绘工具。
2. 转向避让措施，变速避让措施，停船避让措施。
3．能对一个或多个目标进行标绘并得到结果。
（三）自动雷达标绘仪（ARPA）使用实训
1．能利用ARPA得到运动目标的参数。
2．能利用矢量判断碰撞危险并求取避让措施。
四、学时分配建议
五、说明
（一）教学说明
本课程实践性较强，教学时应结合有关多媒体课件以及不同型号仪器的实物、模型等进行。
（二）考核说明
本门课程应采用理论考试与实操评估两种考试方法来检验教学效果。
（三）教材与主要参考书
1．刘文勇《航海雷达与ARPA》大连海运学院出版社1993
2．陆文兴《航海雷达与ARPA》大连海事大学出版社2000
3．孙国元方泉根《雷达观测与模拟器》《自动雷达标绘仪（ARPA）》中华人民共和国港务监督局1998。