雷达系统原理

• 典型的雷达天线有抛物面反射天线和阵列天线，天线的性能直接 影响雷达的性能表现。 影响目标回波接收质量的因素有旁瓣电平 和天线波束宽度。天线波束宽度越窄，雷达分辨力 越强；旁瓣电 平越低，产生的假回波图像越少。
旁瓣
• 主瓣为由天线发出的最强波束， • 其他较弱的波束被称为旁瓣。 • 旁瓣电平为主瓣电 平与最大旁瓣电平之差
脉冲（波束）宽度
•Leabharlann Baidu脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度（-3dB） 的一半的角（也 被称为“半值宽度”
雷达无线电波特性
• 雷达的无线电波略沿地表方向传播（主要视线）。这一特性的变 化取决于大气的 密度，其一般的计算公式如下所示，总之，雷达 的视线距离 D 比光学视距要长 约 6%。
雷达盲区
• 由于雷达的无线电波就是视野，若雷达的天线周围存在电波无法 穿透的物体，如 本船接近雷达天线的烟囱主桅或，大船或大山等， 就会给雷达造成盲区。形成盲 区时，就有可能投射一个长的阴影 并全部或部分档住目标。 主桅或烟囱形成的盲区是在雷达安装时 就可以发现的，只有设置好天线位置，就 可以有效的较少盲区的 产生。由于在盲区内的目标有可能不可见，所以进入有盲 区区域 时，须格外谨慎。
雷达干扰
• 当附近有使用相同频段的雷达工作时，屏幕就会出现干扰杂波。 虽然干扰的出现不是固定不变的，但形状几乎都是旋转或径向的 显示。 该系列雷达带有 IR(干扰抑制)功能来减少此类干扰。
接收雷达信标，雷达应答器和雷达增强器
• X 波段的雷达要求具有接收雷达信标，雷达应答器和雷达增强器 的能力。使用雷 达系统接收该类信号，请按如下操作。 • 1 设置量程在 6 或 12 海里 2 从菜单关闭 IR 功能 • 2 参考“干扰抑制（IR） ” • 3 对于屏幕上出现大量回波信号的情况，使接收机稍微失谐可以 获得更好的效 果。 • 4 当本船接近发射中的雷达信标或雷达应答器时，回波会变的模 糊并形成弧形。 为了获得更好的信号，适当调整增益，海浪干扰 抑制和雨雪干扰抑制。 雷达增强器产生的回波比正常的要大。
雷达系统原理
什么是雷达系统？
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标（如其他船，浮标，小岛等）反射回来，并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能，并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转，这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号，发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
携带 SART 船的实际位置
• 若本船位于 SART 位置的 1 海里以外， • 第一道显示的回波位置为距 SART0.64 海里 • 第 12 道回波为 SART 的实际位置。 • 若本船进入 SART 1 海里以内范围， • 显 示的扫描速度加快， • 该回波的长度为距 SART 实际位置 150 米。
关于 SART雷达应答器
• 根据 GMDSS（全球遇险与安全系统）要求，IMO/SOLAS 类型 的船必须配备 SART。当船遇险时，SART 可以自动发出信号， 所以其他船或飞机就可以确定 遇险船的位置。若本船配备了波段 的雷达，并且 8 英里内有船遇险，SART 可以 指引雷达回波到遇 险船。该信号包括了 12 扫频，并在 9.2 到 9.5GHz 的频段传输。 根据距离的不同，SART 具有 2 种扫频时间，由慢（7.5μ s）到 快(0.4μ s)扫描或反 之亦然。当接收到该信号时，屏幕上出现一 条总长为 0.64 海里被 12 个点平均的 线。最近的 SART 的光点 指示遇险船的位置。当本船接近 SART 1 海里以内时， 雷达上显 示快速闪烁的扫描信号，并有一根单薄的线连接 12 个光点。
旁瓣图像
• 从天线辐射出的微波波束在主瓣周围有向各个方向的旁瓣。由于 旁瓣的电平低于 主瓣，对于远距离目标的影响微乎其微，但对于 近距离，强反射的目标，就有可 能导致产生圆弧状的假回波图像。
跳跃的目标图像
• “跳跃”现象产生的远距离目标的假回波图像。 取决于天气条件， “跳跃”产生在大气的逆温层。在这种情况下，无线电波可以 达 到超出雷达量程的远距离目标。超过最大量程的目标，会在屏幕 上出现一个图 像，显示在比实际距离要近的距离上。这种现象是 长距离回波延时时间超时的结 果，回波被当成接下来的旋转的回 波显示。改变量程或目标的距离改变时，就可 以判断回波的真假。
双重目标图像
• 当本船附近有一个大的反射面并处于与本船接近垂直的距离时 （如，本船正从一 艘大船旁边经过，等），雷达电波在本船与其 他船之间反弹。因此，2 到 4 个图 像可能会等距离的出现在目标 的方向上。由于多重反射造成的假图像被称为“双 重目标” 。 出现这种情况时，离本船最近的回波图像为真正的目标。 可以注 意到，当本船与相关目标的距离和方位发生变化时，双重目标也 会消失。 因此，这种假回波图像很容易就能区分出来。
假回波图像
• 屏幕上有可能会出现实际不存在的假回波图像。 造成假回波的现 象按如下分类及处理： • 虚假图像 • 双重目标图像 • 旁瓣图像
虚假图像
• 附近的大型物体的回波图像有可能会出现在两个不同的位置。一 个是实际的图 像，另一个则可能是被主桅或烟囱等反射的回波造 成假回波图像。那在屏幕上， 一个回波图像就出现在正确的距离 及方位，而另一个图像则出现在烟囱或主桅等 的方向上。桥梁和 码头等也有可能造成假回波图像。
弱反射目标
• 目标反射的回波强度不仅取决于与目标间的距离，目标的高度或 尺寸，还要取决 于目标的材料和特性。具有低发射或入射角的目 标，如 FRP(纤维增强复合材料) 船和木制船发射的都不好。所以， 必须注意 FRP 船，木船或沙，沙洲，泥礁等 物体都是弱反射目 标。 由于与海岸线的距离等，本船在雷达图像上看起来比实际的 海岸线要远，当船周 围有弱反射目标时，应更加谨慎。