雷达信号波形的基本类型
中国反隐雷达的原理
中国反隐雷达的原理反隐雷达是一种用于侦察和跟踪隐身飞机的雷达系统。
隐身飞机是指具备较低雷达截面积（RCS）的飞机，它们能够减少被雷达探测到的概率。
因此，反隐雷达的原理就是通过各种技术手段来识别和追踪这些隐身飞机。
下面将详细介绍反隐雷达的工作原理。
反隐雷达的工作原理主要包括以下几个方面：1. 多普勒雷达：多普勒雷达主要通过接收目标飞机的回波信号，分析回波信号中的多普勒频移信息来判断目标飞机的运动状态和速度。
多普勒雷达可以检测到目标飞机的微弱运动信号，其中包括目标飞机的微小波动、振荡等。
通过分析这些微弱的运动信号，结合雷达信号处理算法，可以有效识别和追踪隐身飞机。
2. 频率波形雷达：频率波形雷达是一种根据雷达信号的频率变化进行目标识别和追踪的技术。
通过改变雷达发射信号的频率和波形，可以使其与目标飞机的回波信号产生相互作用，从而获得目标的特征信息。
频率波形雷达具有较高的灵敏度和辨识度，可以有效对抗隐身飞机。
3. 多靶接收机（MTI）雷达：多靶接收机雷达主要是通过在接收机中采用多个接收通道，同时接收多个脉冲回波信号，并通过处理这些信号，识别和分离出有效目标。
MTI雷达在接收器中引入一种特殊的处理技术，可以有效抑制地物和杂波对目标的干扰，提高目标的信噪比和探测能力。
4. 主动相控阵雷达（AESA）：主动相控阵雷达是一种利用大量天线单元组成的多个阵元，通过电子技术来控制各个阵元的发射和接收方向，以实现雷达波束的快速扫描和定向。
AESA雷达具有快速反应、多目标跟踪和强抗干扰能力等特点，可以有效应对隐身飞机的挑战。
5. 被动雷达：被动雷达是一种利用目标本身发射的无线电信号作为侦测目标的手段。
被动雷达通过接收目标飞机发射的无线电信号，分析信号特征，如频率、功率等，识别和跟踪目标。
由于被动雷达只接收信号而不发射，因此很难被目标飞机察觉和干扰，具有一定的隐蔽性。
以上是反隐雷达的几种工作原理，通过应用这些原理和技术手段，可以有效对抗隐身飞机的威胁，提高空中侦察和目标跟踪的能力。
第七讲地质雷达波相识别_图文(精)
第七讲地质雷达波相识别地质雷达反射记录的波形比地震波复杂的多,一方面是由于地质雷达分辨率高记录的信号丰富,另一方面是由于电磁波的干扰因素多,此外还由于雷达发射的子波比较复杂,并非简单的脉冲。
因而雷达资料的处理与解释是一项复杂细致的工作。
特别是各种地层、目标体、干扰波的识别需要坚实的理论基础和丰富的实践经验。
7.1 地质雷达的波组特征雷达天线发射的是子波而不是单脉冲,子波由几个震荡波形组成,占有一定的时间宽度,反射与折射波依然保持有原来子波的特点,只是幅值上有所变化。
这里将雷达子波的周期、持续时间长度和衰减比三个参量作为子波的波阻特征。
子波的频率成分与天线的主频相近,持续一个半到两个周期,后续振相略有衰减。
例如对于100MHz天线的子波,持续时间可到15-20ns,对于1GHz的天线,持续时间约2ns。
子波的波形的确定对于后期处理是非常重要的,它是小波处理的基础。
有很多方法可以获得各种频率天线的子波,最简单的方法是利用金属板反射。
将一块较大的金属板放置于地面上,发射与接受天线与金属板平行,相距为3个周期的时程,进行数据采集,即可获得子波记录。
不同类型的雷达、不同型号的天线,雷达子波的形状是不同的。
天线与介质的距离、介质的电导特性对子波的形态和特点也有一定的影响,应根据现场工作条件从记录中分离子波。
从下边的记录中也可以辨认出子波的特征。
表面反射波、内界面反射波都是近联各州其的衰减波形。
对其进行分析可以得到子波的波组特征7.2 地质与工程介质结构及反射特征雷达的探测对象通常是多界面结构,如各类地层、岩性,松散层、风化层等都是多层结构。
隧道中的围岩、初衬、二衬等,也是多界面结构。
雷达波向介质内传播时,被称为下行波,经反射回表面的波称为上形波。
下行波每遇到一个界面就发生一次反射和折射,入射波能量即被分成两部分,一部分经折射继续向下传播,另一部分经反射掉头向上,变成上行波。
反射与折射能量的分配与反射、折射系数的平方成正比。
雷达原理与系统知识要点总结(必修)
成绩构成：平时20%（原理10%+系统10%，含考勤和课堂测试），期中30%，期末40%，课程设计10%。
雷达原理与系统（必修）知识要点整理第一章：1、雷达基本工作原理框图认知。
2、雷达面临的四大威胁3、距离和延时对应关系4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度）5、距离分辨力，角分辨力6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用第二章雷达发射机1、单级振荡与主振放大式发射机区别2、基本任务和组成框图3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、PRI（Tr），PRF（fr）的关系。
第三章接收机1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）2、灵敏度的定义，识别系数定义3、接收机动态范围的定义4、额定噪声功率N=KTB N、噪声系数计算及其物理意义5、级联电路的噪声系数计算6、习题7、AGC，AFC，STC的含意和作用第四章显示器1、雷达显示器类型及其坐标含义；2、A型、B型、P型、J型第五章作用距离1、雷达作用距离方程，多种形式，各参数意义，PX=？Rmax=？（灵敏度表示的、检测因子表示的等）2、增益G和雷达截面A的关系2、雷达目标截面积定义3、习题4、最小可检测信噪比、检测因子表示的距离方程5、奈曼皮尔逊准则的定义6、虚警概率、检测概率、信噪比三者关系，习题.（会看图查数）由概率分布函数、门限积分区间表示的各种概率形式；6.5 CFAR●什么是CFAR●慢变化CFAR的框图和原理●快变化CFAR的框图和原理，（左右平均、左右平均选大）●CFAR的边缘效应，图及分析7、为什么要积累，相参积累与非相参积累对信噪比改善如何，相参M~M倍。
8、积累对作用距离的改善，（方程、结论、习题）9、大气折射原因、直视距离计算（注意单位Km还是m）10、二次雷达方程、习题。
11、分贝表示的雷达方程，计算、习题，普通雷达方程的计算。
第六章距离测量1、R,tr,距离分辨力、脉宽、带宽关系2、最短作用距离、最大不模糊距离与脉宽、重频关系3、双重频判距离模糊、习题。
实验1.雷达信号波形分析实验报告
实验1.雷达信号波形分析实验报告实验一雷达信号波形分析实验报告一、实验目的要求1. 了解雷达常用信号的形式。
2. 学会用仿真软件分析信号的特性。
3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。
二、实验参数设置信号参数范围如下：（1）简单脉冲调制信号：载频：85MHz脉冲重复周期：250us脉冲宽度：8us幅度：1V（2）线性调频信号载频:85MHz脉冲重复周期：250us脉冲宽度：20us信号带宽：15MHz幅度：1V三、实验仿真波形1.简单的脉冲调制信号程序：Fs=10e6;t=0:1/Fs:300e-6;fr=4e3;f0=8.5e7;x1=square(2*pi*fr*t,3.2)./2+0.5;x2=exp(i*2*pi*f0*t);x3=x1.*x2;subplot(3,1,1);plot(t,x1,'-');axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel('时间/s')ylabel('幅度/v')title('脉冲信号重复周期T=250US 脉冲宽度为8us') grid;subplot(3,1,2);plot(t,x2,'-');axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel('时间/s')ylabel('幅度/v')title('连续正弦波信号载波频率f0=85MHz') grid;subplot(3,1,3);plot(t,x3,'-');axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel('时间/s')ylabel('·幅度/v')title('脉冲调制信号')grid;仿真波形：脉冲信号重复周期T=250us 脉冲宽度为8us 幅度/v10-101时间/s连续正弦波信号载波频率f0=85MHz23x 10-4 幅度/v10-101时间/s脉冲调制信号123x 10-4幅度/v0-101时间/s23x 10-42.线性调频信号程序：Fs=10e6;t=0:1/Fs:300e-6;fr=4e3;f0=8.5e7;x1=square(2*pi*fr*t,8)./2+0.5;x2=exp(i*2*pi*f0*t); x3=x1.*x2;subplot(2,2,1);plot(t,x1,'-');axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel('时间/s')ylabel('幅度/v')title('脉冲信号重复周期T=250US 脉冲宽度为8us ') grid;subplot(223);plot(t,x2,'-');axis([0,310e-6,-1.5,1.5]);xlabel('时间/s')ylabel('幅度/v')title('连续正弦波信号载波频率f0=85MHz ')grid;eps = 0.000001;B = 15.0e6;T = 10.e-6; f0=8.5e7;mu = B / T;delt = linspace(-T/2., T/2., 10001);LFM=exp(i*2*pi*(f0*delt+mu .* delt.^2 / 2.)); LFMFFT = fftshift(fft(LFM));freqlimit = 0.5 / 1.e-9;freq = linspace(-freqlimit/1.e6,freqlimit/1.e6,10001); figure(1) subplot(2,2,2)plot(delt*1e6,LFM,'k');axis([-1 1 -1.5 1.5])grid;xlabel('时间/us')ylabel('幅度/v')title('线性调频信号T = 10 mS, B = 15 MHz')subplot(2,2,4)y=20*log10(abs(LFMFFT));y=y-max(y);plot(freq, y,'k');axis([-500 500 -80 10]);grid; %axis tight xlabel('频率/ MHz') ylabel('频谱/dB')title('线性调频信号T = 10 mS, B = 15 MHz')仿真波形：??/v 0123-4??/v 时间/s??/v 012x 10-10 0.5 时间/us-0.5 1??/dB 3 x 10-4时间/s-5000 频率/ MHz500四、实验成果分析本实验首先利用MTALAB软件得到一个脉冲调制信号，然后再对其线性调频分析，得到上面的波形图。
雷达电路基本特性与原理总结
雷达电路基本特性与原理总结雷达是一种广泛应用于军事、航海、气象等领域的无线电设备，它通过利用电磁波的特性来探测、跟踪和测量目标物体。
雷达电路是构成雷达系统的重要组成部分，它包括发射电路、接收电路以及信号处理电路。
本文将对雷达电路的基本特性与原理进行总结。
一、发射电路雷达发射电路主要负责产生高频电磁波信号。
其核心是振荡器，通过振荡器产生的的电磁波信号经过功率放大器放大后输出。
发射电路通常采用脉冲信号的形式，具有高频率、尖锐的脉冲状波形特点。
这种波形能够提供足够的功率和较高的分辨率，从而实现雷达系统对目标物的精确测量和探测。
二、接收电路雷达接收电路主要负责接收从目标物体反射回来的电磁波信号。
接收电路中的天线将反射信号转化为电信号并经过放大器进行增益。
为了减小背景噪声和增强目标信号的强度，接收电路通常会采用窄带滤波器对信号进行滤波。
此外，为了提高雷达系统的灵敏度，接收电路还可以应用自动增益控制（AGC）技术，根据接收信号的强度自动调节放大倍数。
三、信号处理电路雷达信号处理电路主要负责对接收到的信号进行解调、滤波、整形等处理，以便进一步提取目标信息。
在解调方面，采用混频器将高频信号转化为中频信号，并通过滤波器去除噪声。
为了实现目标的测量和识别，信号处理电路还可以实现距离测量、速度测量以及目标识别等功能。
此外，为了优化雷达系统性能，信号处理电路还可以应用自适应波形技术，根据目标的特性自动调节发射波形参数。
综上所述，雷达电路的三个主要部分共同工作，实现了雷达系统对目标物的精确探测和测量。
发射电路产生高频脉冲信号，接收电路接收并增强目标反射信号，信号处理电路对接收信号进行解调、滤波和整形，以便提取目标信息。
在实际应用中，雷达电路的优化设计和创新技术的应用将进一步提高雷达系统的性能和可靠性。
总结：雷达电路是雷达系统的重要组成部分，包括发射电路、接收电路和信号处理电路。
发射电路产生高频脉冲信号，接收电路接收并增强目标反射信号，信号处理电路对接收信号进行解调、滤波和整形，以提取目标信息。
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-雷达信号波形与脉冲压缩(二)
Rmin
cT
2
2Rmin
2 Rmin
,T
tr '
因此， T 可按下式选择： T
c
c
tr ' 为收发开关恢复时间，一般取(1~2)s。
（3）从雷达的作用距离及其对能量的要求，对远距离的探测通常使用带
调制的宽脉冲信号。为了解决近距离盲区的问题，经常发射窄脉冲补盲。
vr ,u
fr
2
fr
Ru
vr,u
1000 Hz
150 km
50 m/s
250 Hz
600 km
12.5 m/s
5000 Hz
30 km
250 m/s
4.6 距离与多普勒模糊
脉冲重复频率PRF的选择必须考虑避免产生距离和多普勒模糊，并使得
雷达的平均发射功率降到最低。不同PRF对应的距离和多普勒模糊如下表
两种PRF为：
f r1 N f rd =59 1.5e3=88.5 (kHz)
f r 2 ( N 1) f rd =60 1.5e3=90 (kHz)
对应的无模糊距离为
Ru1
c
300e6
=
1.695 (km)
2 f r1 2 88.5e3
Ru 2
c
300e6
=
1.667 (km)
PRF不能低于目标的最大多普勒频移的2倍，否则雷达无法分辨目标的
多普勒信息。
若目标可能的最大径向速度 vr max
多普勒频移为 f d max ，则PRF选取
对应的最大
f r 2 f d max
2vr max
雷达仿真参数
雷达仿真参数雷达仿真是通过计算机模拟和分析雷达工作过程的一种方法。
在雷达仿真中，需要使用一系列的参数来描述雷达系统的性能和特性。
这些参数包括雷达的发射和接收信号、天线参数、目标参数等等。
本文将着重介绍雷达仿真中常用的参数及其含义。
1. 雷达发射信号参数雷达发射信号的参数主要包括频率、脉冲宽度、重复频率、功率等。
频率用于描述雷达发射信号的频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位。
脉冲宽度表示雷达发射信号的脉冲宽度，可用纳秒（ns）为单位。
重复频率是指雷达脉冲的发射频率，一般以赫兹（Hz）表示。
功率表示雷达发射信号的功率大小，常以瓦特（W）为单位。
2. 雷达接收信号参数雷达接收信号的参数包括波形、带宽、信噪比等。
波形用于描述雷达接收信号的波形特征，可以是连续波（CW）或脉冲波。
带宽表示雷达接收信号的频带宽度，常以赫兹（Hz）为单位。
信噪比是衡量雷达接收信号中信号与噪声的比值，通常以分贝（dB）为单位。
3. 雷达天线参数雷达天线参数主要包括天线增益、波束宽度、极化等。
天线增益描述天线的辐射效率，一般以分贝（dB）表示。
波束宽度表示天线主瓣束宽的角度范围，常以度（°）表示。
极化是指天线辐射电磁波时的电场或磁场方向，可以是垂直极化、水平极化或者其他极化方式。
4. 雷达目标参数雷达目标参数是描述被雷达探测到的目标的性质和位置信息。
包括目标的距离、速度、方位角、仰角等。
距离表示目标距离雷达的距离，通常以米（m）为单位。
速度表示目标相对于雷达的运动速度，常以米每秒（m/s）表示。
方位角是指目标相对于雷达的方位角度，仰角是指目标相对于雷达的仰角度。
通过对这些参数的合理设定和调整，可以模拟出不同雷达工作状态下的信号和目标响应，从而进行雷达性能评估、系统优化等工作。
雷达仿真是雷达系统设计和研发中的重要环节，能够有效地减少实际试验成本和提高系统性能。
总结起来，雷达仿真参数是用于描述雷达工作过程的一系列参数，包括发射信号参数、接收信号参数、天线参数和目标参数。
雷达信号分析(第2章)信号分析基础
H (f ) = μ(f ) m
ϕ = −θ(f ) − 2πft
m
0
幅频特性：匹配滤波器对输入信号中较强的频率成分给予较大的加权，对
较弱的频率成分给予较小的加权，因此输入信号中幅度大的频率成分，输
出信号中该频率成分也大。
相频特性：匹配滤波器的相频特性与信号的相位谱互补（除常数相位和线性相 位之外）。不管输入信号有怎样复杂的非线性相位谱，经过匹配滤波器之后，这 种非线性相位都被补偿掉了，而输出信号中只留下了线性的相位谱。
雷达信号分析 Radar Signal Analysis
张劲东 南京航空航天大学 电子信息工程学院 信息与通信工程系 雷达探测与信号处理实验室
Email: zhangjd@
第2章 雷达信号分析基础
¾2.1 雷达信号的复数表示 ¾2.2 雷达信号的相关特性 ¾2.3 最佳线性滤波器
• 信号在传递过程中不可避免地要受到自然和人为的各种干 扰，信号检测的目的是用一种最优处理的方法，从干扰观察 中获得所传递的信息。
• 这种最优处理的方法，有以下主要的特点： （1）最优处理的标准可能是不同的，例如：最大信噪比，或
最小的判决损失； （2）信号处理的方式与结果、与干扰的形式有关，也与信号
m
0
三、匹配滤波器的频率特性
∫ H (f ) = ∞ μ*(t − t)e−j2πftdt
m
−∞
0
∫ = [ ∞ μ(t − t)e j2πftdt ]*
−∞
0
∫ = [ ∞ μ(t)e j2πf (t0−t)dt ]* −∞
= μ*(f )e−j2πft0
或 也可以写成
H (f ) = μ(f ) e−jθ(f )e−j2πft0 m
雷达信号基本知识
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1. 非线性调频信号（NLFM）由前面介绍，我们知道为了解决单载频脉冲信号的局限性，在现代雷达系统中，人们普遍使用具有大时宽带宽积的脉冲压缩信号。
脉冲压缩技术：在发射端，通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，从而得到大时宽带宽积的发射信号；在接收端，对接收的回波信号进行压缩处理，得到较窄的脉冲。
下图为 LFM 信号脉压前后的回波对比图，同图中我们可以看出，脉压可极大的提升目标的距离分辨率。
故脉冲压缩可以有效地解决距离分辨力与平均功率（速度分辨力）之间的矛盾，能够得到较高的距离测量精度、速度测量精度、距离分辨率和速度分辨力，在现代雷达中得到了广泛的使用。
在脉冲压缩技术中，雷达所使用的发射信号波形的设计，是决定脉冲压缩性能的关键。
常用的发射信号波形分为：线性调频（LFM）信号，非线性调频（NLFM）信号和相位编码（PSK）信号等，本文主要讨论的是NLFM信号。
LFM 信号的产生和实现都比较容易，是研究最早、应用较为广泛的一种脉冲压缩信号。
LFM 信号的频率在脉冲宽度内与时间变化成线性关系。
LFM 信号最大的优点是匹配滤波器对回波信号的脉冲多普勒频移不敏感，即使回波信号具有较大的多普勒频移，采用原有的匹配滤器仍然能得到较好的脉冲压缩结果，因而可简化信号处理系统。
LFM信号波形如下图所示。
但 LFM 信号匹配滤波器输出响应的旁瓣较高，为了抑制旁瓣常需要进行加权处理，但这会造成主瓣展宽，并导致信噪比损失。
此外，LFM 信号的缺点是会产生多普勒耦合时移现象，不能同时独立提供距离和速度的测量值。
LFM 信号经过匹配滤波器后的输出响应及主副瓣图形如下图所示。
为了解决以上问题，现代雷达也经常采用非线性调频（NLFM）信号。
NLFM 信号的频率随着时间做非线性变化，其突出的优点是直接进行匹配滤波即可得到较低的旁瓣而无需加权处理，因而避免了引入加权所带来的信噪比损失问题。
L波段雷达几种脉冲信号的流程及波形分析
加 以放大 。 经过 １ － 上 的 ６ １中 ３ ４ ５ ６四针 １ ６板 ＸＰ 、、 、
脚 输 出至 主控 箱 中 的 １一 Ｓ ０输 出 座 上 的 １ 、１ １Ｘ １ ０１、 １ 、３四针 脚 ，然 后通 过 Ｗ２电缆 输 出 至 天线 座 中 ２１ 的 Ｘ ８插 口 ， ５ 时 间 间隔依 次 导通 和 差 箱 中的 Ｓ 按 ｍｓ ＰＮ开关 管 ，将差 环 获取 的角 误 差信 号调 至 和信 号 Ｉ 上 ， 成相 当于 换相 扫描 的功 能 ， 于对 电子探 空仪 完 用 准确定 位 和 自动 跟 。方 波 波形 是从 和差箱 出来 的 四
维普资讯
沙 漠 与 绿 洲 气 象
。
第２ 卷 增刊
２０ 年 ８月 ０８
Ｄ。’ ｔａ。。。ａ—ｓ。。。’’ 。。 — 。ｅ’。。。ｄ。。 ｉ。。ｅ。 — 。ｙ 。。—ｒ’。。Ｏ ｓ 。。。ｅ 。。 。ｓ—‘。ｎ 。。 —。 Ｍ。。。— ｌ ｇ 。 ｅ。 。。。。 ‘。 。ｔ。ｒ 。— ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ— 。。。 。。 。ｏ— 。 ｏ —ｏ
波 形失 真 ， 信号 幅度 不够 ， 冲宽度 和频率 达不 到要 脉
求。有时虽然有触发信号产生 ， 但触发信号没有送 到相应的插板造成传输信道不通。因此做为雷达机 务维修人员掌握雷达各触发信号及程序方波产生电 路、 信号的分布与流程 ， 信号的波形 、 精度等指标尤 为重要。下面就 Ｌ 波段雷达各触发信号 、 程序方波 的波形及信号流程作一分析。 雷达的基准时钟信号都是 由 １— 测距插板中 ３ １ 的分 频电路产 生并 送往 其它 分系统 。用来 协调 全机 的工作 状态 。它 能产生 粗精 扫描触 发信 号和发 射机 的触发信号 、 主抑触发信号 。这几组触发信号传输 到相应 的插 板针脚 及信 号流 程方框 图 。 由图 １ 以看 出 ，由 Ｄ ３触发 驱 动 模 块 的 ｌ 可 ２ ６
高频地波雷达信号波形分析_吴世才
收稿日期 : 2001-08-20 基金项目 : 国家 863 计划资助项目 ( 863-818-01-02) 作者简介 : 吴世才 ( 1941-) , 男 , 教授 , 博士生导师 , 现从事高频地波雷达海洋探测研究 . E-mail : gw r@ w hu. edu. cn
520
武汉大学学报 ( 理学版 )
0
- 2
B t= T
0
- 2 t, t ≤
B 称为扫频速率 . 如果忽略所有目标的 T 后 向散射调制( 比如不考虑多普勒频移) 和传播损 失 , 接收信号就是 cos( S ( t) =
0
( a) 匹配滤波
t-
t2 ) , t ≤ T 2
T 0, t > 2
( 10)
( b ) 汉明加权
图 3 线性调频脉冲的压缩波形
在脉冲压缩雷达系统中, 脉冲宽度为 T 的发射波形 1 T ,令 表 1 示雷达回波经脉冲压缩后的有效宽度 , 且 = B , 则 由( 4) 式可得: 往往在频率上或相位上被调制, 使得 B
图 1 脉冲调幅信号及其回波
R= c 2
( 5)
对比( 2) 式, 可知脉冲压缩雷达可用宽度为 T 的发
第5期
第 47 卷
波 ( FM ICW ) 的基本理论、 波形参数和处理方法 , 使 之成为高频地波雷达 OSM AR 2000 信号波形设计 的基础 . 至于 OSM AR2000 的天线技术另有专门 文章讨论 .
该式将距离分辨率与发射信号带宽联系起来, 其中 8 C = 3× 10 m / s 为自由空间光速 . 最大探测距离为 R max = 工作比( 占空比 ) 为 cT 2 ( 3)
文章编号 : 02539888( 2001)文必洋, 石振华, 田建生
雷达原理
1、MTI：动目标显示z基本原理：动目标显示雷达是在普通脉冲雷达基础上发展起来的。
这种体制的雷达能在杂波或噪声干扰背景中抑制固定干扰、探测运动目标信息。
其基本原理在于利用运动目标回波多普勒频移效应，借助固定目标回波同动目标回波经相检波输出的视频脉冲串在幅度上的差异，通过延迟对消实现动目标检测。
z功能：可在空对地、空对海、地对地场合发挥空中预警、目标指示或武器控制的功能。
z MIT信号的主要特征：（1）低重频，一般低于4KHZ（可保证无测距模糊）；（2）采用参差重频、脉组间变重频及重频分集技术（获得目标速度信息，克服盲速）；（3）载频主要分布于L、S波段；（4）有较高的雷达工作频率稳定度（为了提取动目标频移信息）；（5）脉冲重频稳定度高（为实现延迟对消）；2、PD雷达：脉冲多普勒雷达z基本原理：PD雷达是在MTI雷达的基础上建立起来的，比MTI有更强的杂波抑制能力，改善因子高达50-60dB，且具有普通脉冲雷达的距离分辨力及连续波雷达的速度分辨力。
PD雷达的PRF可分为高，中，低三种，其特点及用途也是根据PRF划分的。
一般而言，低重频PD雷达也就是MTI 雷达，所谓PD雷达主要指高，中重频的情形。
z功能：表 PD雷达的分类与功能分类 PRF范围 特点 功能高PRF 几十KHZ—几百KHZ 不存在速度模糊，但有距离模糊机载预警（高空）中PRF 10KHZ-20KHZ 存在速度模糊、距离模糊目标跟踪（近程低空）低PRF 不超过几KHZ 存在速度模糊，但没有距离模糊MTIz信号特征：(1) 信号为一组相干脉冲串,有高度的短期稳定性,无论工作频率,脉宽,脉位,脉幅要求苛刻.(2)PRI一般较高,大于5KHZ.(3)重频调变是其最大特点:重频参差、分段调频脉冲多普勒雷达在机载火控、机载预警、空中交通管制、导航、气象探测等 领域都己得到了广泛的应用，下面一一介绍其作为不同用途的信号特征差别: 1）机载火控目前世界上先进的战斗机火力控制雷达几乎毫无例外的都采用了PD体制。
雷达图像处理技术在飞机目标识别中的应用研究
雷达图像处理技术在飞机目标识别中的应用研究摘要：随着科技的不断进步和发展，雷达图像处理技术在飞机目标识别上得到了广泛应用。
本文旨在探讨雷达图像处理技术在飞机目标识别中的应用，并详细介绍雷达图像处理技术的基本原理、常见方法及其在飞机目标识别中的具体应用。
引言：飞机目标识别是军事和民用领域中一项重要的任务，对于如何准确、及时地识别飞机目标具有重要意义。
而雷达图像处理技术作为目标识别的重要手段之一，具有无人干扰、适应复杂环境等优势，已经成为飞机目标识别领域的研究热点之一。
本文将从雷达图像处理技术的基本原理、常见方法以及应用案例三个方面展开研究，旨在深入探讨雷达图像处理技术在飞机目标识别中的应用。
一、雷达图像处理技术的基本原理雷达图像处理技术是指利用雷达系统获取到的实时雷达图像进行分析和处理的技术。
其基本原理是通过发射无线电波，并接收目标反射回来的波形信号，进而利用信号处理的方法将雷达图像转化为可视化的图像。
雷达图像处理技术的基本原理包括以下几个方面：1. 波形传播：雷达系统通过发射无线电波，将波形信号传播到目标区域，并在目标上产生反射。
2. 信号接收：雷达接收到目标反射回来的波形信号。
3. 预处理：对接收到的信号进行预处理，包括滤波、放大等操作，以提高信号质量。
4. 图像处理：将预处理后的信号转化为可视化的图像，通过图像处理算法对图像进行分析和处理。
二、雷达图像处理技术的常见方法1. 目标检测与跟踪：目标检测是识别图像中是否存在目标的过程。
在雷达图像处理中，常用的目标检测方法包括Hough 变换、Canny边缘检测等。
目标跟踪是指对目标在连续帧图像中的位置进行跟踪，常用的方法包括卡尔曼滤波、粒子滤波等。
2. 特征提取与分类：在雷达图像处理中，通过提取目标的特征信息，如辐射特征、形状特征等，对目标进行分类识别。
常用的方法包括主成分分析(PCA)、支持向量机(SVM)等。
3. 目标识别与识别准确度评估：目标识别是指通过对雷达图像中目标的特征分析和模式匹配，将目标与背景区分开来。
雷达原理
噪声系数和噪声温度：
额定功率增益： 四端网络输出额定信号功率与输入额定信号功率之比，即
信噪比：信号与噪声功率之比
噪声系数：接收机输入端信噪比与输出端信噪比的比值。
Si为输入额定信号功率; Ni为输入额定噪声功率(Ni =kT0Bn); S0为输出额定信号功率;0为输出额定噪声功率。
目的：在雷达工作时，在雷达的作用范围内，通过适时适当地调整接收机的增益，使其输出的信号基本上稳定在所需的电平上，而不随目标的距离、接收机本身参数的变化而改变。种类：自动增益控制AGC，瞬时自动增益控制IAGC，近程增益控制STC自动增益控制AGC：在跟踪雷达中, 为了保证对目标的自动方向跟踪, 要求接收机输出的角误差信号强度只与目标偏离天线轴线的夹角(称为“误差角”)有关, 而与目标距离的远近、目标反射面积的大小等因素无关。为了得到这种归一化的角误差信号,使天线正确地跟踪运动目标, 必须采用自动增益控制(AGC)。近程增益控制STC：近程增益控制电路又称“时间增益控制电路”或“灵敏度时间控制(STC)电路”, 它用来防止近程杂波干扰所引起的中频放大器过载。匹配滤波器：
计算机图形显示主要优点：1、控制灵活，改动方便 2、可以实现比较复杂的功能电子束偏转方式：
随机扫描：用随机定位的方式控制电子束的运动。只要给出与位置(X,Y)相应的扫描电压(电流)，就可在荧光屏上的任意位置显示信息。光栅扫描：由在屏幕上一条接一条的水平扫描线构成，根据输入指令相应地增强某些部分的水平扫描线时，就可产生显示信息。雷达信息处理内容：
二次雷达方程：--目标上装有应答器
目标应答器收到雷达信号后，转发特定的应答信号。
特点：
1、雷达收到的回波信号只经过单程传播
气象雷达的波段
气象雷达的波段气象雷达是一种利用雷达原理进行气象观测和预报的设备，可以实时监测和探测大气中的降水和风暴活动。
气象雷达的波段是指雷达所使用的电磁波频段，不同波段的雷达具有不同的特点和应用场景。
气象雷达的波段通常分为X波段、C波段和S波段等。
X波段雷达具有较长的波长和较高的频率，能够有效地穿透大气中的降水和云层，广泛应用于短期天气预报和强对流天气监测。
C波段雷达波长适中，覆盖范围广，主要用于中期天气预报和降水现象的监测。
而S波段雷达是一种高频率、短波长的雷达，能够更精细地探测大气中微小的水滴和雾霾，具有较高的分辨率和灵敏度，被广泛应用于短时强降水和雷雨天气的监测。
气象雷达的波段选择对于雷达的性能和应用有着重要的影响。
不同波段的雷达在探测不同尺度和类型的降水和云层时表现出不同的优势。
比如X 波段雷达能够有效地穿透大气中的降水和云层，对强对流天气的监测效果较好；而S波段雷达则能够更加精细地探测小尺度的水滴和雾霾，对于短时强降水的监测有着较高的分辨率和敏感度。
除了以上几种常见的波段外，近年来还出现了一些新型的气象雷达波段，如K波段和W波段等。
K波段雷达主要用于对大尺度气象现象的监测，如台风和飓风等；而W波段雷达则是一种微波雷达，能够更精细地探测大气中微小的水滴和液态降水，对于大规模降水和暴雨的监测有着独特的优势。
在实际的气象观测和预报中，选择合适的雷达波段对于提高预报的准确性和精细度具有重要意义。
不同波段的雷达在不同场景下有着各自的优势和局限性，需要根据实际需求和应用场景进行选择。
未来随着雷达技术的不断发展和完善，各种新型的雷达波段将会不断涌现，为气象观测和预报带来更多的可能性和机遇。
让我们共同期待气象雷达技术的进一步发展，为更好地服务社会和公众做出更大的贡献。
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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雷达信号波形的基本类型
现代雷达根据其使命和技术体制的不同，分为预警雷达、火控雷达、制导雷达、导航雷达、成像雷达等多种类型。
但无论是哪种类型的雷达，其辐射信号波形都可以归为以下几种基本类型：调幅脉冲信号、线性调频和非线性调频脉冲信号、相位编码脉冲信号、连续波信号和调频连续波信号。
调幅脉冲信号是最常用、最简单、也是最重要的雷达信号之一，通常被称为常规脉冲雷达信号。
其数学表达式为
s(t)=Arect(t/T)ej2πft，其中A为信号幅度，T为脉冲宽度，f为
载波频率。
调幅脉冲雷达信号的波形如图2.3-3所示。
线性调频信号是一种具有大时宽带宽积的信号，可以通过非线性相位调制或线性频率调制获得。
由于线性调频信号可以获得较大的压缩比，因此在高分辨率雷达和脉冲压缩雷达等领域得到了广泛应用。
线性调频信号的数学表达式为
s(t)=Arect(t/T)ej2π[ft+μt^2/2]，其中A为信号幅度，f为载波频率，T为脉冲宽度，μ=B/T为信号的调频频率，B为调制带宽。
线性调频信号有正斜率和负斜率两种基本形式，其波形和频率变化关系如图2.3-4所示。
相位编码信号因其固有特性被广泛应用于脉冲压缩技术。
连续波信号和调频连续波信号则在雷达测距和测速等方面发挥着重要作用。
一般情况下，当带宽宽度积（BT）大于等于1时，线性
调频信号的特性可以用以下表达式表示：幅频特性为
S_LFM(f) = A/μ^2 rect[(f-f_0)/B]，相频特性为Φ_LFM(f) = -
πμ(f-f_0)^2/4，信号的瞬时频率为f_i = f_0 + μt (-T/2 ≤ t ≤ T/2)。
下图展示了带宽为1MHz，脉冲宽度为100μs的线性调频信号
的时域波形、幅度谱和相频谱。
相位编码脉冲信号属于“离散调制型”信号，其编码通常使用伪随机序列。
由于其主副比较大，压缩性能好，因此备受关注。
然而，相位编码信号对XXX频移比较敏感，只适用于多
普勒频率范围较窄的场合。
伪随机相位编码（PCM）信号的
复数表达式为S_PCM(t) = u(t)ej2πft = a(t)ejφ(t) + 2πft，其中u(t)为复包络，a(t)为幅度调制函数，φ(t)为相位调制函数。
对于二相信号，φ(t)只有0或π两种取值，可以用二进制序列表示。
如果二相编码信号的包络为矩形，则其复包络可以写成式
（2.3-8）。
其中T为子脉冲宽度，c_k为二进制序列。
在雷达系统中，常常需要使用相位编码脉冲信号。
这类信号常常使用巴克码和m序列等编码序列。
其中，巴克码是一
种较为理想的二元列码，具有较大的时宽带宽积和良好的相关特性。
巴克码的自相关函数可以表示为一个具有正负两种取值的序列。
虽然巴克码的长度有限，但是它仍然是一种很理想的编码压缩信号。
另一方面，m序列是由具有线性反馈特性的移存器产生的最长线性反馈移存器序列。
m序列的周期最长，因此在雷达系统中也经常被使用。
在巴克码中，目前已知的序列长度有2、3、4、5、7、11、13等。
其中，以13位巴克码最具有实用价值。
但是，巴克码
自相关函数的主副比等码长，即使13位巴克码的自相关函数
理论上也只有22.3分贝的旁瓣抑制。
因此，巴克码虽然是一
种较为理想的编码压缩信号，但是在实际应用中仍然需要注意其局限性。
除了巴克码和m序列之外，相位编码脉冲信号还可以使
用二相编码脉冲和四相编码脉冲等相位调制方式。
这些编码序
列和线性调频信号一起，成为脉冲压缩雷达经常使用的基本发射波形。
在具体应用中，我们可以根据需要选择不同的编码序列和相位调制方式，以满足实际需求。