雷达 最大探测距离及其影响因素
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
§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。
影响雷达正常观测因素
B、海浪干扰回波特点与影响因素
海浪干扰回波强度随着距离的增加按指数规律迅速减 弱，密度稀疏。上风舷方向回波强，下风舷方向回波 弱。
另外，雷达工作波长短、发射脉冲宽度宽、天线高、 天线水平波束宽、天线转速慢，海浪回波强。
C、观测技术：使用海浪抑制（STC)及其他辅助措施--选 用窄脉冲、S雷达、高转速天线等。
（三）雷达假回波 1、间接反射假回波（特点） 1）出现在阴影扇形区 2）方位为障碍物方位，距离为二者和 3）回波强度弱，有畸变 4）假回波移动不合理
2.多次反射回波 雷达波在本船和正横附近距离强反
射体之间多次往返反射，均被雷达天线 接收而产生的假回波，称为多次反射回波。
3.旁瓣回波：由天线波束的旁瓣扫到近处强反射体所产生的 假回波，称为“旁瓣回波”。如果天线尺寸较小，辐射窗 口损伤或表面不清洁，旁瓣回波会频繁发生。
2、气象与雨雪干扰
1）雷达波大气传播特点 造成雷达波能力衰减，与降水量成
正比，并随波长减小而增加--使用10cm 雷达。
2）雨雪干扰回波特点与影响因素 较小的雨雪：无明显边缘的疏松棉絮 状亮斑区 强降水雨雪：辉亮状回波 另外，雷达工作波长越短、脉冲宽度越宽、天线波束越宽，雨雪 反射越强。
3）降水条件下雷达观测技术 使用抑制雨雪干扰控钮；选用发射窄脉冲、S波段雷达。
2、次折射：与超折射相反的天气条件，使雷达波束向空 中弯曲的现象。使探测距离比标准折射降低。一般发 生在极区及非常寒冷的大陆附近。
（二）雷达杂波干扰
1、海况与海浪干扰 A、平静海面：对雷达最大作用距离的影响（镜面反射）
对空中点状物标（如低空飞机），回波时强时弱或时 隐时现；对大型目标回波影响不大。
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
二次雷达作用距离及影响因素分析
二次雷达覆盖范围及影响因素分析民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清1 引言航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。
二次雷达覆盖范围是一项重要指标，这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。
影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的，雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。
本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。
2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。
二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线，飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。
询问距离要想达到最大，条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。
询问信号作用距离的公式为2/1min I I I I Imax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，其中，I λ为询问信号波长，这里为0.291m ，I P 为询问信号功率，典型值为2000瓦，I G 为询问信号增益，典型值为27dB ，即天线增益为501，'I G 为应答机天线的接收增益，因为应答机天线为全向天线，所以天线增益为1，'min P 为应答机的灵敏度，即最小可检测信号，典型值为-71dBm ，即79.4×10-12w 。
经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。
应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号，应答信号作用距离的公式为2/1min R R R R Rmax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，R λ为应答信号波长，0.275m ，'R P 为应答信号功率，典型值为251W,24dBW ，R G 为雷达接收增益，27dB ，'R G 为应答频率应答机天线增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。
《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
二次雷达作用距离及影响因素分析
二次雷达覆盖范围及影响因素分析民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清1 引言航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。
二次雷达覆盖范围是一项重要指标，这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。
影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的，雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。
本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。
2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。
二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线，飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。
询问距离要想达到最大，条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。
询问信号作用距离的公式为2/1min I I I I Imax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，其中，I λ为询问信号波长，这里为0.291m ，I P 为询问信号功率，典型值为2000瓦，I G 为询问信号增益，典型值为27dB ，即天线增益为501，'I G 为应答机天线的接收增益，因为应答机天线为全向天线，所以天线增益为1，'min P 为应答机的灵敏度，即最小可检测信号，典型值为-71dBm ，即79.4×10-12w 。
经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。
应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号，应答信号作用距离的公式为2/1min R R R R Rmax 4⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡''=P G G P R πλ，R λ为应答信号波长，0.275m ，'R P 为应答信号功率，典型值为251W,24dBW ，R G 为雷达接收增益，27dB ，'R G 为应答频率应答机天线增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。
雷达 第二节 最大作用距离及其影响因素
(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。
.
.
.
.
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。
• 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。
•
.
• 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。
• 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。
雷达最大不模糊距离公式
雷达最大不模糊距离公式
雷达最大不模糊距离公式是指雷达在特定频率下，能够探测到的最远距离，而不会出现距离模糊的现象。
这个公式常常被用于雷达系统的设计和性能评估中。
雷达最大不模糊距离公式的计算方法如下：
最大不模糊距离 = 光速 / (2 * 频率 * 脉宽)
其中，“光速”表示光在真空中传播的速度，约为3*10^8米/秒；“频率”表示雷达发射信号的频率，单位为赫兹；“脉宽”表示雷达发射的脉冲的宽度，单位为秒。
这个公式的意义是，当雷达发射的脉冲宽度比较窄时，就可以探测到距离较远的目标而不产生距离模糊的现象。
因此，如果我们要增大雷达的最大探测距离，就需要增加雷达发射信号的频率或者减小脉冲宽度。
需要注意的是，除了雷达本身的性能参数外，还有其他因素也会影响雷达的探测距离，例如天气条件、目标反射特性等。
因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，进行准确的雷达系统设计和性能评估。
- 1 -。
08 雷达使用性能
④工作波长： 工作波长： 尺寸<<λ： 尺寸 ： 尺寸>>λ： 尺寸 ： 实际物标有效散射面积很难用上式计算
目 标 小型货船 中型货船 大型货船 拖网渔船 快 艇 有效散射面积 （ｍ2） 1．4×102 7．4×103 1．5×104 750 100 目 标 有效散射面积 （ｍ２） 37～140 150 7500 15000 14000
潜艇（在水面） 小型运输舰 中型运输舰 大型运输舰 巡洋舰
对最大作用距离的影响（ 二、海面镜面反射 对最大作用距离的影响（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） 所以对海面低物标的探测能力 3cm雷达比10cm雷达好
1 2
• Target shape, texture, size, atmospheric condition and radar frequency shall influence the range.
Geometric horizon 1.93 Optical horizon 2.07
h1
Antenna radar horizon Target radar horizon
三、海浪干扰 (Sea Clutter)（P73） （ ）
1）特点： ）特点： 减弱，一般为6~8海里，大时 海里， ①近时强，距离增加时以1/r4减弱，一般为 近时强，距离增加时以 海里 海里。 达10海里。 海里 ②上风舷强。 上风舷强。 ③一般为扫描中心附近鱼鳞状亮斑，大风浪呈亮盘。长涌 一般为扫描中心附近鱼鳞状亮斑，大风浪呈亮盘。 为条状回波。 为条状回波。 ④强度还与雷达技术指标有关： 强度还与雷达技术指标有关： a：λ ： b：入射角 ： c：极化类型:水平极化波较垂直极化波干扰小 ：极化类型 水平极化波较垂直极ar horizon 2.23
雷达 第二节 最大作用距离及其影响因素PPT课件
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。
.
3
8
(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。
.
• 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
.
4
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 ，
.
19
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中受 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
雷达--------探测距离、分辨力、距离精度、方位精度、抗干扰力
雷达--------探测距离、分辨⼒、距离精度、⽅位精度、抗⼲扰⼒雷达的技术指标⼤致包括其探测距离、分辨⼒、距离精度、⽅位精度、抗⼲扰⼒等。
下⾯就详细介绍⼀下各项技术指标。
1、探测距离关于探测距离⾸先先从来了解⼀下雷达⽅程的简单⾏式。
（1）上式中右侧第⼀项表⽰的是增益为Gt的天线辐射功率为Pt在离雷达距离R处的功率密度。
右侧第⼆项的分⼦σ是⽬标截⾯积（平⽅⽶），是⽬标返回雷达⽅向的能量的度量；分母表⽰回波信号能量在返回向雷达的途径上随距离的发散程度（为⽬标截⾯积）。
这两项相乘得到的是每平⽅⽶上返回雷达的功率。
Ae称为有效孔径⾯积。
Pr为接收功率。
所以求得的雷达的最⼤作⽤距离应为接收功率Pr等于雷达最⼩可检测信号Smin时雷达的探测距离。
所以：（2）其中与发射增益Gt⼀样还有接收天线增益Gr。
⽽接收天线增益Gr与有效孔径⾯积Ae的关系为：（3）将3式代⼊2式中可得：（4）其中λ为雷达的信号波长。
上式中的Smin受噪声以及系统的限制。
可表⽰为：（5）其中k为玻尔兹曼常数，T0为噪声温度。
B为接收系统等效带宽。
Mn为识别系数。
Ls是系统损耗。
Nf为噪声系数。
2、分辨⼒包括距离分辨⼒和⽅位分辨⼒：距离分辨⼒：主要取决于码元宽度、码元宽度⼜取决于编码调制速率。
⽅位分辨⼒：与天线的⽅位波束宽度有关。
（对于⾮合成孔径雷达，⽅位分辨⼒仅取决于天线波束宽度。
当两个⽬标同时在波束内⽽且距离相等，雷达并不能判定⽬标数量，于是只能认为探测到⼀个⽬标。
天线孔径越⼤，这个指标越⾼，天线尺⼨越⼤）。
3、距离精度引起距离误差的误差源有热噪声、⽬标闪烁误差、码元前后沿抖动、距离标定误差、接收通道延迟变化、零点漂移等，其中主要是热噪声误差。
a）数据量化误差，由量化引起的误差为：R M--------最⼤探测距离，Q--------计算机字长。
b)脉冲抖动由信号发⽣器输出的定时同步脉冲抖动引起的测距误差c为光速，最⼤脉冲抖动量。
c)距离时钟量化fc为距离时钟频率。
雷达流速计波束最大距离
雷达流速计波束最大距离
雷达流速计是一种流量测量仪器，通常用于测量液体或气体的流速。
它是一种非接触式的测量方法，使用电磁波测量流体中的运动速度，并根据流量计算流速。
雷达流速计的工作原理是通过向流体发射微波信号，然后测量信号的反射时间来计算流体的速度。
当微波信号与流体接触时，一部分信号被反射回来，这种反射称为回波。
雷达流速计会测量回波的时间差，然后将其转化为流体的速度。
雷达流速计的波束最大距离通常取决于雷达的发射功率和接收
灵敏度。
发射功率越大，波束能够达到的距离就越远，因为信号强度足以穿透更多的流体。
与此同时，高灵敏度也可以提高波束的最大距离，因为它可以检测到较弱的回波信号。
总的来说，雷达流速计的波束最大距离通常为几十米到数百米。
这种测量方法非常适合在高温、高压、高粘度以及带有颗粒物质的液体或气体中进行流量测量。
它具有高精度、高稳定性和长期运行的优点，被广泛应用于化工、石油、制药和食品等行业。
- 1 -。
影响Raytheon雷达距离精度和方位精度的因素分析
４４影响Raytheon 雷达距离精度和方位精度的因素分析刘新国（民航山东空管分局，山东济南250107）摘要：分析影响设备距离精度和方位精度的因素，提高设备性能。
以测距和测方原理为依据，从雷达脉冲形状、天线波束形状、电磁波在大气的传输、接收机噪声、信号处理等方面，定量分析了各个因素影响的程度。
接收机噪声对雷达的方位精度影响最大，脉冲前沿的抖动和大气的反射、折射对测距精度影响最大。
降低接收机的整体噪声，提高方位精度；同时将脉冲前沿做的尽量小，最理想情况下为方波，对反射做误差修正，提高测距精度。
关键词：距离精度；方位精度；零值深度；信噪比；IAU ；脉冲测角；延时中图分类号：TN957.51文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2019）02-0044-020引言《空中交通管制二次监视雷达设备技术规范》对雷达的性能要求做出了明确规定，这些参数包括覆盖范围、距离参数、方位参数、代码的有效性、目标处理能力、抗干扰能力等。
其中距离精度和方位精度分别作为距离参数和方位参数的组成部分，是雷达性能的重要指标。
技术规范要求测距精度不应大于29m 。
测角精度不应大于0.05°。
测距精度和方位精度的好坏直接影响了飞机的定位精度，如果误差偏大，会影响自动化终端的多雷达融合，产生DUP 告警，影响飞行安全。
1雷达三要素要测量飞机在空中的具体位置，需要三维信息。
斜距R ：雷达到目标的直线距离OP 。
方位ｓ～0.ls ～0.lt 1；同时，计数脉冲频率稳定性大幅度降低；导致距离量化误差t 1消除。
基于晶体振荡器，能够确保频率的稳定度，其整体稳定度最高能够控制在10-6－10-7，从而进一步降低计数脉冲因不稳定导致出现的误差。
通过对计数器时钟频率f 的提升，能够进一步降低距离量化误差。
2.4接收机系统噪声引起的误差天线接收的高频微弱回波信号经低噪声高频放大器放大后，送入混频器的一个输入端。
在雷达接收机的输出端，微弱的回波信号总是和系统内部噪声及其他干扰混杂在一起的，信号检测就是在这些杂乱的信号中选出有用信号进行后级处理。
激光雷达量程参数
激光雷达量程参数激光雷达（Lidar）是一种利用激光技术进行测距和测量的传感器。
它广泛应用于无人驾驶、机器人导航和地图制作等领域。
激光雷达的量程参数是指其能够测量的最大距离和最小测量范围。
1. 最大测量距离激光雷达的最大测量距离通常由其发射功率和激光束的展宽角度决定。
发射功率越大，激光束的能量越强，能够测量的距离就越远。
而激光束的展宽角度越小，激光束的能量就能够更集中，从而能够达到更远的距离。
一般而言，激光雷达的最大测量距离可以达到几百米甚至几千米。
2. 最小测量范围激光雷达的最小测量范围取决于其发射和接收装置的性能。
发射装置产生的激光脉冲需要足够短，并且能够在最小测量范围内形成一个清晰的回波信号。
接收装置需要具备高灵敏度和高分辨率，以便能够准确地测量回波信号的时间和强度。
一般而言，激光雷达的最小测量范围可以达到几厘米甚至更小。
3. 量程参数的影响因素激光雷达的量程参数受多种因素的影响。
首先，大气介质对激光束的传播会产生一定的衰减和散射，从而限制激光雷达的最大测量距离。
其次，目标的反射率和表面特性也会影响激光雷达的测量范围。
对于较暗或具有强烈反射的目标，激光雷达可以测量的距离较远；而对于较亮或具有弱反射的目标，激光雷达的测量范围会相应减小。
4. 量程参数的应用激光雷达的量程参数对于不同应用有不同的要求。
在无人驾驶领域，激光雷达需要具备较长的最大测量距离，以便能够及时发现前方障碍物并做出相应的决策。
而对于机器人导航和地图制作等应用，激光雷达则需要较高的测量精度和较小的最小测量范围，以便能够获取更加准确和详细的环境信息。
总结起来，激光雷达的量程参数是指其能够测量的最大距离和最小测量范围。
这些参数受到多种因素的影响，如发射功率、激光束展宽角度、大气介质、目标反射率和表面特性等。
不同的应用对激光雷达的量程参数有不同的要求，需要根据具体的应用场景选择适合的激光雷达产品。
激光雷达的发展将进一步推动无人驾驶、机器人导航和地图制作等领域的发展，为人们创造更加智能和便利的生活。
雷达 第二节 最大作用距离及其影响因素
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• 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。
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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中受 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。
但影响也不显著。
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• 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
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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 ，
• 1．雷达技术参数的影响
• 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 ，
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。
雷达探测距离
雷达探测距离最大探测距离1．定义：最大探测距离Rmax是考虑地球曲率、天线高度、目标高度、电波折射时，雷达观测的最大距离。
最大作用距离rmax一、几种常见回波特性1．船舶回波范围：万吨船：10～16海里，救生艇：2海里2．浮标：增设角反射器，增强反射能力3．冰山：葫芦形冰山反射能力最差4．孤立小岛：定位好5．陡岸、岬角：定位导航用6．过江电缆：回波是一个点回波7．快速目标：回波是跳跃式回波（一串回波点，亮度较暗）8．平板形物体：光滑表面（如大建筑物的墙、礁石、冰山、沙滩及泥滩的斜面、没有植物覆盖的山坡等）：垂直入射波将全部返回，如入射角不是垂直方向，则反射波偏离雷达而去。
9．粗糙表面（如断裂成很多面的断崖峭壁、覆盖有树林灌木或鹅软石的斜丘等）：则不管入射角如何，仍有部分散射波返回雷达。
10．球形物体：反射性能很差，表面光滑者尤其如此。
11．圆柱形物体：如烟囱等，其水平方向的影响与球体相似，垂直方向与平板相似。
12．锥体：反射性能很差，只有雷达波与其母线垂直时，其反射性能才与圆柱形物体相似。
13．不同材料：导电性能好的材料其雷达波的反射系数也高。
l 最小作用距离rmin最小作用距离分为二种：rmin1、rmin2（要搞清楚两者与什么因素有关）rmin1与上图中所标注的因素有关。
rmin2与收发开关的恢复时间△t有关，还与脉冲宽度τ有关。
rmin1，rmin2取最小值为rmin，最小作用距离又称盲区。
观测法：雷达观测近距离内逐渐靠扰的小船，测出其亮点消失的距离即为盲区。
大气折射1.超折射2.次折射3.大气波导。
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• 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；
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。
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。
• 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。
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
• 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）。
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)