雷达系统原理PPT课件

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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 5 s 到快 0 4 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SART1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 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S