雷达 第一节 最大探测距离及其影响因素
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第三章使用性能及其影响因素1--大连海事大学选修课-雷达与雷达模拟器讲解
第三章 雷达使用性能及其影响因素
§3.1 最大探测距离及其影响因素
• 考虑地球曲率，天线和目标的高度及大气的折射影 响，雷达所能观测的最大距离
R 2.23
h1
h1 h2
几何地平 1.93
光学地平 2.07 雷达地平 2.23
天线雷达地平
目标雷达地平
h2 雷达地平和最大探测距离
受大气因素的影响较大
§3.3最小作用距离及其影响因素
rmin1
…………
qv
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
二、影响因素
1、技术指标： 2、天线高度： 3、目标反射特性：
三、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
• 1）工作波长： – ①长：最大作用距离远；雨雪、海浪杂波干扰小。 – ②短：距离分辨力高；测距精度高；（天线尺寸一定， 水平波束宽度小）方位分辨力、测方位精度高。 • 2）峰值功率Pt：功率大，最大作用距离远，杂波干扰强。 • 3）脉冲宽度： – ①窄：最小作用距离近；距离分辨力、测距精度高； 杂波干扰小。 – ②宽：最大作用距离远。
技术指标的影响：
• 4）天线增益GA：越大对最大作用距离越有利。 • 5）天线水平波束宽度：越小，测方位精度、方位分 辨力越高；最大作用距离增加；雨雪海浪杂波干扰小。 • 6）天线垂直波束宽度： – ①小：最大作用距离远；雨雪海浪杂波干扰小。 – ②大：最小作用距离近。 • 7）脉冲重复频率F：高，增加最大作用距离，但受显 示器最大量程限制。 • 8）最小可辩功率Prmin：小，最大作用距离远；杂波 干扰大。 • 9）噪声系数N：越小，最大作用距离越远。
§3.1 最大探测距离及其影响因素
• 考虑地球曲率，天线和目标的高度及大气的折射影 响，雷达所能观测的最大距离
R 2.23
h1
h1 h2
几何地平 1.93
光学地平 2.07 雷达地平 2.23
天线雷达地平
目标雷达地平
h2 雷达地平和最大探测距离
受大气因素的影响较大
§3.3最小作用距离及其影响因素
rmin1
…………
qv
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
二、影响因素
1、技术指标： 2、天线高度： 3、目标反射特性：
三、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
• 1）工作波长： – ①长：最大作用距离远；雨雪、海浪杂波干扰小。 – ②短：距离分辨力高；测距精度高；（天线尺寸一定， 水平波束宽度小）方位分辨力、测方位精度高。 • 2）峰值功率Pt：功率大，最大作用距离远，杂波干扰强。 • 3）脉冲宽度： – ①窄：最小作用距离近；距离分辨力、测距精度高； 杂波干扰小。 – ②宽：最大作用距离远。
技术指标的影响：
• 4）天线增益GA：越大对最大作用距离越有利。 • 5）天线水平波束宽度：越小，测方位精度、方位分 辨力越高；最大作用距离增加；雨雪海浪杂波干扰小。 • 6）天线垂直波束宽度： – ①小：最大作用距离远；雨雪海浪杂波干扰小。 – ②大：最小作用距离近。 • 7）脉冲重复频率F：高，增加最大作用距离，但受显 示器最大量程限制。 • 8）最小可辩功率Prmin：小，最大作用距离远；杂波 干扰大。 • 9）噪声系数N：越小，最大作用距离越远。
船用雷达的使用性能及其影响因素
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
§3.4 距离分辨力及其影响因素
1、什么叫距离分辨力（△rmin）？
——表示雷达分辨同方位的两个相邻点物标的能力
要求：△rmin越小越好 2、△rmin大小
△rmin=（τ+ 1 / △f ）·C/2 + 2RD·d / D
[τ：脉冲宽度 ; RD：所在量程; △f ：接收机通频带； d： 光点直径； D：屏幕直径]
应选量程，使要测量回波位于1/2～2/3量程区域为宜
∵光点角尺寸较小，这里也说明QH↓越好。
• 另外说明：中心点测方位误差较小（角度扩大不影响）
2
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
§3.3 最小作用距离及其影响因素
1、什么是最小作用距离（rmin）？
——能在荧光屏上显示并测定物标的最近距离。 • 表示雷达探测近物标的能力。在此内区域——称为雷达
盲区
• 要求：rmin 越小越好
2、物标处在天线波束照射内情况
Ch3 船用雷达的使用性能及其影响因素
• 重点:航海雷达的使用性能及影响因素;航海 雷达的主要技术指标;影响雷达回波观测的 因素.
• 难点:航海雷达使用性能与技术指标的关系; 假回波的特点及识别.
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
Ch3 船用雷达的使用性能及其影响因素
2H 1 H 2 rmax
）
sin：0～1变化
∴ 0 ≤ r′max ≤ 2 rmax
船用雷达的使用指标
船用雷达的使用性能及其影响因素
雷达观测性能与观测技术
三、雷达观测性能与观测技术
• （二）最大探测距离及其影响因素
1、目标雷达探测地平
• 在标准大气折射条件下的雷达地平距离DR可用下式表示：
•
•
（n mile）
• 如果考虑到物标高度，在标
准大气条件下，则船用雷达的 最大探测距离Rmax。应为：
•
（n mile）
• 式中：H1——雷达天线（高出水面）的高度(m)；
H2——物标（高出水面）的高度(m)。
• 在实际使用中，遇到的环境条件不可能都符合标准大气
条件，从而使得雷达波在传播过程中发生异常折射情况。
• 1.次折射（又称欠折射或负折射） • 2.超折射（又称过折射）
2、目标雷达最大作用距离 指在自由空间中，雷达能够探测到目标的最远距离。
注：由上式可以看出，雷达发射功率越强，天线的增益越高，波长越 长，接收门限功率越小，目标RCS越大，目标的发现距离就越远。
2、安装最小观测距离 当雷达安装在特定的船舶上时，由于垂直波
束不能覆盖的区域而产生的雷达盲区，称为安 装最小观测距离Rmin2。
观测最小距离范围：hA cotθV ＜Rmin2 ＜hAcot(θV/2)
注：确定范围后，通过观测实际目标来确定安装最小观测距离。
3、结论和IMO性能标准
目标的雷达最小探测距离，即雷达的近距，雷达最小探测 距离取决于最小观测距离。
1、理论最小探测距离
Rmin= C/2（τ+τ'）
式中：C= 3×108 m/s(电波传播速度)； τ——发射脉冲宽度(µs)；
τ'——收发开关实际恢复时间（约0.1µs～0.3µs） 现代雷达的理论最小距离通常在30m之内。 结论：τ越窄，τ'越短（为此，旧收发开关管应及时更新），则 雷达最小作用距离越小，雷达探测近距离物标的能力越好。
• （二）最大探测距离及其影响因素
1、目标雷达探测地平
• 在标准大气折射条件下的雷达地平距离DR可用下式表示：
•
•
（n mile）
• 如果考虑到物标高度，在标
准大气条件下，则船用雷达的 最大探测距离Rmax。应为：
•
（n mile）
• 式中：H1——雷达天线（高出水面）的高度(m)；
H2——物标（高出水面）的高度(m)。
• 在实际使用中，遇到的环境条件不可能都符合标准大气
条件，从而使得雷达波在传播过程中发生异常折射情况。
• 1.次折射（又称欠折射或负折射） • 2.超折射（又称过折射）
2、目标雷达最大作用距离 指在自由空间中，雷达能够探测到目标的最远距离。
注：由上式可以看出，雷达发射功率越强，天线的增益越高，波长越 长，接收门限功率越小，目标RCS越大，目标的发现距离就越远。
2、安装最小观测距离 当雷达安装在特定的船舶上时，由于垂直波
束不能覆盖的区域而产生的雷达盲区，称为安 装最小观测距离Rmin2。
观测最小距离范围：hA cotθV ＜Rmin2 ＜hAcot(θV/2)
注：确定范围后，通过观测实际目标来确定安装最小观测距离。
3、结论和IMO性能标准
目标的雷达最小探测距离，即雷达的近距，雷达最小探测 距离取决于最小观测距离。
1、理论最小探测距离
Rmin= C/2（τ+τ'）
式中：C= 3×108 m/s(电波传播速度)； τ——发射脉冲宽度(µs)；
τ'——收发开关实际恢复时间（约0.1µs～0.3µs） 现代雷达的理论最小距离通常在30m之内。 结论：τ越窄，τ'越短（为此，旧收发开关管应及时更新），则 雷达最小作用距离越小，雷达探测近距离物标的能力越好。
《雷达基础知识》专题一：距离
《雷达基础知识》专题一：距离雷达系统的基本功能是可以探测目标并测量相关参数，包括目标的距离、速度和角度等。
下图显示了雷达系统的基本处理过程，包括发射机、天线、接收机、显示器等部分。
雷达系统的处理过程雷达发射机产生信号，放大后通过天线以电磁波的形式辐射出去，遇到物体反射的回波被天线接收，雷达想要探测的物体称为“目标”，而将其他物体的回波称为“杂波”。
天线接收到的信号经过放大并进行信号处理，获得目标信息后由屏幕显示出目标的距离、速度和方向等多维度的信息。
距离的探测由于电磁波的速度恒定为c=3*10^8m/s，那么若能测量出接收目标回波时刻相对于发射时刻的时间差t，那么就可以通过R=ct/2来计算目标距离。
脉冲宽度与最小探测距离对于单站脉冲体制的雷达，由于在发射信号时并不接收目标回波，因此存在一定测距的盲区，也就是雷达有最小探测距离。
距离盲区与发射的脉冲宽度相关，对于脉冲宽度1us对应150m 的距离盲区，对于稍大脉宽的信号将有太大的距离盲区，例如100us 的脉宽就有15km距离盲区。
当然，采用收发分置或者连续波雷达将会解决距离盲区的问题，但会带来例如隔离等其他问题。
PRF与最大不模糊距离脉冲重复频率(PRF)是脉冲重复间隔(PRT)的倒数，PRT=1/PRF。
它将直接影响最大不模糊距离，也就是目标的回波在当前PRF即可返回。
如果目标的雷达回波信号在下一个或下几个脉冲回波中才回来，那么就存在距离模糊。
我们可以通过参差PRF来解决，根据回波在不同PRF脉冲中位置的不稳定性来解模糊。
点此查看：解距离模糊的方法当然，对于相控阵雷达，通过灵活的波束指向控制以不接收先前脉冲的回波也可以解决距离模糊的问题。
占空比如上图，占空比是脉冲宽度与脉冲重复间隔(周期)的比值，等于脉冲发射的平均功率与脉冲峰值功率的比值。
从雷达方程可以看出雷达最大的探测距离是与发射机的输出功率直接相关的，最大发射功率通常是受限的，但是可以通过提高占空比来增加平均功率，从而增加探测距离。
雷达(幻灯片)(04)
一、影响因素（P79） 1 方位同步系统误差
第七节 测方位精度及其影响因素 (Bearing Accuracy)
边沿 扫描方向
扫描起点 (本船) O
真实距离 测量距离
岛 A
(c) 雷达图像
扫描线 C
CRT边缘
二、海面镜面反射(Sea Mirror Reflecton)的影响（P73）
r’max=2rmaxsin[（2πH1H2）/（rmaxλ）] 1）垂直波束分裂，低空目标时隐时现
2）r’max有时为零，有时为2rmax 3）最低波瓣离开海面，仰角θ=λ/（4H1） `
二、标准
利用固定距标圈和活动距标圈测量物标距离，
误差不能超过所用量程最大距离的1.5%或者70米 中较大的一个值。实际的测距误差还与干扰杂波 的强度、海况及使用者的技术有关。
三、操作注意（P79）： 1）调节好控钮 2）选好合适量程 3）核实测距装置精度 4）选择合适切点 5）选择合适顺序 6）选用宽的Δf、窄的τ 7）选择合适的目标
第八节 显示方式 一．相对运动（P.48）
1.H.U. RM(Head Up
Unstabilised Relative Motion) 1)图像特点: ①船首线指固定方位盘0度,测 得的方位是相对方位。
②本船前进时，扫描中心不动 ，物标作相对于本船的运动， 固定物标作与本船相等的速度 、相反的航向的运动。
t (Minimum Range)
r 1、定义（P75）：雷达清晰显示回波τ 的最近距离
2、影响它的因素 rmin1=c（τ+tr）/2
rmin2=hActgφ/2≈hActgkθv 弱回波时可为hActg（θv/2） 3、标准：
R
min1
第章雷达目标距离的测量
上述两种误差, 都是由雷达外部因素造成的, 故称之为外界 误差。无论采用什么测距方法都无法避免这些误差, 只能根据 具体情况, 作一些可能的校准。
图6.4 大气层中电波的折射
3. 测读方法误差
测距所用具体方法不同, 其测距误差亦有差别。 早期的脉 冲雷达直接从显示器上测量目标距离, 这时显示器荧光屏亮点 的直径大小、所用机械或电刻度的精度、人工测读时的惯性等 都将引起测距误差。当采用电子自动测距的方法时, 如果测读 回波脉冲中心, 则图6.3中回波中心的估计误差(正比于脉宽τ而 反比于信噪比)以及计数器的量化误差等均将造成测距误差。
式中，τ为距离分辨单元所对应的时宽。 当脉冲重复频率选定(即m1m2m3值已定), 即可按式(6.1.9a)
～(6.1.9c)求得C1、C2、C3的数值。只要实际测距时分别测到A1 、 A2、A3的值, 就可按式(6.1.8)算出目标真实距离。
2. “舍脉冲”
当发射高重复频率的脉冲信号而产生测距模糊时, 可采用“ 舍脉冲”法来判断m值。所谓“舍脉冲”, 就是每在发射M个脉冲 中舍弃一个, 作为发射脉冲串的附加标志。如图6.6(b)所示, 发 射脉冲从A1到AM, 其中A2不发射。与发射脉冲相对应, 接收到的 回波脉冲串同样是每M个回波脉冲中缺少一个。只要从A2以后, 逐个累计发射脉冲数, 直到某一发射脉冲(在图中是AM-2)后没有 回波脉冲(如图中缺B2)时停止计数, 则累计的数值就是回波跨越 的重复周期数m。
(6.1.6)
雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期Tr决定。为保证单 值测距, 通常应选取
Rmxa为被测目标的最大作用距离。 有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求, 例如在脉冲 多卜勒雷达或远程雷达, 这时目标回波对应的距离R为
图6.4 大气层中电波的折射
3. 测读方法误差
测距所用具体方法不同, 其测距误差亦有差别。 早期的脉 冲雷达直接从显示器上测量目标距离, 这时显示器荧光屏亮点 的直径大小、所用机械或电刻度的精度、人工测读时的惯性等 都将引起测距误差。当采用电子自动测距的方法时, 如果测读 回波脉冲中心, 则图6.3中回波中心的估计误差(正比于脉宽τ而 反比于信噪比)以及计数器的量化误差等均将造成测距误差。
式中，τ为距离分辨单元所对应的时宽。 当脉冲重复频率选定(即m1m2m3值已定), 即可按式(6.1.9a)
～(6.1.9c)求得C1、C2、C3的数值。只要实际测距时分别测到A1 、 A2、A3的值, 就可按式(6.1.8)算出目标真实距离。
2. “舍脉冲”
当发射高重复频率的脉冲信号而产生测距模糊时, 可采用“ 舍脉冲”法来判断m值。所谓“舍脉冲”, 就是每在发射M个脉冲 中舍弃一个, 作为发射脉冲串的附加标志。如图6.6(b)所示, 发 射脉冲从A1到AM, 其中A2不发射。与发射脉冲相对应, 接收到的 回波脉冲串同样是每M个回波脉冲中缺少一个。只要从A2以后, 逐个累计发射脉冲数, 直到某一发射脉冲(在图中是AM-2)后没有 回波脉冲(如图中缺B2)时停止计数, 则累计的数值就是回波跨越 的重复周期数m。
(6.1.6)
雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期Tr决定。为保证单 值测距, 通常应选取
Rmxa为被测目标的最大作用距离。 有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求, 例如在脉冲 多卜勒雷达或远程雷达, 这时目标回波对应的距离R为
雷达第一节最大探测距离及其影响因素
• 超折射经常发生在热带及非常炎热的大 陆附近，如红海、亚丁湾等海域。在平 静的天气里，炎热的大陆上空温暖而干 燥的空气团压向冷而潮湿的海面，即出 现“上热下冷”和“上干下湿”的情况 时，经常会发生这种超折射现象。
3．大气波导现象
• 当超折射现象特别严重时，会形成大气波导状传播，即雷达波被 大气折射向海面，再由海面反射至大气，再由大气折射向海面， 如此往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现 象，在这种情况下。雷达的探测距离将大大增加，在雷达屏上产 生二次扫描假回波。
超折射经常发生在热带及非常炎热的大陆附近，如红海、亚丁湾等海域。
在海平面上的温度为15℃，高度每升高305m，即降低2 ℃ ； 相对湿度为60％（不随高度变化）。 此时，雷达波束向下弯曲而会传播到更远的地方，雷达的探测距离较之正常折射时要远。红海、亚丁湾等海域。
• 1.在海平面上大气压力为1013hpa，高度 当超折射现象特别严重时，会形成大气波导状传播，即雷达波被大气折射向海面，再由海面反射至大气，再由大气折射向海面，如此
往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现象，在这种情况下。
每升高305m，即降低36hpa； 在标准大气折射条件下,船用雷达的“最大探测距离Rmax
雷达波通过大气时也要产生折射，在标准大气折射条件下能辐射到的地平范围，比上述二者都要大些，即雷达地平
雷达波通过大气时也要产生折射，在标准大气折射条件下能辐射到的地平范围，比上述二者都要大些，即雷达地平
雷达波通过大气时也要产生折射，在标准大气折射条件下能辐射到的地平范围，比上述二者都要大些，即雷达地平
2．超折射(又称过折射)
• 3.相对湿度为60％（不随高度变化）。 在标准大气折射条件下,船用雷达的“最大探测距离Rmax
2014第5章雷达作用距离
识别系数M
1
S Simin FkT0 Bn o N o min
Rmax
2 2 PG 2 2 4 4 PG t t 3 3 (4 ) Si min (4 ) kT0 Bn Fn ( S N )o min
1
5
灵敏度
，
即，在远场条件（平面波照射的条件）下，目标处每 单位入射功率密度在接收机处的单位立体角内产生的 反射功率乘以4π。 导电良好、各向同性的金属球，其σ为几何投影面积。 外形复杂的实际目标，不同照射方向有不同的σ值。
解： Pr
(4 )3 R0 2
2 2 PG t
4
2 2 PG t t (4 )3 R04
11
恒虚警
虚警概率一定时，发现概率Pd才随信噪比的增加 而增加，因此检测系统要求虚警保持一个恒定的 值；但随着噪声电压的变化，其包络振幅的概率 密度可能会发生变化，导致一定门限值的虚警概 率Pfa发生变化，从而使得在给定信噪比下得不到 所需的发现概率。所以，噪声电平变化时，系统 门限电平应相应变化以获得恒虚警。
2 2
1 4
1 4
E S S S r N N 0 Bn N 0 N 0
检测因子
噪声功率谱密度
E S r N o min N 0 o min
Rmax
2 2 4 4 PG Pt A2 t 3 2 (4 ) kT0 Bn Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0
1
1
E S D0 r N o min N 0 o min
检测目标信号所需的最小输出信噪比
能量形式的雷达方程
Et G Pt A Rmax 3 2 (4 ) kT0 Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0
1
S Simin FkT0 Bn o N o min
Rmax
2 2 PG 2 2 4 4 PG t t 3 3 (4 ) Si min (4 ) kT0 Bn Fn ( S N )o min
1
5
灵敏度
，
即，在远场条件（平面波照射的条件）下，目标处每 单位入射功率密度在接收机处的单位立体角内产生的 反射功率乘以4π。 导电良好、各向同性的金属球，其σ为几何投影面积。 外形复杂的实际目标，不同照射方向有不同的σ值。
解： Pr
(4 )3 R0 2
2 2 PG t
4
2 2 PG t t (4 )3 R04
11
恒虚警
虚警概率一定时，发现概率Pd才随信噪比的增加 而增加，因此检测系统要求虚警保持一个恒定的 值；但随着噪声电压的变化，其包络振幅的概率 密度可能会发生变化，导致一定门限值的虚警概 率Pfa发生变化，从而使得在给定信噪比下得不到 所需的发现概率。所以，噪声电平变化时，系统 门限电平应相应变化以获得恒虚警。
2 2
1 4
1 4
E S S S r N N 0 Bn N 0 N 0
检测因子
噪声功率谱密度
E S r N o min N 0 o min
Rmax
2 2 4 4 PG Pt A2 t 3 2 (4 ) kT0 Bn Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0
1
1
E S D0 r N o min N 0 o min
检测目标信号所需的最小输出信噪比
能量形式的雷达方程
Et G Pt A Rmax 3 2 (4 ) kT0 Fn D0 4 kT0 Bn Fn D0
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第一节 最大探测距离及其影响 因素
• 定义：在考虑地球曲率、天线高度、物 标高度及雷达电波传播空间大气折射影 响时的雷达可能观测的最大距离，称为 船用雷达的“最大探测距离”，又称 “极限探测距离”，以符号Rmax表示。
• 对于一个眼高h(m)的 测者来说，若不考虑 大气折射时，测者所 能看到的地平范围即 几何地平DG
在标准大气折射条件下,船用雷 达的“最大探测距离Rmax
• 式中：H1—雷达天线(高出水面)的高度(m)； • H2——物标(高出水面)的高度(m)。
异常折射
• 1．次折射(又称欠折射或负折射)
• 当气温随高度升高而降低的速率比正常大气 情况下变快，或相对湿度随高度升高而增大 时，会发生次折射现象，此时，大气的异常 折射会使雷达波束向上弯曲。这种情况可使 小船等物标的探测距离减小30％～40％。 • 次折射一般发生在极区及非常寒冷的大陆附 近，当大陆上空的冷空气移向温暖的海面上 空时，即出现“上冷下热”和“上湿下干” 的情况。发生这种现象的另一个条件是当时 的天气必须是平静的。
3．大气波导现象
• 当超折射现象特别严重时，会形成大气波导状传播，即雷达波被 大气折射向海面，再由海面反射至大气，再由大气折射向海面， 如此往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现 象，在这种情况下。雷达的探测距离将大大增加，在雷达屏上产 生二次扫描假回波。
高悬波导
• 当在平静的天气里，海面以上一定高度(如300 m) 上空出现一层温暖的反射层时(即存在逆温层时)， 那么将会发生另一种大气波导—，这种现象同样 会大大增大雷达探测距离。
• 在标准大气折射条件下， 测者能见到的地平范围 即光学地 平Dv，比 无折 射情况时有所增加 • 雷达波通过大气时也要 产生折射，在标准大气 折射条件下能辐射到的 地平范围，比上述二者 都要大些，即雷达地平
标准大气折射条件
• 1.在海平面上大气压力为1013hpa，高度 每升高305m，即降低36hpa； • 2.在海平面上的温度为15℃，高度每升高 305m，即降低2 ℃ ； • 3.相对湿度为60％（不随高度变化）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．超折射(又称过折射)
• 与上述发生次折射的情况相反，即当气温随高 度升高而降低的速度比正常情况下变慢，或相对 湿度随高度升高而减小时，则会发生超折射现象。 此时，雷达波束向下弯曲而会传播到更远的地方， 雷达的探测距离较之正常折射时要远。
• 超折射经常发生在热带及非常炎热的大 陆附近，如红海、亚丁湾等海域。在平 静的天气里，炎热的大陆上空温暖而干 燥的空气团压向冷而潮湿的海面，即出 现“上热下冷”和“上干下湿”的情况 时，经常会发生这种超折射现象。
• 定义：在考虑地球曲率、天线高度、物 标高度及雷达电波传播空间大气折射影 响时的雷达可能观测的最大距离，称为 船用雷达的“最大探测距离”，又称 “极限探测距离”，以符号Rmax表示。
• 对于一个眼高h(m)的 测者来说，若不考虑 大气折射时，测者所 能看到的地平范围即 几何地平DG
在标准大气折射条件下,船用雷 达的“最大探测距离Rmax
• 式中：H1—雷达天线(高出水面)的高度(m)； • H2——物标(高出水面)的高度(m)。
异常折射
• 1．次折射(又称欠折射或负折射)
• 当气温随高度升高而降低的速率比正常大气 情况下变快，或相对湿度随高度升高而增大 时，会发生次折射现象，此时，大气的异常 折射会使雷达波束向上弯曲。这种情况可使 小船等物标的探测距离减小30％～40％。 • 次折射一般发生在极区及非常寒冷的大陆附 近，当大陆上空的冷空气移向温暖的海面上 空时，即出现“上冷下热”和“上湿下干” 的情况。发生这种现象的另一个条件是当时 的天气必须是平静的。
3．大气波导现象
• 当超折射现象特别严重时，会形成大气波导状传播，即雷达波被 大气折射向海面，再由海面反射至大气，再由大气折射向海面， 如此往复，犹如在波导中传播一样，故又称之为“表面波导”现 象，在这种情况下。雷达的探测距离将大大增加，在雷达屏上产 生二次扫描假回波。
高悬波导
• 当在平静的天气里，海面以上一定高度(如300 m) 上空出现一层温暖的反射层时(即存在逆温层时)， 那么将会发生另一种大气波导—，这种现象同样 会大大增大雷达探测距离。
• 在标准大气折射条件下， 测者能见到的地平范围 即光学地 平Dv，比 无折 射情况时有所增加 • 雷达波通过大气时也要 产生折射，在标准大气 折射条件下能辐射到的 地平范围，比上述二者 都要大些，即雷达地平
标准大气折射条件
• 1.在海平面上大气压力为1013hpa，高度 每升高305m，即降低36hpa； • 2.在海平面上的温度为15℃，高度每升高 305m，即降低2 ℃ ； • 3.相对湿度为60％（不随高度变化）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．超折射(又称过折射)
• 与上述发生次折射的情况相反，即当气温随高 度升高而降低的速度比正常情况下变慢，或相对 湿度随高度升高而减小时，则会发生超折射现象。 此时，雷达波束向下弯曲而会传播到更远的地方， 雷达的探测距离较之正常折射时要远。
• 超折射经常发生在热带及非常炎热的大 陆附近，如红海、亚丁湾等海域。在平 静的天气里，炎热的大陆上空温暖而干 燥的空气团压向冷而潮湿的海面，即出 现“上热下冷”和“上干下湿”的情况 时，经常会发生这种超折射现象。