雷达测距原理与脉冲法测距讲解学习
激光雷达测距方式
激光雷达是一种利用激光束测量目标距离的设备。
它通过发射一束激光束，然后测量激光束从发射到接收的时间来计算目标的距离。
激光雷达的测距方式主要有两种：时间差测距和相位测距。
1. 时间差测距：激光雷达发射一束短脉冲的激光束，当激光束照射到目标上时，一部分激光束会被目标反射回来。
激光雷达接收到反射回来的激光束后，通过测量激光束从发射到接收的时间差来计算目标的距离。
这种方式的测距精度较高，但对激光脉冲的宽度和接收器的时间分辨率要求较高。
2. 相位测距：激光雷达发射一束连续的激光束，当激光束照射到目标上时，一部分激光束会被目标反射回来。
激光雷达接收到反射回来的激光束后，通过测量激光束的相位差来计算目标的距离。
这种方式的测距精度较高，但对激光束的相位差测量和解算要求较高。
无论是时间差测距还是相位测距，激光雷达都可以通过测量激光束的时间或相位来计算目标的距离。
这些测距方式在激光雷达的应用中都有广泛的应用，例如自动驾驶、机器人导航、环境感知等领域。
脉冲雷达的原理及应用
脉冲雷达的原理及应用1. 脉冲雷达的基本概念脉冲雷达是一种利用脉冲波进行测距和目标识别的雷达系统。
它主要由发射机、接收机、天线和信号处理器等组成。
脉冲雷达的工作原理是通过将短时脉冲波发射到目标物体上，并通过接收回波信号的时间差来测量目标与雷达的距离。
2. 脉冲雷达的工作原理脉冲雷达的工作原理可以分为三个主要步骤：发射、接收和信号处理。
2.1 发射脉冲雷达的发射机生成一个宽度很窄的脉冲，该脉冲在一段时间内发射到目标上。
发射的脉冲波经过天线辐射出去，其中包含有关目标物体的信息。
2.2 接收接收机的主要作用是接收并放大从目标上反射回来的回波信号。
回波信号经过接收机放大后，进一步进行滤波和解调处理，以提取出目标的距离、速度和方位等信息。
2.3 信号处理接收到的回波信号由信号处理器进行处理，该处理器将对信号进行时域和频域分析，以得出目标的特征信息。
常见的信号处理算法包括距离测量算法、速度测量算法和目标识别算法等。
3. 脉冲雷达的应用脉冲雷达广泛应用于多个领域，下面列举了几个常见的应用场景。
3.1 雷达导航脉冲雷达在航空航天和船舶导航中起着重要作用。
通过测量目标与雷达的距离，可以实现准确的导航和定位，提高飞行和航行的安全性。
3.2 警戒系统脉冲雷达被广泛应用于安防领域，例如入侵警报系统和边界警戒系统等。
它可以检测到入侵者的存在并及时报警，有效保护人们的财产和安全。
3.3 气象预测脉冲雷达在气象预测中起到关键作用。
通过测量大气中的降水情况，可以准确预测天气状况，帮助人们做出合理安排和决策。
3.4 目标识别脉冲雷达在军事领域中被广泛应用于目标识别和跟踪。
它可以有效探测到敌方目标，帮助军事人员做出战略决策，并提高作战效率。
3.5 道路交通管理脉冲雷达还可以应用于道路交通管理系统中。
通过测量车辆的距离和速度，可以实现交通流量监测和拥堵预测，提高交通管理的效率和安全性。
总结脉冲雷达是一种常用的测距和目标识别工具，它利用发射短时脉冲波并接收回波信号的时间差来测量目标与雷达的距离。
雷达测距原理及实现方法
雷达测距原理及实现方法一、雷达测距原理雷达是利用无线电波进行探测和测距的一种技术。
雷达测距是通过测量从雷达到目标物体的往返时间差来估计目标的距离。
雷达测距的原理可以简单地概括为发射一束射频信号，当这个信号遇到目标时，部分能量被目标吸收或散射，剩下的能量会返回雷达。
雷达系统接收这个返回的信号，并测量从发送到返回信号的时间差，然后根据电磁波在空气中的传播速度，就可以计算出目标到雷达的距离。
具体实现雷达测距的原理有以下几种：1.脉冲测距原理：脉冲测距原理是利用发射一组很短的脉冲信号，并测量从发送到返回信号的时间来计算距离。
这种方法的特点是简单、精度较高，适用于对距离变化不频繁的目标进行测距。
2.相位测距原理：相位测距原理是利用发射一组连续波信号，并测量信号的相位变化来计算距离。
相位变化与距离成正比，并且可以通过频率测量的方法，精确计算出距离。
相位测距一般用于对动态目标进行测距。
3.干涉测距原理：干涉测距原理是利用发射两个相干的连续波信号，并测量两个信号之间的干涉现象来计算距离。
干涉测距具有高精度和高抗干扰性能的特点，适用于对距离变化频繁的目标进行测距。
4.多普勒测距原理：多普勒测距原理是利用目标在接收到的波的频率上所引起的多普勒频移来计算目标的速度和距离。
多普勒测距一般用于对移动目标进行测速和测距。
二、雷达测距实现方法实现雷达测距需要几个关键的组件和步骤：1.发射器和天线：发射器产生并发送无线电波的信号，天线用于辐射和接收电磁波。
2.接收器：接收器用于接收从目标返回的信号，并将其转换成电信号。
3.信号处理：接收到的信号经过信号处理子系统进行滤波、放大、调制等操作以提取出目标信息。
4.时间测量：雷达系统需要测量从信号发射到接收到返回信号的时间差。
可以通过多种方法实现时间测量，例如使用计数器、脉冲计时器等。
5.距离计算：根据从时间测量得到的时间差，结合电磁波在空气中的传播速度，通过计算得到目标到雷达的距离。
如何使用雷达测距仪进行测绘测量
如何使用雷达测距仪进行测绘测量雷达测距仪是一种广泛应用于测绘测量领域的高精度测量工具。
它利用雷达信号和返回信号的时间差计算距离，并能够实时采集和显示测量数据。
在测绘测量工作中，雷达测距仪能够提供准确、快速、便捷的测量解决方案，被广泛应用于建筑工程、地质勘探、地下管线检测等领域。
一、雷达测距仪的原理雷达测距仪的原理基于电磁波在空间中的传播和反射。
当雷达发射器发出电磁波信号后，它会经过传播介质中的多次反射和散射，一部分信号返回到雷达接收器，接收器通过测量信号的时间差来计算目标物体与测量仪的距离。
利用雷达测距仪的原理，测绘人员可以通过精确的测量数据来绘制和分析地表、建筑、地下管线等目标物体的形状和距离。
二、雷达测距仪的应用1. 建筑工程测绘雷达测距仪在建筑工程测绘中起着关键作用。
它能够快速、准确地测量建筑物的尺寸、形状和位置，为建筑设计和施工提供准确的数据支持。
利用雷达测距仪，工程师可以测量建筑物的高度、宽度、长度，并根据测量结果绘制详细的平面图和剖面图，以便进行后续的设计和施工工作。
2.地质勘探和地下管线检测雷达测距仪在地质勘探和地下管线检测中也发挥着重要作用。
它能够探测地下的地质结构、地下水位，以及地下建筑物和管线的位置和走向。
利用雷达测距仪，勘探人员可以更加准确地判定地下的地质情况，为工程设计和建设提供重要的依据。
同时，雷达测距仪还可以帮助管线施工人员准确地定位和防止破坏地下水管道和其他基础设施。
三、雷达测距仪的操作1. 确定测量目标在使用雷达测距仪进行测量前，首先要确定测量的目标。
根据具体的测量需求，选择合适的测量范围和参数。
2. 启动测量仪并设置参数完成目标确认后，启动雷达测距仪，并根据测量要求设置相关的参数。
例如，选择合适的发送功率、频率、扫描模式和接收灵敏度等。
3. 进行测量在设置参数完成后，将雷达测距仪对准目标，并按下测量按钮进行测量。
等待一段时间后，测量仪会自动完成测量，并显示测量结果。
雷达技术 第六章 目标距离的测量21-22
6
6.1 脉冲法测距
6.1.1 基本原理
lp l
R=CtR /2 R=0.15tR ，R（km） tR （us）
发射 脉冲
近区地 物回波
目标回波
0 10 20 30 40 50 60 70 km 机械距离刻度标 尺
思考问题：
用脉冲的哪里来作为 回波到达时刻? 有何区别？ 回波前沿 回波中心
7
图6.2 显示器荧光屏画面
Δc为电波传播速度平均值的误差; ΔtR为测量目标回波延迟时间的误差。
11
6.1 脉冲法测距
（1）电波传播速度变化产生的误差 估算传播速度变化引起的误差
R c R c tR c 2
R
R
c
c
表6.1 电波传播速度
12
6.1 脉冲法测距
（2）时间差测量误差
R c R c tR c 2
25
6.1 脉冲法测距
?
用多重复频率测距
办法可以从我国的余数定理中找到
魔术师背对观众坐在一张椅子上，让某位观众心中 随意想定一个不超过500的数， 然后用7去除这个数并报出余数； 然后再用8去除原来想定的数并报出余数； 然后再用9去除并报出余数； 这样魔术师就知道到底这个观众心里想的数是多少。 -如余数分别为1，5，8，答案是多少？ 197 -如余数分别为3，5，7，答案是多少？ 493 26
31
6.2 调频法测距
当反射回波来自运动目标, 其距离为 R0而径向
速度为 v 时, 其回波频率 fr 为
4f fr f0 fd Tm 8f fb ft f r Tm c 8f fb f r ft Tm c
平均 频率差
雷达测距原理和脉冲法测距资料全
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现代级：136-139 中华现代：168-169 中华神盾：170-171
俄制MINERAL-ME 目标指示/射控雷达 (Bandstand音乐台)
——利用大气波导
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雷达测距的实现方法
物理解释：
一般地说单载频的连续波雷达没有测距能力，这与其发射信号带宽 太窄有关。若必须测量距离，则需要在连续波发射信号上加上某些定时 标志以识别发射的时间和回波时间。标志越尖锐、鲜明，则传输时间的 测量越准确。由傅立叶变换知：定时标志越尖锐，则发射信号的频谱越 宽。因此为了测量传输时间或距离，则必须扩展单载频连续波的频谱。
Tr
峰值功率Pt与平均功率Pav —— P av
Pt Tr
典型中程防空雷达参数： 1s, Tr 1ms, Pt 1MW， 则占空比为1 1000，P av 1KW
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1、距离分辨力：距离分辨力是指同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分 距离，它取决于雷达信号波形。
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2、测距范围：包括最小可测距离和最大单值测距范围。
最小可测距离——指雷达能测量的最近目标的距离。脉冲雷达收发共用天线，在 发射脉冲宽度时间内，接收机和天线馈线系统间是断开的，不能正常接收目标 回波。发射脉冲过去后天线收发开关恢复到接收状态，也需要一段时间t0。在上述 这段时间内，由于不能正常接收回波信号，雷达是很难进行测距的。因此，雷达 的最小可测距离为：
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哈尔滨工业大学电子工程系
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4、微波超视距雷达
利用海面蒸发形成的大气波导(大气超折射和对流层非均匀散射)传播 效应是此系统在微波段实现超视距探测的基础，分别对应主动、被动工作 方式。 详细分析：见《电磁波传播特性》章节。
激光雷达 测距原理
激光雷达测距原理激光雷达是一种利用激光技术进行距离测量的装置。
它通过发射激光脉冲并接收反射回来的信号来确定目标物体与雷达的距离。
激光雷达的测距原理基于光的传播速度和回波信号的时间差。
激光雷达的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，激光雷达发射器发射一束激光脉冲，该脉冲在空气中以光速传播。
当激光脉冲遇到目标物体时，一部分能量被目标物体吸收，一部分能量被散射到周围空间。
反射回来的激光脉冲经过接收器接收，并通过计时器记录下信号来回传播的时间。
根据光的传播速度和时间差，可以计算出激光脉冲往返的距离。
在这个过程中，激光雷达需要具备较高的测量精度和快速的数据处理能力。
激光雷达的测距原理基于光的传播速度和时间差。
光在真空中的传播速度为每秒约299,792,458米，而在空气中的传播速度相对较慢，约为每秒299,702,547米。
因此，通过测量激光脉冲往返的时间差，可以得到目标物体与激光雷达的距离。
激光雷达的测距原理具有高精度和快速响应的优势。
激光脉冲的传播速度非常快，可以实时地获取目标物体的距离信息。
同时，激光雷达还可以通过发射多个激光脉冲来获取目标物体的三维坐标信息，从而实现对目标物体的准确定位。
激光雷达在许多领域都有广泛的应用。
例如，在自动驾驶汽车中，激光雷达可以用于实时感知周围环境，帮助汽车进行障碍物检测和路径规划。
此外，激光雷达还可以用于测量地形地貌、建筑物结构监测、工业自动化等领域。
总的来说，激光雷达利用激光技术进行距离测量的原理是通过发射激光脉冲并接收反射回来的信号来确定目标物体与雷达之间的距离。
激光雷达具有高精度、快速响应和广泛的应用领域，为许多领域的科学研究和工程实践提供了重要的技术支持。
雷达原理-第6章目标距离的测量
④
u
u
t
c
t
⑤
⑧
u
后波门 ⑤
后选通 ⑦
积分 电路
⑥
t′
c
t
t
形成 电路
放大 器
Ⅱ
u
⑦ u
t
⑧
注意：比较电路是否一直 u
t
有输出？
⑨ u
t
⑩
t
(a )
(b )
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(a) 组成方框图; (b) 各点波形
2. 控制器
控制器的作用是把误差信号uε进行加工变换后, 将其输出去控制跟踪波门移动, 即改变时延t′, 使其 朝减小uε的方向运动。设控制器的输出是电压信 号E, 则其输入和输出之间可用下述通常函数关系 表示:
脉冲调频测距原理 (a) 原理性方框图组成;
f
FA F
F T
td T A
o
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FA
fd
td
2vr
2 R0 c
FB
fd
td
2vr
2 R0 c
fd
FC
fd
2vr
FB
FC
T
T
B
C
t
(b)
脉冲调频测距原理 (b) 信号频率调制规律;
6.3 距离跟踪原理
6.3.1 人工距离跟踪 操作员按照显示器上的画面，将电刻
fb
ft
fr
8f Tm c
R0
fd
fb
fr
ft
8f Tm c
R0
fd
(前半周正向调频范围) (后半周负向调频范围)
R0
c 8f
fb fb 2fm
激光多普勒雷达距离测量原理分析
激光多普勒雷达距离测量原理分析激光多普勒雷达是一种广泛应用于测量和检测领域的技术。
它利用了激光束的特性，通过测量物体在空间中的运动来获取距离信息。
本文将对激光多普勒雷达距离测量的原理进行详细分析，并探讨其在实际应用中的重要性。
激光多普勒雷达的原理可以分为两部分来理解：激光测距原理和多普勒效应。
首先，我们来了解激光测距原理。
激光是一种高度聚焦的光束，通过发射一个极短脉冲的激光束，并测量从发射到接收激光束返回的时间来计算距离。
雷达系统会记录下发射激光束的起始时间，当激光束被物体反射并返回到雷达系统时，系统会记录下接收到激光束的时间。
通过计算激光束行进的时间差，并考虑光速，可以非常精确地计算出物体与雷达之间的距离。
接下来，我们来讨论多普勒效应。
多普勒效应是指当一个光源和接收器之间的相对速度发生变化时，光波频率会发生变化。
对于激光多普勒雷达来说，它利用了多普勒效应来测量物体的速度。
当物体向雷达系统靠近时，反射的激光波长会压缩，频率相应增加；而当物体远离雷达系统时，反射的激光波长会拉长，频率相应降低。
结合激光测距原理和多普勒效应，激光多普勒雷达可以测量物体与雷达之间的距离和速度。
通过同时测量距离和速度，我们可以获得物体的位置和运动信息。
这种技术不仅可以应用于航空、无人驾驶和军事领域，还可以用于测量天体的运动和检测气象现象等。
然而，在实际应用中，激光多普勒雷达还面临一些挑战。
首先是分辨率问题。
由于雷达使用的是激光波束，其分辨率受到波长的限制。
较大的波长会导致较低的空间分辨率，而较小的波长则会导致较高的分辨率。
此外，激光多普勒雷达的测量结果还会受到大气影响，比如大气中的湍流和温度变化都会导致精度下降。
为了克服这些挑战，研究人员们正在不断改进激光多普勒雷达技术。
他们使用更高频率的激光波束来提高空间分辨率，并采用更复杂的算法来纠正大气影响。
此外，他们还研究了基于多传感器数据融合的方法，以进一步提高测量精度和可靠性。
雷达测距原理
雷达测距原理雷达（Radar）是一种利用无线电波进行探测和测距的技术，它在军事、航空、气象等领域有着广泛的应用。
雷达测距原理是指雷达系统利用发射和接收无线电波的时间差来计算目标距离的基本原理。
下面我们将介绍雷达测距的原理和相关知识。
首先，雷达测距的基本原理是利用无线电波在空气中的传播速度来计算目标距离。
无线电波在空气中传播的速度约为光速的3/4，即每秒约为3×10^8米。
雷达系统通过发射无线电波并接收目标反射回来的信号，然后利用发射和接收的时间差来计算目标距离。
其次，雷达测距的原理是利用无线电波的“发射-接收-回波”过程。
雷达系统首先发射一束无线电波，这些波在空间中传播并遇到目标后被反射回来，形成回波。
雷达系统接收到这些回波并计算发射和接收的时间差，然后根据时间差和无线电波传播速度来计算目标距离。
此外，雷达测距原理还涉及到了雷达系统的工作模式和信号处理。
雷达系统通常采用脉冲式工作模式，即通过间隔一定时间发射短脉冲的无线电波，并在每次发射后等待接收回波。
雷达系统接收到回波后，利用信号处理技术来提取目标信息，并计算目标距离。
最后，雷达测距原理还需要考虑到误差和精度的问题。
由于无线电波在空间传播的速度受到环境条件和天气影响，因此雷达系统在测距时需要考虑这些因素对测距精度的影响，并进行相应的校正和修正。
总的来说，雷达测距原理是利用无线电波的发射、传播和接收来计算目标距离的基本原理。
通过了解雷达测距的原理，我们可以更好地理解雷达技术的工作原理，以及在实际应用中如何提高测距的精度和准确性。
雷达技术的不断发展和应用将为各个领域带来更多的便利和安全保障。
雷达测距工作原理
雷达测距工作原理雷达是一种广泛应用于航空、海洋、地球科学等领域的无线电测量技术。
它通过发射无线电波并接收其反射信号来测量目标物体与雷达的距离。
雷达测距的原理基于无线电波在空间传播的速度恒定且已知的特性。
本文将介绍雷达测距的工作原理，包括雷达波束发射、反射回波接收和距离计算。
一、雷达波束发射雷达波束是指从雷达天线发出的无线电信号。
雷达系统通过调节发射频率和波形来控制波束的形状和方向。
发射频率通常位于超高频（UHF）或次高频（SHF）范围内，波形可以是连续波（CW）或脉冲波。
发射天线的形状和布局也会影响波束的特性。
二、反射回波接收当雷达波束遇到一个物体时，部分能量将被物体吸收，而其他部分则会被散射、反射或透射回来。
雷达系统的接收端会接收到这些回波信号，并用于测量目标物体的距离、位置以及其他属性。
接收天线的形状和布局也会影响回波信号的接收质量和性能。
三、距离计算雷达测距的基本原理是计算从发射到接收之间经过的时间，并将其转化为距离。
由于无线电波在空间中的传播速度已知，可以根据时间差来计算距离。
雷达系统通常会使用两种测距方法，即时差测距和相位测距。
1.时差测距：时差测距是通过测量发射和接收之间的时间差来计算距离。
当发送的脉冲信号被目标物体反射并返回时，雷达系统会记录下发射与接收之间经过的时间。
由于无线电波在空间中的传播速度是已知的，可以用时间差乘以传播速度来计算出目标物体与雷达之间的距离。
2.相位测距：相位测距是通过测量波形的相位差来计算距离。
当发射的连续波信号被目标物体反射并返回时，雷达系统会比较接收到的波形与发射的波形之间的相位差。
由于相位差与传播距离存在一定的关系，可以通过测量相位差来计算目标物体与雷达之间的距离。
总结：雷达测距通过发射和接收无线电波来测量目标物体与雷达之间的距离。
它的工作原理主要包括雷达波束发射、反射回波接收和距离计算。
通过测量发射与接收之间的时间差或波形的相位差，可以计算出目标物体与雷达之间的精确距离。
激光雷达测距原理
激光雷达测距原理
激光雷达是一种利用激光技术进行测距的设备，它通过发射激光脉冲并测量激光脉冲返回的时间来计算目标物体与激光雷达之间的距离。
激光雷达测距原理主要包括激光发射、激光接收和距离计算三个部分。
首先，激光雷达通过激光发射器发射一束激光脉冲，这束激光脉冲会以光速向目标物体传播。
当激光脉冲照射到目标物体上时，部分激光能量会被目标物体吸收，而另一部分激光能量则会被目标物体反射回来。
其次，激光雷达的激光接收器会接收到目标物体反射回来的激光脉冲，并记录下激光脉冲返回的时间。
通过测量激光脉冲发射和返回的时间差，激光雷达可以计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
最后，激光雷达利用光速恒定的特性，通过时间差和光速的乘积来计算出目标物体与激光雷达之间的距离。
这样，激光雷达就可以实现对目标物体的精准测距。
除了测距功能外，激光雷达还可以通过测量激光脉冲的反射强
度来获取目标物体的反射特性，从而实现对目标物体的识别和分类。
这使得激光雷达在自动驾驶、无人机、工业测量等领域有着广泛的
应用。
总的来说，激光雷达测距原理是利用激光脉冲的发射和接收时
间差来计算目标物体与激光雷达之间的距离，其精准度高、测量范
围广，是一种非常重要的测距技术。
随着激光技术的不断发展和成熟，相信激光雷达在未来会有更广泛的应用和发展。
激光雷达测距测速原理
激光雷达测距测速原理1. 激光雷达通用方程激光雷达方程用来表示一定条件下，激光雷达回波信号的功率，其形式如下： r P 为回波信号功率，t P 为激光雷达发射功率，K 是发射光束的分布函数，12a a T T 分别是激光雷达发射系统到目标和目标到接收系统的大气透过率，t r ηη分别是发射系统和接收系统的透过率，t θ为发射激光的发散角，12R R 分别是发射系统到目标和目标到接收系统的距离，Γ为目标的雷达截面，r D 为接收孔径。
方程作用：激光雷达方程可以在研发激光雷达初期确定激光雷达的性能。
其次，激光雷达方程提供了回波信号与被探测物的光学性质之间的函数关系，因此可以通过激光雷达探测的回波信号，通过求解激光雷达方程获得有关大气性质的信息。
2. 激光雷达测距基本原理2.1 脉冲法脉冲激光雷达测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲，激光脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收。
假设目标距离为L ，激光脉冲往返的时间间隔是t ，光速为c ，那么测距公式为L=tc/2。
时间间隔t 的确定是测距的关键，实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t ，时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡∆T=1/f ，脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。
如图所示，信息脉冲为发射脉冲，整形脉冲为回波脉冲，从发射脉冲开始，晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的。
因此时间间隔t=N ∆T 。
由此可得出L=NC/2f 。
图1 脉冲激光测距原理图2.2 相位法相位测距法也称光束调制遥测法，激光雷达相位法测距是利用发射的调制光和被目标反射的接受光之间光强的相位差包含的距离信息来实现被测距离的测量。
回波的延迟产生了相位的延迟，测出相位差就得到了目标距离。
假设发射处与目标的距离为D ，激光速度为c ，往返的间隔时间为t ，则有：图2 相位法测距原理图假设f 为调制频率，N 为光波往返过程的整数周期，∆ϕ为总的相位差。
第六章 目标距离的测量 雷达原理 教学课件
第六章 作业
1 、 画出调频连续波雷达组成框图，并简述其工 作原理。 2、怎样求测距误差？ 3、说明三角形波调制测距的原理。（画出图形） 4、什么叫距离跟踪？ 5、说明脉冲调频测距原理。 （画出图形） 6、说明双重复频率测距判模糊的原理。
§6.3 距离跟踪原理
测距时需要对目标距离作连续
的测量，称为距离跟踪。 距离跟踪方法分类： 人工距离跟踪， 自动距离跟踪
计数脉 冲产 生 器
1 2
与 门
3
距 计 器
离 数 读 数 控制
0
1
T Q S
与 门
与 门
回波 脉冲
发射 脉冲
1
t
发射脉冲 回波脉冲
tr
t t
2
3
t
设计数脉冲产生器的输出脉冲频率为 f，重复周 期为T ( T = 1 / f )，根据距离计数器所计数据n ， 就可计算出回波相对于发射脉冲的延迟时间：
本工作原理相同。
系统组成：时间鉴别器、控制器、
跟踪脉冲产生器。
特点：同样功能部件，实现技术手
段不同。主要用数字电路。
．
一 数字式测距的基本原理 测距任务：
测量回波信号相对于 发射脉冲的延迟时间。 数字式测距时间量的表示： 二进制数码
计数脉 冲产 生 器
1 2
与 门
3
距 计 器
离 数 读 数 控制
0
1
T Q S
与 门
与 门
回波 脉冲
发射 脉冲
1
t
发射脉冲 回波脉冲tr源自t t23
t
设计数脉冲产生器的输出脉冲频率为 f，重复周 期为T ( T = 1 / f )，根据距离计数器所计数据n ， 就可计算出回波相对于发射脉冲的延迟时间：
脉冲测距原理
脉冲测距原理脉冲测距是一种常用的测距方法，它利用电磁波在空间中传播的特性，通过测量信号的往返时间来计算目标物体的距离。
脉冲测距原理基于电磁波在真空或介质中传播的速度是一个常数，通常为光速。
在实际应用中，脉冲测距技术被广泛应用于雷达、激光测距仪、超声波测距仪等设备中。
脉冲测距原理的基本步骤包括发射脉冲信号、接收脉冲信号、计算往返时间和计算距离。
首先，发射器发送一个脉冲信号，信号以电磁波的形式传播到目标物体上并被反射回来。
接收器接收到反射的脉冲信号，并记录下信号的接收时间。
利用信号的往返时间和电磁波在空间中传播的速度，可以通过简单的计算得出目标物体与测距设备之间的距离。
脉冲测距原理的关键在于精确测量信号的往返时间。
为了提高测距的精度，需要考虑多种因素对测距精度的影响，如信号的发射和接收延迟、信号的传播速度、测距设备的精度等。
在实际应用中，通常会对这些因素进行校准和补偿，以确保测距的准确性和稳定性。
脉冲测距原理的优点在于测距精度高、测距范围广、抗干扰能力强等特点。
与其他测距方法相比，脉冲测距技术在工业、军事、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
在雷达系统中，脉冲测距技术可以实现对目标物体的高精度测距和跟踪，为飞行器导航、目标识别等提供重要支持。
在激光测距仪中，脉冲测距技术可以实现对地面、建筑物等目标的精确测距，为工程测量、地图制图等提供重要数据支持。
总之，脉冲测距原理是一种基于电磁波传播特性的测距方法，具有测距精度高、测距范围广、抗干扰能力强等优点，适用于多种领域的测距应用。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，脉冲测距技术将会有更广阔的发展空间，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
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2020/6/8
哈尔滨工业大学电子工程系
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电磁波沿海面的地波传播
无线电波朝海面发射时，在海水表面会存在一种电磁波传播模式，称为
地波(Ground Wave)是一种表面波(Surface Wave)。垂直极化高频电磁 波在海水表面的地波传播衰减很小，而且地波在一定程度上会沿着弯曲
的地球表面传播，到达地平线以下很远的地方，即实现超视距传播。
TBMs Out to 700Km
Line-of-Sight Propagation
Horizon
Surface wave Propagation
Antiship Missiles
Detection and Tracking at 37Km
Fighter and Small Boat Detection and Tracking at 74Km
2020/6/8
美国Raytheon公司高频地波雷达 SWR-503的接收天线阵
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2、高频天波雷达High Frequency Skywave OTH Radar 高频天波超视距雷达利用电离层对短波的反射效应，其探测距离可达
1000至4000km。
澳大利亚Jindalee高频天波雷达接收天线阵
2020/6/8
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目标
RT 发射天线Tx
RR 接收天线Rx
对双基地雷达，计算RT+RR有两种方法： 直接法：
间接法：
单基地：R=cT/2
2020/6/8
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对双基地雷达，具体计算RT或RR需要目标角度信息，如利用 目标的接收视线角，则计算公式为：
分层大气(层内均 匀，越高越稀薄)
射线通过径向分层大气时的途径
[美]杰里L. 伊伏斯等编，现代雷达原理，电子工业出版社，1991.3
2020/6/8
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折射效应对目标位置的影响
电磁波在非均匀大气层中传播时出现的大气折射，对雷达测量的影响： 1)、改变雷达测量距离，产生测距误差。 2)、引起俯仰角测量误差。 折射的影响可采用等效地球半径法近似说明。《现代雷达原理》P60
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3、高频天发地收超视距雷达High Frequency Hybrid Sky-Surface Wave OTH Radar
基于天波发射地波接收的新体制雷达，将目前采用的高频天波超视距 雷达和高频地波超视距雷达的传播模式相结合，可发挥各自的优势。基于 天波发射的高频电磁波信号，是利用电离层对高频电磁波的散射，实现远 距离的传播。由于电离层对电磁波的衰减较小，这种传播方式可实现信号 的远距离传播，通常情况下可达2000km-4000km，并且覆盖区域非常大。
在均匀大气中电磁波等速直线传播。
➢电磁波特殊传播(超视距情形)
电磁波经电离层反射(高频段) 、沿海面绕射(高频段)、在大气波导 (微波段)中曲线传播。
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电磁波在大气层内的折射传播
地球表面的大气层分布是不均匀的。
1、大气密度、温度、湿度等参数随时间、 地点而变化，导致大气传播介质的导磁 系数和介电常数发生相应改变，引起电 波传播速度c变化。
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4、微波超视距雷达
利用海面蒸发形成的大气波导(大气超折射和对流层非均匀散射)传播 效应是此系统在微波段实现超视距探测的基础，分别对应主动、被动工作
方式。
dn/dh比正常值更负时，
电波更加向地面弯曲。
详细分析：见《电磁波传播特性》章节。
Байду номын сангаас
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还有其他多种目标定位方法，具体可参考： M.I. Skolnik, Radar Handbook: Ch25 Bistatic Radar, 2nd edition, McGraw-Hill, 1990
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雷达测距的物理基础
➢电磁波恒光速传播 ➢电磁波直线传播(直视距情形)
Ship Detection and Tracking at 200Km
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电磁波特殊传播途径的应用
利用电磁波的特殊传播途径可实现地基/舰载雷达的超视距探测： 1、高频地波超视距雷达High Frequency Surface Wave OTH Radar
高频地波超视距雷达正是利用高频(3~30MHz)垂直极化电磁波沿海面 绕射的特性探测超视距的海面舰船和低空飞机，沿海面绕射300~400km。
雷达测距原理与脉冲法测距
1、雷达测距机理——测时延（单基地、双基地） 2、雷达测距物理基础——恒光速、直线传播 3、电磁波特殊传播特性及其应用
➢电磁波在大气层内的折射传播 ➢电磁波沿海面的绕射传播 ➢电磁波异常传播途径的应用——超视距探测
4、雷达测距的实现方法——调幅、调频、调相 5、脉冲法测距优缺点 6、雷达测距的几个基本概念：
昼夜间大气中温度、气压及湿度的起伏 变化所引起的传播速度变化为：
c c 105
丁鹭飞，雷达原理，西电出版社，1995
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2、大气介质分布的不均匀将造成电磁波非直线传播(大气折射)。 折射系数n=c/vp 折射率N=(n-1)x10
h↑—n↓—vp↑ dn/dh<0
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电磁波经电离层的反射传播
利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天波。电离层一 方面反射电波，另一方面也要吸收电波。电离层对电波的反射和吸收与 频率(波长)有关。利用短波的天波传播可实现远距离通信及目标探测，具 有两个突出特点： 一是传播距离远，同时产生中间静区地带， 二是传播不稳定，随昼夜和季节的变化而变化。
距离分辨力、测距范围、距离模糊 7、脉冲法测距的解模糊方法：
双/多脉冲重复频率法、舍脉冲法
雷达测距机理
测量电磁波往返雷达与目标之间的时间。
对单基地雷达，设光速为c，电磁波往返雷达与目标 的时间为TR，则目标相对雷达的距离R为：
R cT R 2
据上述公式可得1微秒(μs)对应150米(m)，式中数字2表示收 发双程。