(完整版)04(雷达方程)
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R4LS LAKT0BF
PT = 发射的峰值功率
G = 天线增益
σ = 目标的雷达散射截面积
λ= 波长
R = 雷达到目标的单程距离
Ls = 系统损耗
LA = 传播损耗
K = Bolzmann常数 （1.38 × 10-23 ） T0 = 290˚K
B = 带宽
F = 接收机噪声系数
点目标
分类
• 点目标：目标位于雷达的分辨单元内 • 低角度面目标：比雷达分辨单元大，擦地角小。其 雷达散射截面积正比于分辨单元内的面积。
X
'EL
R EL DEL
面目标干扰中的点目标
S
/ C(Low)
2 BCosG 0c3( AZ ) R
S
/ C(High)
4 CosG 0c3( AZ ) 3(EL) R2
S
/ C(Low)
2 BCosG 0c3( AZ ) R
MTI-I
S
/ C(High)
4 CosG 0c3( AZ ) 3(EL) R2
PT G22 GP
)3 PI LS LALGP S
I min
例题：如果最小检测信噪比为16dB，要使上例中的雷 达能发现10m2的目标，最大距离为多少？（a）利用 单个脉冲；（b）2048个脉冲
答案：28.8公里；176.8公里Fra bibliotek信噪比
空间增益/损失
S / I PTG2 GP 2 PI LS LALGP (4 )3 R4
积累时间由信号处理机或伺服带宽决定
NE PRF Td PRF / BS
S / NPC
PT G22 (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
PRF BS Li
S / NPC
PT AE2 (4 )32R4KT0BFLS LALGP
PRF BS Li
例题 1、某跟踪雷达，它的PRF是320pps,角伺服带宽是5Hz， 求最大可能的积累数？
• 雷达的工作参数，包括发射功率，发射能量，发射 波形，天线增益，有效孔径，接收机噪声性能，雷达 系统损失，最小检测信干比
• 目标参数，包括雷达散射截面积（RCS），RCS起伏, 目标的距离
• 传播媒介参数，包括气体吸收RF能量，媒介中粒子 对射频能量的散射
二、雷达方程概述
S/N
(4
)3
PT G2 2
目标检测与发射能量有关，而截获与峰值功率有关 • 低峰值功率，高能量波形 • 保密编码照射波形 • 使雷达发射机不曝漏在空中
例题
1、某多模式空载雷达的其中一个模式的指标如下
• 发射功率
10kW
• 脉冲宽度 • PRF • 天线增益
1.2us 250000pps 35dB
• 频率
10.5GHz(波长=0.0286m)
MTI-I
十一、体目标和杂波的雷达方程
S / CV
2 B Deff ( AZ ) Deff (EL) 4 c2R2
S / CV
2 B Deff ( AZ )Deff (EL) (MTI 4 c2R2
IV )
答案：64
九、连续波和脉冲多普勒雷达方程
如果收发 隔离足够
S/N
PCWTLG2 2
(4 )3 R4KT0FLS LALGPLW
加窗损失
十、面目标和杂波的雷达方程
PR
PT G22 (4 )3 R4LS LALGP
A 0 AI
面目标和杂波
X AZ
R AZ DAZ
c R '
2B cosG
五、信号处理和雷达方程
GP
(S (S
/ I )O / I)I
信号积累原理
信号处理
Neff NL / Li
• 相参积累 • 非相参积累
Neff (NC) (NL )1/ 2
大的积累脉冲数
信号处理
非相参积累
六、脉冲压缩的雷达方程
S
/
NPC
PT E NLG2 2 (4 )3 R4KT0FLS LALGPLi
系统损失
• 波导损失：吸收和反射 • 极化损失：发射波的极化不能被接收天线完全接收 • 天线方向图损失（扫描损失）
系统损失 • 脉宽损失
系统损失 • 偏斜损失
系统损失 • 饱和削顶损失
系统损失
• 降维损失
• 操作员损失 • 设备不理想损失
传播媒介损失
传播媒介损失
地面损失
地面损失
导体平面线极化波的反射 抑制方法：1、窄波束宽度 2、频率捷变
PR
AE S2
PtG AE (4 R2 )2
S1
PT Gt
4 R2
P2
S1
PT G 4 R2
三、噪声中的点目标
S / I PR PT G AE PI (4 )2 R4PI
PI = 系统接收功率处的干扰功率
AE
2 4
G
S / I PTG22 (4 )3 R4PI
噪声中的点目标
考虑损耗
S
/
S
/
NPC
PT NLG2 2 (4 )3 R4KT0 (B / CR)FLS LALGPLi
七、搜索雷达的雷达方程
NSC (3( Az) / )PRF
若波束的脉冲数匹配积累的脉冲数
天线的角速度
S
/
N
PT G2 2 (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
3( Az)PRF Li
Td TOT 3( Az) /
分类 • 高角度面目标：比分辨单元大，垂直照射目标平面
分类
• 体目标：大于雷达的分辨单元，散射截面积正比于 包含目标的分辨单元的体积
分类 • 自保护干扰：
分类 • 支援干扰
分类 • 放大：通过放大、转发，主要用于欺骗
三、噪声中的点目标
R
S1
P2
PT
S2
PR
S2
P2
4 R2
PT G (4 R2 )2
I
PT G2 2 (4 )3 R4PI LS LALGP
处理多个脉冲
S
/
I
PTG22 GP (4 )3 R4PI
处理增益
噪声中的点目标
把在雷达中产生的噪声都看成是从天线输入
PNi KT0BF T0 290K K 1.381023 J / K
S
/
N
PTG22 GP (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
电子系统
——雷达原理
第四讲 雷达方程
一、雷达方程介绍
作用： • 辅助设计雷达系统以满足用户设定的检测指标 • 在接收到的信号功率、雷达和目标参数之间建立关 系 • 描述从干扰源接收的功率，包括热噪声，杂波，干 扰 • 提供了一个预测信噪比的方法，可以预测最大作用 距离
一、雷达方程介绍
影响雷达接收信号和干扰功率的参数：
系统参数
GR SPACE
2 (4 )3 R4
(1/ m2 )
(4 )3 R4
LRSPACE
2
(m2 )
四、雷达方程中的损失
• 系统损失 • 传播媒介损失 • 地面损失（由多路径引起）
系统损失
LS (dB) LPL LPO LAP LPW LSQ LLIM LC LOP LNE
• 接收机噪声系数 3.5dB
• 系统损失
1.4dB
• 传播损失
1.6dB
• 地面损失
0dB
求：对于101.860公里远的2m2的目标，单个脉冲的信噪比
答案：-12.9dB
例题
2、若上例进行相参积累2048个脉冲，积累损失为 1.6dB,再求信噪比 答案：18.6dB
检测距离预测
R4 max
(4
驻留时间
例题
1、某搜索雷达有如下特征
• 类型
2维搜索
• 方位角波束宽度
2.2˚
• PRF
630pps
• S/Nmin
17dB
雷达从92海里（170.384公里）处2m2的目标能获得7dB的信噪 比。求如果扫描匹配信号积累数，求天线的最大旋转速度？假 设积累损失为2dB。
答案：86.6˚/s；
八、跟踪雷达的雷达方程
GP( N )
NL Li
积累损失
噪声中的点目标
观测能量和平均功率
B 1/
S/N
PT NLG22
(4 )3 R4KT0FLS LALGPLi
S
/
N
WLG2 2 (4 )3 R4KT0FLS LALGP Li
S
/
N
(4
PAVGTDG 2 2
)3 R4KT0FLS LALGPLi
低截获概率(LPI)
PT = 发射的峰值功率
G = 天线增益
σ = 目标的雷达散射截面积
λ= 波长
R = 雷达到目标的单程距离
Ls = 系统损耗
LA = 传播损耗
K = Bolzmann常数 （1.38 × 10-23 ） T0 = 290˚K
B = 带宽
F = 接收机噪声系数
点目标
分类
• 点目标：目标位于雷达的分辨单元内 • 低角度面目标：比雷达分辨单元大，擦地角小。其 雷达散射截面积正比于分辨单元内的面积。
X
'EL
R EL DEL
面目标干扰中的点目标
S
/ C(Low)
2 BCosG 0c3( AZ ) R
S
/ C(High)
4 CosG 0c3( AZ ) 3(EL) R2
S
/ C(Low)
2 BCosG 0c3( AZ ) R
MTI-I
S
/ C(High)
4 CosG 0c3( AZ ) 3(EL) R2
PT G22 GP
)3 PI LS LALGP S
I min
例题：如果最小检测信噪比为16dB，要使上例中的雷 达能发现10m2的目标，最大距离为多少？（a）利用 单个脉冲；（b）2048个脉冲
答案：28.8公里；176.8公里Fra bibliotek信噪比
空间增益/损失
S / I PTG2 GP 2 PI LS LALGP (4 )3 R4
积累时间由信号处理机或伺服带宽决定
NE PRF Td PRF / BS
S / NPC
PT G22 (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
PRF BS Li
S / NPC
PT AE2 (4 )32R4KT0BFLS LALGP
PRF BS Li
例题 1、某跟踪雷达，它的PRF是320pps,角伺服带宽是5Hz， 求最大可能的积累数？
• 雷达的工作参数，包括发射功率，发射能量，发射 波形，天线增益，有效孔径，接收机噪声性能，雷达 系统损失，最小检测信干比
• 目标参数，包括雷达散射截面积（RCS），RCS起伏, 目标的距离
• 传播媒介参数，包括气体吸收RF能量，媒介中粒子 对射频能量的散射
二、雷达方程概述
S/N
(4
)3
PT G2 2
目标检测与发射能量有关，而截获与峰值功率有关 • 低峰值功率，高能量波形 • 保密编码照射波形 • 使雷达发射机不曝漏在空中
例题
1、某多模式空载雷达的其中一个模式的指标如下
• 发射功率
10kW
• 脉冲宽度 • PRF • 天线增益
1.2us 250000pps 35dB
• 频率
10.5GHz(波长=0.0286m)
MTI-I
十一、体目标和杂波的雷达方程
S / CV
2 B Deff ( AZ ) Deff (EL) 4 c2R2
S / CV
2 B Deff ( AZ )Deff (EL) (MTI 4 c2R2
IV )
答案：64
九、连续波和脉冲多普勒雷达方程
如果收发 隔离足够
S/N
PCWTLG2 2
(4 )3 R4KT0FLS LALGPLW
加窗损失
十、面目标和杂波的雷达方程
PR
PT G22 (4 )3 R4LS LALGP
A 0 AI
面目标和杂波
X AZ
R AZ DAZ
c R '
2B cosG
五、信号处理和雷达方程
GP
(S (S
/ I )O / I)I
信号积累原理
信号处理
Neff NL / Li
• 相参积累 • 非相参积累
Neff (NC) (NL )1/ 2
大的积累脉冲数
信号处理
非相参积累
六、脉冲压缩的雷达方程
S
/
NPC
PT E NLG2 2 (4 )3 R4KT0FLS LALGPLi
系统损失
• 波导损失：吸收和反射 • 极化损失：发射波的极化不能被接收天线完全接收 • 天线方向图损失（扫描损失）
系统损失 • 脉宽损失
系统损失 • 偏斜损失
系统损失 • 饱和削顶损失
系统损失
• 降维损失
• 操作员损失 • 设备不理想损失
传播媒介损失
传播媒介损失
地面损失
地面损失
导体平面线极化波的反射 抑制方法：1、窄波束宽度 2、频率捷变
PR
AE S2
PtG AE (4 R2 )2
S1
PT Gt
4 R2
P2
S1
PT G 4 R2
三、噪声中的点目标
S / I PR PT G AE PI (4 )2 R4PI
PI = 系统接收功率处的干扰功率
AE
2 4
G
S / I PTG22 (4 )3 R4PI
噪声中的点目标
考虑损耗
S
/
S
/
NPC
PT NLG2 2 (4 )3 R4KT0 (B / CR)FLS LALGPLi
七、搜索雷达的雷达方程
NSC (3( Az) / )PRF
若波束的脉冲数匹配积累的脉冲数
天线的角速度
S
/
N
PT G2 2 (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
3( Az)PRF Li
Td TOT 3( Az) /
分类 • 高角度面目标：比分辨单元大，垂直照射目标平面
分类
• 体目标：大于雷达的分辨单元，散射截面积正比于 包含目标的分辨单元的体积
分类 • 自保护干扰：
分类 • 支援干扰
分类 • 放大：通过放大、转发，主要用于欺骗
三、噪声中的点目标
R
S1
P2
PT
S2
PR
S2
P2
4 R2
PT G (4 R2 )2
I
PT G2 2 (4 )3 R4PI LS LALGP
处理多个脉冲
S
/
I
PTG22 GP (4 )3 R4PI
处理增益
噪声中的点目标
把在雷达中产生的噪声都看成是从天线输入
PNi KT0BF T0 290K K 1.381023 J / K
S
/
N
PTG22 GP (4 )3 R4KT0BFLS LALGP
电子系统
——雷达原理
第四讲 雷达方程
一、雷达方程介绍
作用： • 辅助设计雷达系统以满足用户设定的检测指标 • 在接收到的信号功率、雷达和目标参数之间建立关 系 • 描述从干扰源接收的功率，包括热噪声，杂波，干 扰 • 提供了一个预测信噪比的方法，可以预测最大作用 距离
一、雷达方程介绍
影响雷达接收信号和干扰功率的参数：
系统参数
GR SPACE
2 (4 )3 R4
(1/ m2 )
(4 )3 R4
LRSPACE
2
(m2 )
四、雷达方程中的损失
• 系统损失 • 传播媒介损失 • 地面损失（由多路径引起）
系统损失
LS (dB) LPL LPO LAP LPW LSQ LLIM LC LOP LNE
• 接收机噪声系数 3.5dB
• 系统损失
1.4dB
• 传播损失
1.6dB
• 地面损失
0dB
求：对于101.860公里远的2m2的目标，单个脉冲的信噪比
答案：-12.9dB
例题
2、若上例进行相参积累2048个脉冲，积累损失为 1.6dB,再求信噪比 答案：18.6dB
检测距离预测
R4 max
(4
驻留时间
例题
1、某搜索雷达有如下特征
• 类型
2维搜索
• 方位角波束宽度
2.2˚
• PRF
630pps
• S/Nmin
17dB
雷达从92海里（170.384公里）处2m2的目标能获得7dB的信噪 比。求如果扫描匹配信号积累数，求天线的最大旋转速度？假 设积累损失为2dB。
答案：86.6˚/s；
八、跟踪雷达的雷达方程
GP( N )
NL Li
积累损失
噪声中的点目标
观测能量和平均功率
B 1/
S/N
PT NLG22
(4 )3 R4KT0FLS LALGPLi
S
/
N
WLG2 2 (4 )3 R4KT0FLS LALGP Li
S
/
N
(4
PAVGTDG 2 2
)3 R4KT0FLS LALGPLi
低截获概率(LPI)