船用雷达 详细介绍课件

p↑→
杂波
天线旁瓣干扰
5.脉冲波形：发射脉冲的包络
故障
理想脉冲: 矩形
波形：
实际波形:
u
1
tt: 前沿上升时间 0.9
0.1~0.2τ
1）越接近矩形，能量越大，
Δu
作用距离越远
2）前沿越陡，测距精度越高
tf: 后沿下降时间
3）后沿越陡，距离分辨力
0.2~0.4τ
0.1
Δu: 顶部波动值
0
t
越高
2~5%
周期T （=1/F）> 根据量程需要选择时间基准
随量程改变：近量P程PT学，习交高流 F；远量程，低F
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4.发射功率：指峰值功率，一般3~75 kW
1）峰值功率 pt: 在脉冲持续时间内的平均功率 2）平均功率 Pm: 一个脉冲重复周期内输出功率的平均值
3）二者关系
R max
p =p t m tT
二、雷达单元构成
1、三单元雷达：
收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关）
显示器、天线、中频电源
2、二单元雷达：
天线收发机、显示器、中频电源
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三、雷达传感器与IBS
现代雷达 IBS的重要组成部分 定位、导航、避碰
主要传感器
雷达 罗经 计程仪 GNSS AIS ECDIS
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触发脉冲产予调制器 生器
组成：脉冲调制器（预调制器、调制器）
磁控管振荡器
电源（低压、高压）
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二、发射机技术指标
1.工作频率（波长） ：超高频（正弦波）的频率范围
即船用雷达 磁控管工作频率
S 波段：λ＝10 cm; f=2 900~3 100 MHz 如：3 050 MHz X波段 : λ＝3 cm; f=9 000~9 500 MHz 如：9 375 MHz
船舶导航雷达
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第一章 雷达基本工作原理
引言
Radar —Radio detection and ranging —无线电探测和测距
雷达：发射微波脉冲
探测目标回波
测定目标信息
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第一节 雷达测距与测方位原理
源自文库
岛屿
90° 本船
245°
目标船
岛屿
海图平面
270
雷达不能探测目标的背面，因 此目标的后沿是不可见的.
天气好: X band; 天气坏(雨/雪) : S band
2.脉冲宽度（τ）：发射脉冲的持续时间。
一般τ= 0.04~1.2μs
随量程改变：近量程，窄脉冲；远量程，宽脉冲
τ↑→Rmax↑
τ↓→
距离分辨率 海浪/雨雪 杂波
盲区
3.脉冲重复频率（F）：每秒钟发射的脉冲数 500 ~ 4 000 Hz
2）阳阴极间加高压电场：阳极接地，阴极加万伏高压
3）必须加永久恒定强磁场
4）输出负载阻抗匹配，保PPT证学习功交流率和频率稳定
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4.磁控管的检查：
万用表欧姆档测灯丝阻值：其阻值接近于0（几个欧姆）正常 兆欧表检查阳阴极之间绝缘电阻：其值应大于200
5.使用注意事项
1）阴极充分预热3~5分钟，暂时不用只关高压 2）保护磁性，严禁敲打，铁磁物相距大于10 cm 3）防高压触电，防电磁辐射，带电检查需两人在场 4）波导天线连接要良好且水密防变形，禁拆波导开高压 5）新管或长期不用（大于6个月 ）的使用前应进行老练，
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量程: 12 nm
Fig. 距离与方位测量
本船
目标
Δt＝123.5 μs
0 方向扫描
扫描线 HL
回波 (10 nm)
90 方位标志
EBL
180 雷达平面
固定距标圈 荧光屏边缘
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第一节 雷达测距与测方位原理
一. 雷达测距原理
1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播 遇物标能良好反射
2、发射机：在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲 ——微波脉冲、发射脉冲、雷达波
3、收发开关：
发射时，关闭接收机，大功率射频脉冲送天线； 接收时，接通接收机，微弱回波能量送接收机。
4、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束
集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来
的雷达波（回波）P送PT学接习交收流 机。
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第二节 雷达的基本组成、作用
5、接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合
显示器要求。
V 几十V
6、显示器：平面位置显示器（PPI）。显示与测量目标，目标 回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上； 且配有测量系统供随时测量。
7、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。 400 ~ 2000 Hz
只接收此方向上的目标的反射回波
2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围
物标的方位——天线PP的T学习方交流向即目标的方向
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第
天线 方位与
二
触发器
收发机
船首线
节
回波
显示器
雷
ARPA
达 Fig1-2(1)
基
本
微波传输线
天线
T/R
组
发射脉冲
回波 T/R
成
发射机
触发器
接收机
、
作
电源
回波 船首线 方位
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第二章 船用雷达设备
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第一节 雷达发射机（Transmitter）
一、组成部分及作用
至显示器 至接收机
脉冲调制器
触发脉冲 产生器
予调制器
调制器
发射机
至天线
磁控管
特高压 调制器
磁控管
低压 电源 来自电源
发 射 开 关
延 时 开 关
门 开
特高压 电源
关
雷达发射机
收发 开关
门开关 至接收机
tr
tf
脉冲波形PPT学习交流
4）顶部越平坦，发射功率和
频率越稳定
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第一节 雷达发射机（Transmitter）
三、磁控管振荡器
1.作用：产生大功率超高频微波振荡（正弦波） 2.组成：阴极和灯丝、阳极、输出耦合系统、磁铁
作用空间 阳极 输出环
阴极 谐振腔
3.工作条件：
磁控管结构
1）灯丝加6.3 V交流电压，加热阴极使其发射电子
2、测距公式：R = 1/2·C × t
Δt ： 往返于天线与目标的时间
C: 电磁波在空间直线传播速度 C = 3×102 m/ s
如△t = 1μs，则，R = 150 m；对应于1 nm 距离， △t ＝12.35 μs
荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离
二. 雷达测方位原理
1、利用收发定向天线 ，只向一个方向发射雷达波且
Receiver
Transmitter
用 船电
显示器
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Fig1-2 (2)
第二节 雷达的基本组成、作用
一、基本组成七部分及作用：
1、定时器（触发电路、同步电路等）：
是雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲——触发脉冲
送：1）发射机：控制发射开始 2）接收机：控制近距离增益 3）显示器：控制计时开始
防管内打火
老练方法：