雷达 第二节 最大作用距离及其影响因素

2)物标形状、表面结构及入射波 方向的影响
(1)平板形物体 • 对光滑表面的物标，入射角等于90°时，全部 返回；当入射角不等于90 °时，不返回； • 对表面粗糙的物标,有小部分散射波返回雷达。 • 对由三个相互垂直的平面构成的“角反射器”， 只要雷达波在某一定角度范围内入射进角内， 则反射波将以完全相反的方向反射出来，故其 反射性能特别强。
• 3．大风浪时，海浪回波密集而变成分布在扫描中心 周围的辉亮实体。如果是幅度较大的长涌，可在屏 上见到一条条浪涌回波。 • 4．海浪回波的强弱还和雷达的下述技术参数有关： 1)工作波长：3cm雷达波受海浪影响比10cm雷达波 要大近10倍。 2)波束的入射角：天线垂直波束越宽或天线高度越 高，则雷达波束对海浪的入射角越大，因而海浪回 波则越强。 3)雷达波的极化类型：若采用水平极化天线发射水 平极化波，则要比用垂直极化波时减少海浪反射 l／4～1／10。 4)脉冲宽度和水平波束宽度：这两者的宽度较宽时， 则海浪同时反射面积大，因而海浪回波也强。
第二节 最大作用距离及其影响 因素
• 定义：一台雷达在一定的电波传播条件 下，对某一特定的物标，雷达能满足一 定发现概率时所能观测的物标最大距离 即为该雷达的最大作用距离，用符号 rmax表示，它表示雷达探测远距离目标 的能力。
一、雷达技术参数(技术指标) 及物标反射性能对rmax的影响
• 1．雷达技术参数的影响
3)物标材料的影响 • 物标的材料不同，其回波强度也不同。物标反 射强弱可用反射系数表示。反射系数是指反射 能量与入射能量的比值，反射系数取决于物标 材料的基本电特性，导电性能好的材料其雷达 波的反射系数也高。金属比非金属的反射强， 木质及玻璃钢的放射性能较差。 4)工作波长对反射性能的影响 • 目标的有效散射面积与雷达波长有关。对于尺 寸比雷达波长小很多的目标(如雨、雪)来说， 其有效散射面积与波长的4次方成反比，故3cm 雷达的雨雪干扰要比10cm雷达强得多。
• 3．一般的雾对雷达波的衰减较小，但能 见度为30 m的大雾对雷达波的衰减要比 中雨引起的衰减还要大。 • 4．大气中的云和雨雪，除了引起雷达波 衰减外，还将产生反射回波，扰乱屏幕 图像。其反射回波的强度除和雨雪的密 度、雨滴大小及云层的含水量大小等有 关外，还和雷达天线波束宽度 及脉冲宽 度等雷达技术参数有关。当雷达天线波 束宽度和脉冲宽度较宽时，雨雪和云的 反射回波强度将增大。
• 3)从雷达方程中还可看出， rmax 与GA 和 λ 的平方根成正比。 • 4)除了上述雷达技术参数外，显然雷达作用 距离还受到雷达极限探测距离的限制
2．物标反射性能的影响
• 物标反射雷达波性能的强弱显然会影响雷达的最大作用距 离。通常物标反射雷达波性能的强弱可用目标有效散射面 积来表示。目标有效散射面积的定义是：将物标看成各向 同性的等效散射体，它以相对于雷达波方向的截面积 ， 0 吸收发射波能量并无损耗地向四周均匀散射，使得在天线 处的反射功率通量密度与由该物标实际反射时等同，则称 为该物标有效散射面积。它表示物标对雷达波的散射能力。 实际物标的反射性能(即有效散射面积)与物标的几何尺寸 大小、形状、表面结构、入射波方向、材料及雷达波工作 波长等因素有关。
四、大气衰减的影响
• 大气衰减是指雷达波在大气层传播过程பைடு நூலகம்受 到大气吸收或散射导致雷达波能量的衰减。这 在大气中有雾、云、雨和雪等含水量增大时更 为严重。 • 其特点是： • 1．水蒸汽对3 cm雷达波的衰减比lO cm雷 达波大10倍多。 • 2．雨对雷达波的衰减随雨滴及密度的增 大而增加， 3 cm雷达波的衰减比对10 cm雷 达波大10倍左右，故雨天宜选用10 cm雷达。 •
(2)球形物体 • 球体反射性能很差，只有正对圆心的才 返回； (3)圆柱形物体 • 像烟囱、煤气罐、系船浮筒这类圆柱形 物标，则其水平方向的影响与球体相似， 垂直方向的影响则和平板一样； (4)锥体 • 像灯塔、教堂尖顶及锥形浮标这类锥形 物标的反射性能很差，只有当射束于母 线垂直时，效果与圆柱相同。
二、海面镜面反射对雷达最大 作用距离的影响
• 对海面低物标的探测能力，3 cm雷达要比10 cm雷达好。
• 若AB+BD-AD=2π*n rmax’=2 rmax • 若AB+BD-AD=π*(2n+1) rmax’=0 • 所以若存在镜面反射，作用距离有时为0， 有时等于无镜面放射的两倍；
三、海浪干扰杂波的影响
• 1．离本船越近，海浪反射越强；随着距离增 加，则海浪反射强度呈指数规律迅速减弱。一 般风浪时，海浪回波显示范围可达6nmile～8 nmile，大风浪时甚至可达10nmile。海浪回波 在雷达荧光屏上显示为扫描中心周围一片不稳 定的鱼鳞状亮斑。 • 2．海浪回波强度与风向有关，风向和海浪波 形关系如图1—3—14所示。海浪反射上风侧强， 显示距离远，下风侧弱，显示距离近。
• 1)物标尺寸对反射性能的影响 • 物标的尺寸越大，被雷达波束照射到的 面积越大，则回波越强 • 就宽度而言，若物标宽度比雷达水平波 束窄，则回波强度与其宽度成正比；反 之，则回波强度与目标总宽度无关。 • 就物标高度而言，一般物标高度与回波 强度成正比 • 就物标深度而言，物标的深度往往雷达 不能加以显示。
• 1)从雷达方程式可知，rmax与Pt的四次方根 成正比。因此，增加发射功率，最大使用距 离增加并不显著，况且增加发射功率，付出 代价大，不可取。 • 2 ) rmax 与 Prmin 的 四 次 方 根 成 反 比 ， 减 小 Prmin (即提高接收机灵敏度)可增加 rmax ， 但影响也不显著。