雷达系统原理.ppt

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（7.5s）到快(0.4s)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SAR