现代雷达系统

简介
根据雷达分机和雷达测 量方法分别介绍雷达的组成 和测量原理。前者包括雷达 发射机、雷达接收机、终端 显示和数据录取设备的组成、 基本工作原理及主要指标； 后者包括雷达的测距、测角 和测速的基本原理和各种实 现方法。
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信号检测与参数估计
雷达的基本任务是发现 目标并测定其坐标。通常目 标的回波信号中总是混杂着 噪声和各类干扰，而噪声和 各种干扰信号均具有随机特 性，在这种条件下发现目标 的问题属于信号检测的范畴， 而测定目标坐标则是参数估 计问题。
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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，又称为力范围，它决定于雷达的 最小可探测距离和最大作用距离，仰角和方 位角的探测范围雷达的探测范围。
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测量目标参数的精度
精确度的高低是以测量误差的大小来 衡量的。测量方法不同精确度也不同。误 差越小，精度度越高。雷达测量精确度的 误差通常可分为系统误差、随即误差。所 以往往对测量结果规定一个误差范围。
脉冲压缩雷达体制，它采用宽脉冲
发射以提高发射的平均功率，保证
足够的最大作用距离，而接收时则
采用相应的脉冲压缩方法获得窄脉
冲，以提高距离分辨力，因而较好
地解决作用距离和分辨力之间的矛
盾。
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合成孔径成像雷达
深入了解合成孔径成 像雷达的原理、多普勒分 辨理论、脉冲压缩技术、 雷达信号模型、非聚焦合 成孔径雷达和聚焦合成孔 径雷达成像处理方法。
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雷达基本组成
发射机 天线 接收机 数据采集 显示 定时 信号处理 控制系统 通讯系统
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发射机 电源
收发开关 定时
传
输
控制
接收机
数据采集
信号处理
通讯
雷达原理框图
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显示 操作员
雷达发射机（1）
雷达发射机工作原理：
振荡源
脉冲调制器
功率放大
电源
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雷达发射机（2）
雷达发射机主要指标：
1. 工作频率或波段 2. 输出功率 3. 效率 4. 信号形式 5. 信号频谱纯度
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雷达发射机（3）
雷达发射机分类：
使用器件
工作方式
真空电子管发射机 单级振荡式发射机
晶体管固态发射机 主振放大式发射机
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雷达发射机（4）
磁控管发射机：
磁控管
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调制器
雷达发射机（5）
行波管发射机：
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雷达发射机（6）
固态发射机：
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雷达天线（1）
雷达天线的工作原理：
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雷达天线（2）
雷达天线的主要指标：
1. 方向图 2. 增益 3. 带宽 4. 极化 5. 副瓣电平
1. 角度信息处理 2. 距离信息处理 3. 速度信息处理 4. 目标特性处理 5. 综合信息处理
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雷达定时
1. 雷达工作的中枢神经 2. 参数测量的基础 3. 信号产生的源头
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雷达控制系统
1. 目标跟踪功能 2. 天线控制功能
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雷达通讯系统
1. 指令传递 2. 数据传递
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雷达基本指标（1）
战术指标 技术指标
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雷达基本指标（2）
战术指标：
1. 雷达的探测范围 2. 测量目标参数的精度 3. 分辨力 4. 数据率 5. 抗干扰能力 6. 工作可靠性 7. 体积和重量 8. 功耗及展开时间 9. 测量目标坐标或参数的数目
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分辨力
分辨力是指对两个相邻目标的区分能力。 两个目标在同一角度但处在不同距离上，其 最小可区分的距离称为距离分辨力；两个目 标处在相同距离上，但角位置有所不同，最 小能够区分的角度称为角分辨力。
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数据率
数据率是雷达对整个探测范围完成一 次探测所需时间的倒数。也是单位时间内 雷达对每个目标提供数据的次数，它表征 雷达的工作速度。
雷达接收机主要指标：
1. 灵敏度 2. 频带宽度 3. 动态范围 4. 滤波特性 5. 频率稳定度
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雷达接收机（3）
雷达接收机分类：
1. 直接混频方式 2. 前级放大方式
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雷达数据采集
1. 数据采集 2. 数据存储 3. 数据形成 4. 高速数据采集
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雷达数据后处理
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目标分辨与模糊函数
设计和研究雷达波形的 主要数学工具是模糊函数。 模糊函数最初虽由分辨问 题引出，但是它不仅能描 述雷达信号的分辨特性和 模糊度，还可以描述由雷 达信号决定的测量精度和 杂波抑制特性。
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脉冲压缩
近年来，从改进雷达体制方面
来扩大作用距离和提高距离分辨力
方面已有很大进步。这种体制就是
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电磁波特性（1）
光波特性 牛顿的光微粒学说 惠更斯的光波动学说
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电磁波特性（2）
光波特性 光的量子学说 麦克斯韦尔理论
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电磁波特性（3）
电磁波特性 方向性 直线性
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电磁波特性（4）
电磁波产生
λ=C/f
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电磁波特性（5）
电磁波与物体的作用 反射 透射 吸收
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方位向方向图 现代雷达系统
高低向方向图
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雷达天线（3）
雷达天线的分类： 1. 直接辐射类型 2. 间接反射类型
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雷达接收机（1）
雷达接收机组成：
高频输入
接收机 保护器
低噪 高放
混频器
中频 放大
检波
显示 视放
本振
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雷达接收机（2）
1. 目标斜距的测量 2. 目标角位置的测量 3. 相对速度的测量 4. 目标尺寸和形状的测量
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雷达概念（2）
雷达方程
S1 S2 Pr
G Pt 4 R 2
S1 4 R 2
A eS 2
P tG A e (4 )2 R 4
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电磁波特性（6）
电磁波传输
空气中传输
天线
微波传输线中传输
波导, 电缆
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电磁波频段
1. 功率 2. 穿透能力 3. 设备体积 4. 系统性能
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雷达概念（1）
Radio Detection and Ranging