雷达原理 第1章
ALENIA雷达讲义
第一章SSR原理1.1航路二次雷达ＳＳＲ原理基本概念：雷达的原意为无线电检测和测距，他起到对目标定位的作用。
以脉冲雷达为例，通过天线发射射频脉冲。
当射频信号遇到目标以后，其中的一部分能量向雷达站方向反射，通过天线进入接收机。
经过雷达的接收系统放大、检测等处理后，可以发现目标的存在，并可以提取其他的参数信息。
测距是基于光速不变的原理。
由于回波信号往返雷达和目标之间，他将滞后于所发射的探测脉冲时间为Tr。
以探测脉冲作为时间基准，目标和雷达站之间的斜距R为：R = C * Tr / 2由上式可见，对目标的测距（系指斜距）和测时是一致的。
测角，对于监视雷达而言系指方位角 ，亦即偏离正北方向的角度。
一般由扫描天线的主波束的指向所确定，在航管雷达系统中常把工作于上述状态下的雷达称之为一次监视雷达（PSR）。
目前一次雷达主要有三大类：A.航路的监视一次雷达，作用距离在300－500公里B.机场的监视一次雷达，作用距离在100－150公里C.着陆雷达（在跑道附近）。
其信号是提供给塔台调度员的，在塔台显示器上观看飞机下滑的全过程，提供信号仰角７度（上下10度）ＰＳＲ的优缺点：优点：只要有目标存在就可以发现它（不管敌我）缺点：⑴辐射功率很大（要足够大）Ｒ与Ｐ的关系：Ｒ↔功率的四次方根造价要高得多，设备庞大。
⑵易受干扰（障碍物，气象）⑶不能对目标识别当两个目标很近时也无法区别。
⑷要得到目标的高度也很困难。
二次雷达设备——第1页二次监视雷达（SSR）和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。
一次监视雷达可以靠目标对雷达发射的电磁波（射频脉冲）反射，主动发现目标并确定其位置，而二次监视雷达不能靠接收目标反射的自身发射的探测脉冲工作。
他是同地面站（通常称询问机）通过天线的方向性波束发射频率为1030兆赫的一组询问编码（射频脉冲）。
当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时，应答机检测这组询问编码信号，判断编码信号的内容，然后由应答机用1090兆赫的频率发射一组约定的回答编码（射频）脉冲。
雷达原理(第三版)__丁鹭飞第1章
会产生模糊。无论是用距离变化率或用多卜勒频移来测量速度,
都需要时间。观测时间愈长，则速度测量精度愈高。 多卜勒频移除用作测速外 , 更广泛的是应用于动目标显示 (MTI)、脉冲多卜勒(PD)等雷达中，以区分运动目标回波和杂波。
第一章 绪 论 4. 目标尺寸和形状
目标识别提供了相应的基础。
第一章 绪 论 1.1.2 雷达探测能力——基本雷达ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程 设雷达发射机功率为 Pt, 当用各向均匀辐射的天线发射时 ,
距雷达 R 远处任一点的功率密度 S1' 等于功率被假想的球面积
4πR2所除, 即
Pt S 4R 2
' 1
实际雷达总是使用定向天线将发射机功率集中辐射于某些方向 上。天线增益G用来表示相对于各向同性天线, 实际天线在辐射 方向上功率增加的倍数。 因此当发射天线增益为G时, 距雷达R 处目标所照射到的功率密度为
并随制导体制而异。
第一章 绪 论 6) 战场监视雷达 这类雷达用于发现坦克、 军用车辆、 人 和其它在战场上的运动目标。
7) 机载雷达 这类雷达除机载预警雷达外， 主要有下列数种
类型:
(1) 机载截击雷达。当歼击机按照地面指挥所命令, 接近敌
第一章 绪 论
天线 收发转换开关 发射机
发射的电磁波 目标 接收的电磁波 R
噪声
接收机 信号 处理机
显示器
图1-2 雷达的原理及其基本组成
第一章 绪 论 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再 由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速
(约3×108m/s)传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它
雷达原理
4
雷达原理
2.4 固态发射机
• 固态发射机发展概况和特点
– 逐步替代常规微波电子管发射机，优点如下 • 寿命长、可靠性高 • 体积小、重量轻 • 工作频带宽、效率高 • 系统设计和运用灵活、维护方便, 成本较低
– 平均功率大而峰值功率受限，适用于高工作比 雷达，如连续波雷达
– 在 UHF ~ L 波段发展较快
• 雷达的基本概念
– 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射 来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征 等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷 达站或雷达机，简称雷达
– 二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）
– 转发：二次雷达（导航）
– 固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随 机热运动电磁辐射（导引头）
雷达原理
1.1 雷达的概念
• 雷达信号处理
– 目标信号总是被淹没于 杂波（+干扰）+ 噪声
的背景中 – 杂波及干扰强度往往超过目标信号的千万倍 – 信号处理作用
• 增强待测目标信噪比，提取目标参数 • 抑制杂波和干扰信号
雷达原理
1.2 雷达探测原理
• 雷达回波中的可用信息
– 斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
• 总效率
– 发射机输出功率与其输入总功率之比 – 对主振放大式发射机应改善输出级的效率
雷达原理
2.2 雷达发射机电性能指标
• 信号形式（调制形式）
– 不同信号形式对发射机的要求各异
波形 简单脉冲 脉冲压缩 高工作比多卜勒
调制类型 矩形调幅
线性调频、相位编码 矩形调幅
工作比（占空比）% 0.01 ~ 1 0.1 ~ 10 30 ~ 50
雷达原理第 章 雷达发射机
第2章 雷达发射机
单级振荡式发射机与主振放大式发射机相比，最大的优点 是简单、经济, 也比较轻便。实践表明, 同样的功率电平, 单级 振荡式发射机大约只有主振放大式重量的1/3。因此, 只要有可 能, 还是尽量优先采用单级振荡式方案。但是, 当整机对发射机 有较高要求时, 单级振荡式发射机往往无法满足而必须采用主 振放大式发射机。
冲重复周期为Tr, 则有
Pav Pt Tr
Ptfr
式中的fr=1/Tr是脉冲重复频率。τ/Tr=τfr称作雷达的工作比D。 常
规的脉冲雷达工作比的典型值为D=0.001, 但脉冲多卜勒雷达的
工作比可达10-2数量级, 甚至达10-1数量级。显然, 连续波雷达的
D=1。
第2章 雷达发射机
3. 总效率
电源输出端还需要有一个电容, 以尽量减小脉冲负载对电源的影响。
12
在滤主波振 、放注大入式稳发频射及机锁中相稳, 如频前等所措述施, 载, 所频以的能精够度得和到稳很定高度的在频低T率r电稳平定级度决。定, 较易采取各种稳频措施, 例如恒温、t 防震、稳压以及采用晶体
3 单级振荡和主振放大式发射机
信号的稳定度或频谱纯度
…
NkF
图 2.9 采用频率合成技术的主振放大式发射机
第2章 雷达发射机
图2.9是采用频率合成技术的主振放大式发射机的原理方框 图, 图中基准频率振荡器输出的基准信号频率为F。在这里, 发射 信号(频率f0=NiF+MF)、稳定本振电压(频率fL=NiF)、相参振荡 电压(频率fc=MF)和定时器的触发脉冲(重复频率fr=F/n)均由基准 信号F经过倍频、分频及频率合成而产生, 它们之间有确定的相 位相参性, 所以这是一个全相参系统率 F 振荡器
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第6章
6.1 概述 6.2 射频噪声干扰 6.3 噪声调幅干扰 6.4 噪声调频干扰 6.5 噪声调相干扰
第1章 绪 论
6.1 概 述 雷达获取目标信息的过程可用图6-1来表示。首先，雷达向 可能存在目标的空间发射电磁波信号sT(t)，当该空间存在目标 时，sT(t)信号会受到目标距离、角度、速度等参数特性的调制， 形成回波信号sR(t)。在雷达接收机中，通过对接收信号sR(t)的 放大、滤波和解调，可得到有关目标距离、角度、速度等信息。 图中增加的c(t)是因为雷达接收机中的信号除了目标回波sR(t) 以外，还存在各种内外噪声、杂波、多径回波等。正是由于这 些噪声才影响了雷达检测目标的能力。可见，如果在sR(t)中引 入人为噪声干扰信号或利用吸波材料减小目标回波信号的功率， 都可以阻碍雷达探测目标，达到干扰的目的。
3) 扫频式干扰
扫频式干扰一般满足：
(6-3)
Δfj≤(2~5)Δfr，fs=fj(t)，t∈[0，T]
即0m干tinT扰f信jt号,0m中taxT心f j频t率fj(t)是覆盖fs、以T为周期、在扫频范围
[
]内连续调谐的函数。扫频式干扰可以对
干扰频带内的各雷达形成周期性间断的强干扰。由于扫频范围
较大，也可以降低对频率引导的要求，同时干扰扫频范围内的
f fL f fL
HI f 2 df
2
HI f df
(6-20)
式中, fL为本振频率，HI(f)为中放及接收前端的频率响应。
当接收机为理想的匹配滤波器时，HI(f)=kF*s(|f－fL|)e－
j2πft0，中放输出的信号峰值功率为
SI
Fs
f fL HI
一、雷达目标探测与显示基本原理
（1） 船首向上显示方式 （ head-up） 显示特点：（用于避碰） 1. 扫描中心（本船）在荧屏中心，物标回波相对本船运动，固定
物标则与本船等速反向运动。 2. 船首线指方位圈的0°，并代表船首方向。 物标的方位是相对
本船船首的相对方位（舷角）。 “相对方位显示方式” 3. 本船转向时，船首线不动而物标回波圆周反转，有弧形尾迹，
影响观测。转向时减小增益，可防止图像模糊。
海图平面
270°(T)
240°(T)
Course 240 航行视景
Course 270
0
0
Head up
（2） 真北向上显示方式（North-up） 条件：接入罗经航向信号 显示特点：（用于定位） 1. 扫描中心（本船）在荧屏中心，物标回波相对本船运动，固
（二）雷达显示方式
1、相对运动（RM—Relative Motion）显示：
1、在雷达屏幕上，代表本船位置的CCRP（以及扫描中心）固定
不动； 2、运动目标以其自身航速和本船航速的合速度作相对于本船的运 动； 3、与本船同向同速行驶的船在荧光屏上固定不动，海上固定目标 则与本船等速反向运动；
按图像指向可以分为：首向上（HUP)、航向向上（CUP)、北向上 （NUP)三种方式。
方位圈一起转动，直到船首线指固定方位圈0°为止。
海图平面
270°(T)
240°(T)
Course 240 航海视景
Course 270
240 0
原航向
0
240 0 270
转向中
0 Course up
270 0
0
新航向
固定方 位圈(读 舷角)
固定方位圈0代表船 首,始终向上 240°
雷达原理及系统课件：hotz-雷达系统-第一章
PART 06
Hotz-雷达系统的性能评 估
雷达系统性能指标
探测距离
指雷达能够探测到的 最远距离，通常以千 米为单位。
分辨率
指雷达区分两个相邻 目标的能力，通常以 角度、距离和速度来 表示。
精度
指雷达测量目标参数 的准确性，包括位置、 速度和姿态等。
抗干扰能力
指雷达在面对各种干 扰信号时的性能表现， 包括压制式干扰和欺 骗式干扰。
系统集成
将多个雷达系统集成在一起，实现信息共享和协同探测 ，提高整体性能。
ABCD
软件优化
通过改进雷达系统的信号处理算法，提高其抗干扰能力 和可靠性。
应用拓展
将Hotz-雷达系统应用于更多领域，如无人驾驶、无人机 侦察等，以满足不同需求。
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
2023-2026
目标跟踪与定位
目标跟踪算法
采用跟踪算法对检测到的目标进行连续跟踪，记录目标的运动轨迹。
数据关联与滤波
利用数据关联算法和滤波算法，对跟踪数据进行处理，减小测量误差 和干扰因素的影响。
目标定位
根据多个接收站接收到的信号，采用定位算法计算出目标的精确位置。
系统性能评估
根据实际应用需求，对Hotz-雷达系统的性能进行评估，包括探测距 离、定位精度、跟踪稳定性等指标。
天线
定向发送和接收电 磁波。
控制单元
控制雷达系统的运 行和操作。
Hotz-雷达系统的特点与优势
高精度测距和测速
利用电磁波的往返时间，计算 出目标物体的距离和速度。
抗干扰能力强
采用特定的编码和调制方式， 有效降低干扰的影响。
实时性强
雷达原理习题模拟试卷及答案
雷达原理习题集西安电子科技大学信息对抗技术系 《雷达原理教研组》2005.9第一章1-1.已知脉冲雷达中心频率f0＝3000MHz，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs，回波信号的频率为3000.01MHz，目标运动方向与目标所在方向的夹角60°，求目标距离、径向速度与线速度。
1-2.已知某雷达对σ=5m2的大型歼击机最大探测距离为100Km，a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到0.1m2，此时的最大探测距离为多少？b）在a）条件下，如果雷达仍然要保持100Km最大探测距离，并将发射功率提高到10倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？1-3.画出p5图1.5中同步器、调制器、发射机高放、接收机高放和混频、中放输出信号的基本波形和时间关系。
第二章2-1. 某雷达发射机峰值功率为800KW，矩形脉冲宽度为3μs，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比2-2. 在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？2-3. 用带宽为10Hz的测试设备测得某发射机在距主频1KHz处的分布型寄生输出功率为10μW，信号功率为100mW，求该发射机在距主频1KHz处的频谱纯度。
2-4. 阐述p44图2.18中V2和p47图2.23中V D1、V D2的作用，在p45图2.21中若去掉V2后还能否正常工作？2-5. 某刚性开关调制器如图，试画出储能元件C的充放电电路和c∼g点的时间波形2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压10V，试画出该人工长线放上产生的近似波形，求出其脉冲宽度电时（开关接通）在负载R，脉2.8．某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知E0=120KV，E g=70V，C0=100pF，充放电电流I=80A，试画出a,b,c三点的电压波形及电容C0的充电电流i c波形与时间关系图。
若重频为600Hz，求G1、G2的平均功率和调制脉冲的上升时间、下降时间。
第一章航海雷达基本原理
Scientific definition: Radar is a kind of electronic system which can be used to find the targets and to measure or determinate the targets information/data by way of the characteristics of electromagnetic wave.
Marine Radar and ARPA
Chapter 1 Basic Principle of Radar
现代雷达与电子计算机、图象处理、数据处理、自 动控制等技术结合，又具有自动信息处理功能及智 能化显示终端，可自动、迅速、准确地完成测量、 显示、控制和管理。
Marine Radar and ARPA
collision avoidance information
Marine Radar and ARPA
Chapter 1 Basic Principle of Radar
雷达是一种主动遥感设备，它利用电磁波的二次辐射、 转发或固有辐射来探测目标，并测定目标的空间坐标、 速度及避碰参数的一个无线电技术范围。称为“雷达”。 “二次辐射”：雷达发射电磁波到目标后、目标产生“二 次辐射”，其中一小部分被雷达天线接收，称为目标回 波, 雷达收到回波便可发现目标。 “转发”： 来自应答器（Transponder），“识别器”， 后者收到雷达信号后发射经过编码的“应答波”被雷达所 接收，从而发现目标。 “固有辐射”：来自具有固有辐射源的目标（如飞机、发 动机、核爆炸、目标上无线电装置等）雷达接收目标的 固有辐射波而发现目标。
Marine Radar and ARPA
(整理)经典雷达资料-第1章 雷 达 概 论
第1章雷达概论Merrill I. Skolnik1.1 雷达描述雷达的基本概念相对简单，但在许多场合下它的实现并不容易。
它以辐射电磁能量并检测反射体（目标）反射的回波的方式工作。
回波信号的特性提供有关目标的信息。
通过测量辐射能量传播到目标并返回的时间可得到目标的距离。
目标的方位通过方向性天线（具有窄波束的天线）测量回波信号的到达角来确定。
如果是动目标，雷达能推导出目标的轨迹或航迹,并能预测它未来的位置。
动目标的多普勒效应使接收的回波信号产生频移，因而即使固定回波信号幅度比动目标回波信号幅度大多个数量级时，雷达也可根据频移将希望检测的动目标（如飞机）和不希望的固定目标（如地杂波和海杂波）区分开。
当雷达具有足够高的分辨力时，它能识别目标尺寸和形状的某些特性。
雷达可在距离上、角度上或这两方面都获得分辨力。
距离分辨力要求雷达具有大的带宽，角度分辨力要求大的电尺寸雷达天线。
在横向尺度上，雷达获得的分辨力通常不如其在距离上获得的分辨力高。
但是当目标的各个部分与雷达间存在相对运动时，可运用多普勒频率固有的分辨力来分辨目标的横向尺寸。
虽然人们通常认为SAR是通过在存储器中存储接收到的信号，从而产生大的“合成”天线，但是用于成像（如地形成像）的合成孔径雷达在横向尺度上获得的分辨力仍可解释为，是由于利用了多普勒频率分辨力的结果。
这两种观点（多普勒分辨力和合成天线）是等效的。
展望用于目标成像的ISAR所能得到的横向分辨力的途径，理所当然应该是多普勒频率分辨力。
雷达是一种有源装置，它有自己的发射机而不像大多数光学和红外传感器那样依赖于外界的辐射。
在任何气象条件下，雷达都能探测或远或近的小目标，并精确测量它们的距离，这是雷达和其他传感器相比具有的主要优势。
雷达原理已在几兆赫兹（高频或电磁频谱的高频端）到远在光谱区外（激光雷达）的频率范围内得到应用。
这范围内的频率比高达109:1。
在如此宽的频率范围内，为实现雷达功能而应用的具体技术差别巨大，但是基本原理是相同的。
天气雷达的基本工作原理和参数知识讲解
性
风暴跟踪信息文本产品（上海）
风暴结构产品（SS）
冰雹指数产品（HI）
回波顶高产品（ET）
回波顶高等值线产品（ETC）
垂直液态水含量产品（VIL）
强天气概率产品（SWP）
一小时降水量产品（OHP）
三小时降水量产品(THP )
风暴总降水量产品（STP）
多普勒频率fd与目标物径向 速度Vr的关系
多普勒频率fd 定义： 目标物相对于雷达作径向运动
引起回波信号的频率变化，称 多普勒频移，亦称多普勒频率， 单位:赫兹（Hz）。
多普勒频率fd与目标物径向速度Vr 的关系（证明见P211-212)
fd
2Vr
其中： f d为多普勒频率
Vr 为目标物的径向速度
(单位 Hz )
(也称多普勒速度 , 单位 m / s)
这类产品主要有：
• 平面位置显示(PPI)
• 垂直最大回波强度显示 (CR)
• 等高平面位置显示(CAPPI)
• 距离高度显示(RHI)、
• 任意垂直剖面显示(VCS)
WSR-88D产品生成器根据用户要求生成的基本产 品有：基本反射率产品6种，平均径向速度产品6 种，速度谱宽产品3种，共计3类15种气象产品， 如下表
组合反射率因子 平均值产品图 (LRA)
2001年8月7日 15:26
中层（上图12~33 千英尺）和低层 （下图从地面到 12千英尺）
2010年8月7日15:02弱回波区产品图也 称为反射率因子多层透视图(上海)
风暴跟踪信息产品（STI）
表
示 产 生 冰 雹 的 可 能
图 中 绿 色 三 角 形
雷达原理复习总结
第一章 绪论（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息雷达概念：Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。
从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角速度 多普勒频移尺寸和形状 回波延时、多普勒频移2、目标距离的测量测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率最大不模糊距离3、目标角度的测量角度分辨率角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关(Duplexer): 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机(Receiver)：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器(Scope)：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章 雷达发射机1、雷达发射机的任务雷达发射机的任务：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
2、雷达发射机的主要质量指标雷达发射机的主要质量指标：工作频率或波段，输出功率，总效率，信号形式，信号稳定度3、雷达发射机的分类雷达发射机的分类：1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。
《雷达原理》第一章 题集
《雷达原理》第一章题集课程名称：雷达原理考试形式：课后练习满分：100 分---注意事项：1. 本题集共四部分，总分 100 分。
2. 请将答案写在答题纸上。
3. 所有题目必须回答，选择题请将正确答案的字母填在答题纸上，其余题目请将答案写清楚。
---第一部分选择题（共 20 题，每题 2 分，共 40 分）1. 雷达的基本工作原理是（）A. 信号的反射B. 电磁波的传播C. 信号的放大D. 数据的处理2. 在雷达系统中，天线的主要作用是（）A. 发射和接收电磁波B. 处理信号C. 记录数据D. 过滤噪声3. 雷达信号的脉冲宽度越短，分辨率（）A. 越高B. 越低C. 不变D. 与天线有关4. 在连续波雷达中，目标的距离是通过（）来测量的。
A. 信号的幅度B. 信号的相位C. 信号的频率D. 信号的时延5. 雷达的“多普勒效应”主要用于（）A. 测量目标的速度B. 测量目标的距离C. 提高信号的强度D. 过滤杂波6. 在脉冲雷达中，回波信号的延迟时间与目标的（）有关。
A. 速度B. 方向C. 距离D. 大小7. 雷达中“信号噪声比”通常用来衡量（）A. 信号的强度B. 噪声的强度C. 信号质量D. 接收机的灵敏度8. 目标的回波信号强度与其（）成正比。
A. 距离的平方B. 反射面积C. 速度D. 温度9. 雷达中的“波束宽度”主要影响（）A. 雷达的探测范围B. 雷达的分辨率C. 信号的强度D. 天线的大小10. 相控阵雷达的主要优点是（）A. 结构简单B. 能够快速改变波束方向C. 成本低D. 体积小11. 在雷达系统中，目标检测的基本步骤是（）A. 发射信号、接收回波、处理信号B. 仅发射信号C. 仅接收回波D. 处理信号后发射12. 雷达成像的基本原理是（）A. 利用信号的频率B. 利用信号的幅度C. 利用信号的相位信息D. 利用信号的时延13. 反射体的形状对雷达信号的影响主要体现在（）A. 回波的强度B. 回波的时间C. 回波的频率D. 回波的相位14. 在雷达测距中，使用的公式为（）A. 距离 = 光速×时间B. 距离 = 时间 / 光速C. 距离 = 光速 / 时间D. 距离 = 时间 + 光速15. 适合高空探测的雷达类型是（）A. 地面雷达B. 空中雷达C. 卫星雷达D. 水面雷达16. 雷达中“脉冲重复频率”的增加将导致（）A. 探测距离增加B. 探测范围增加C. 分辨率降低D. 分辨率提高17. 在合成孔径雷达中，成像的关键是（）A. 信号的频率B. 运动的路径C. 发射的功率D. 目标的大小18. 关于“目标指向性”，下列说法正确的是（）A. 只与目标的速度有关B. 仅与雷达的工作频率有关C. 与目标的形状、材料及入射角有关D. 不影响信号的返回19. 雷达系统中的“干扰”主要来源于（）A. 自身发射B. 环境噪声C. 目标物体D. 以上均可20. 在目标检测中，雷达的“波长”对（）有影响。
雷达课件第1部分
C A’ B 岛屿 C’
本船
(a) 侧视图
A
外形轮廓
本船
(b ) 俯视图
岛屿
扫描 方向
扫描线 扫描原点 O (本船) 实际距离 探测距离 (c) 雷达图像 A
岛屿
C CRT边缘
• 2．径向扩展 • 发射脉冲宽度τ、接收机通频带宽度△f以
及荧光屏光点直径d会使物标回波在半径 方向上产生扩展。现以点物标为例进行 说明。 • 宽度为τ的发射脉冲打到点物标时，显然 ，回波的宽度也为τ。宽度为r的回波脉冲 通过接收机放大时，会使回波宽度失真 变形，增加约1／△f的宽度，这样，一 个点物标的回波宽度变成C(τ+1／△f)／2 。
两侧较暗。若扫描亮度、增益控钮稍些， 波的两侧边缘也会向中缩。 • 物标回波图像的横向缩小可提高雷达的 方位分辨率，但可能丢尖物标的真正边 缘．造成雷达测方位的误差。
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警雷达系统，可发跟踪3000英里外，600英里
高的导弹，预警时间为20分钟。
1964年美国装置了第一个空间轨道监视雷达，
雷 用于监视人造地球卫星或空间飞行器。
达 原
1971年加拿大伊朱卡等3人发明全息矩阵雷达。
理 与此同时，数字雷达技术在美国出现。
中国旋转雷达罩式预警机
雷 达 原 理
雷达探测
目
回波
理 而天线的增益较高，有利于定向传播；又因频率高，信道
容量大，应用的范围也很广。主要用作定点及移动通信、
导航。雷达定位测速、卫星通信、中继通信、气象以及射
电天文学等方面。
雷达的特点
• 主动工作设备 • 穿透能力强
雷 达 原 理
雷达的应用—军用雷达
• 预警雷达：作用距离数千公里，用于发现洲际导弹， 洲际战略轰炸机
铺路爪远程预警雷达系统 雷 达 原 理
以军先进的“绿松石”远 程
警戒雷达
火控雷达
俄罗斯S300制导雷达 中国Y-8战场监视飞机
预警雷达
• 任务：用于发现战略轰炸机,洲际导弹。
1
]4
雷达的组成
一个简单脉冲雷达
天线
前端
收发开关
功率放大器 脉冲发生器
雷
发射机
达
原
理
低噪声 放大器
混频器
中频放大器 (匹配滤波器)
检测器 显示/采样
接收机 本地振荡器
雷达的组成
• 天线：向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波
• 收发开关：
– 发射状态 将发射机输出功率接到天线，保护接收机输入端 – 接受状态 将天线接收信号接到接收机，防止发射机旁路信号
雷 达
和识别
原
理
雷达利用目标对电磁波的反射现象来发现
目标并测定其位置的。
雷达的出现
• 1864年麦克斯韦提出电磁理论
• 1886年赫兹采用人工方法产生电磁波
• 1903年德国人维尔思姆探测到了从船上反射的电 磁波
• 1922年马克尼首次描述了雷达的概念“电磁波能
雷 达
够为导体所反射，可以在船舶上设置一种装置， 向任何需要的方向发射电磁波，若碰到导电物体，
理
雷 达 原 理
• 电子情报卫星计划
雷 达 原 理
• 美国的侦察卫星在1991年的海湾战争期间 为多国部队获得了丰富的技术情报
雷 达 原 理
• 太空谍眼：电子侦察卫星
雷 达 原 理
• 中国对外展出的“神舟”五号宇宙飞船的 轨道舱
雷 达 原
理 • 英国《简氏情报评论》上刊登的中国风云 一号卫星外形想象图
振幅
天线扫描 方向图
脉冲调制函数
原 理
雷达接收信号：
sr
t
s
t
2Rt
c
发射信号相位 调制
雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息。
雷达探测的基本原理
目标信息
距离
空间
雷 位置 方位
达 原
仰角
理
速度
尺寸和形状
R
C 2
tr
A, At, t
雷达提取
回波延时
Rmax cTr 2
天线扫描
vr 2 fd
多普勒频移
原 它就会被反射到发射电磁波的船上，由一个与发
理 射机相隔离的接收机接收，以此表明另一船舶是
存在的，并确定其位置”。
雷达的出现
• 雷达的出现是防空需要
雷 达 原 理
雷达的出现
1927年Hans E. Hollmann对Huelsmeyer
的装置进行改进的基础上，制造了第一部厘
米波段的发射-接收机，它便是“微波”
• 脉冲压缩技术
雷 达 原
• 单脉冲雷达技术 • 微波高功率管
理
• 脉冲多卜勒雷达
• 微波接收机低噪声放大器（低噪声行波管、量子、参 量、隧首二极管放大器等）
• 相控阵雷达
• 50年代中期美国装备了超距预警雷达系统，
可以探寻超音速飞机。不久又研制出脉冲多普
勒雷达。
1959年美国通用电器公司研制出弹道导弹预
信、无线电传真、海上和航空通信等。超短波10米~1毫米
30~300,000兆赫超短波，又叫米波或甚高频无线电波。
主要传播方式是直射波传播。传播距离不远，一般为几十
雷 达
公里。主要用作调频广播、电视、导航、雷达及射电天文 学等。微波1米以下波长在1米以下的超短波又称为微波。
原 主要是直射波传播。微波的天线辐射波束可做得很窄，因
雷
标
达
电磁波
雷 达 原 理
目标的空间位置
极坐标：R, 和
圆柱坐标：D, 和H
D R cos
H R sin
雷
R
达
原
理
D
O
目标 P H
B
雷达
正北
典型测量原理
雷达发射信号：
波束方位
仰角指向
载波角频率
st At At, t rect t nTr , e jtt
n
雷
发射信号
达
雷 达
和识别
原
理
雷达利用目标对电磁波的反射现象来发现
目标并测定其位置的。
雷达反干扰
• 天线抗干扰：低旁瓣，旁瓣对消，旁瓣 消隐，波束烧穿，随机扫描等
• 发射机抗干扰：提高有效辐射功率，频
雷
率捷变，频率编码，频率分集，脉冲压
达 原
缩，波形隐蔽，窄脉冲，重频时变等
理 • 接收机、信号处理抗干扰：接收机抗饱
和，重频、脉宽鉴别，MTI，MTD，积
累检测等
隐身与反隐身
• 隐身：通过形体设计和材料选择降低目标 的RCS（）
• 反隐身：增加照射功率，雷达组网，短波/ 米波雷达，双/多基地雷达，PCL
雷 达 原 理
反侦察和反摧毁
• 低截获的发射波形：噪声雷达，冲击雷达， 高时宽/带宽积信号等
雷 达 原 理
雷达综述
雷 达 原 理
主要内容
• 什么是雷达
• 雷达测量的主要原理
• 雷达的组成
• 雷达的分类
雷
达 原
•
雷达的波段
理 • 雷达的发展和应用
雷达的概念
• 雷达(Radar)是英文 “Radio Detection
and Ranging”缩写的译音,意思是无线电检测 和定位。
• 利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像
雷 达 原 理
雷达的波段
• HF（3-30MHz）
• VHF（30-300MHz）
• UHF（300-1000MHz）
• L（1000-2000MHz）（Long）
• S（2000-4000MHz）（short）
• C（4000-8000MHz） （ Compromise）
雷 达
•
X（8000-12000MHz）（标示 地点）
• 雷达引信：测量弹头附近是否有目标，提高命中率
雷达的分类
• 应用场合
– 军用
• 预警雷达/超远程雷达
• 搜索雷达和警戒雷达
• 引导指挥雷达(监视雷达。
雷
• 制导雷达
达
• 战场监视雷达
原
• 机载雷达
理
• 舰载雷达
• 炮瞄雷达
• 炮兵雷达
• 靶场测量雷达
• 雷达导引头(寻的器)/雷达引信
– 民用
雷达的应用—军用雷达
雷达原理
---------王河媛
雷 达 原 理
主要参考书
雷 达 原 理
电子战的科学定义
• 电子战（EW）：敌我双方利用无线电电子装 备或器材所进行的电磁信息斗争，电子战包 括电子对抗和电子反对抗
• 电子对抗（ECM）：为了探测敌方无线电电
子装备的电磁信息（电子侦察），削弱或破
雷 达 原
坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施 （电子干扰、伪装、隐身和摧毁）
高分辨力
回波延时 多普勒频移
基本雷达方程
雷达发射增益
雷达截面积（m2）
雷达发射功率（W）
雷 达 原
Pr
理
雷达接收功率（W）
Pt G Ae
4R2 4R2
PtGAe (4 )2 R4
有效接收面积（m2） 目标距离(m)
最大作用距离
Pr Smin
雷 达 原 理
Rmax
[
PtGAe (4 )2 Smin
• 长波10,000米~1,000米30~300千赫长波的传播主要是靠 地面波和经电离层折回的天空波来进行的它的传播距离由
雷 发射机的功率和地面情况所决定，一般不超过3000公里。 达 主要用作无线电导航，标准频率和时间的广播以及电报通 原 信等中波1,000米~100米300千赫~1.6兆赫中波靠地面波 理 和天空波两种方式进行传播。在传播过程中，地面波和天
• 1941年苏联最早在飞机上装备预警雷达。
1943年美国麻省理工学院研制出机载雷达
平面位置指示器，可将运动中的飞机柏摄
下来，他胶发明了可同时分辨几十个目标
的微波预警雷达。
1944年马可尼公司成功设计、开发并生产
「布袋式」（Bagful）系统，以及「地毡
式」（Carpet）雷达干扰系统。前者用来
截取德国的无线电通讯，而后者则用来装
理 • 电子反对抗（ECCM）：在敌方实施电子对抗
的条件下，保证我方有效使用电磁信息所采
取的一切战术、技术措施（反侦察、抗干扰、
反伪装、反隐身、反摧毁）
• 电子对抗就是敌对双方为削弱、破坏对方 电子设备的使用效能、保障己方电子设备 发挥效能而采取的各种电子措施和行动， 又称电子战。