船用雷达 详细介绍

tf
3）后沿越陡，距离分辨力
t
越高 4）顶部越平坦，发射功率和
频率越稳定
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
雷
ARPA
达 Fig1-2(1)
基
本
微波传输线
组
发射脉冲
T/R
天线 回波
成
发射机
触发器
接收机
、
回波
作
电源
用欧姆龙船贸电 易（上海）显有示器限公司
船首线 方位
Fig1-2 (2)
T/R
Receive
r
Transmitter
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）：
7、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。 400 ~ 2000 Hz
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
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
周期T （=1/F）> 根据量程需要选择时间基准
欧姆龙贸易（上海）有限随公量司程改变：近量程，高F；远量程，低F
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
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）送接收机。
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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。
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、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
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
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
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
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测定目标信
第一节 雷达测距与测方位原 理
岛屿
本船
90°
245°
目标船
岛屿
海图平面
270
门 特高压 开 电源 关
雷达发射机
发射机 至天线
磁控管
特高压 调制器
磁控管
收发 开关
门开
至接收机
关
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
欧姆龙贸易电（上源海（）有低限压公司、高压）
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
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 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——天线的方向即目标的方向
欧姆龙贸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（上海）有限公司
第
天线 方位与
二
触发器
收发机
船首线
节
回波
显示器
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
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。
雷达不能探测目标的背面，因 此目标的后沿是不可见的.
245
量程: 12 nm
Fig. 距离与方位测量
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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
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
欧姆龙贸易（4）上海输）出有负限载公阻司抗匹配，保证功率和频率稳定
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，
3）二者关系
t p =p
m
tT
5.脉冲波形：发射脉冲的包络
理想脉冲: 矩形
实际波形:
u
tt: 前沿上升
1 0.9
时间
R max
p↑→
杂波
天线旁瓣干扰
故障
波形：
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
0.1~0.2τ
0.1
欧姆龙贸tf易:时（后间上沿海下）降有限公0司脉t冲r 波形
主要传感器
雷达 罗经 计程仪 GNSS AIS ECDIS
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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
低压 电源 来自电源
发 射 开 关
延 时 开 关