雷达原理复习总结

1、雷达原理复习要点 第一章（重点） 1、雷达的基本概念 雷达概念（Radar）: radar 的音译，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： 利用目标对电磁浪的反射来发现目标并对目标进行定位， 是一种电磁波的传感黑、探测工具，能主动、实时、远距 离、全天候、全天时获取目标信息。 从冒达回液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？ 斜距R：雷达到目标的直线距离OP 方位a:目标斜距R在水平而上的投影（）B与某一起始方 向（正北、正南或其它参考方向）在水平面上的夹角。 仰角P：斜距R与它在水平而上的投影OB在铅

2、垂而上的 夹角，有时也称为倾角或高低角。 2、目标距离的测量 测量原理 2式中，R为目标到宙达的单程距离，人彳为电磁 液往返于目标与雷达之间的时间间隔，C为电磁波的传播 速率（=3X108米/秒） 距离测量分辨率 两个目标在距离方向上的最小可区分距离 最大不楔糊距离 PRI c u C2 2PRF 3、目标角度的测量 方位分辨率取决于哪些因亲 4、t达的基本组成 雷达由哪几个主要梆分，各部分的功能爱什么 同步诛备：雷达荃机工作的頻率和时间标准。 发射机：产生大功率射频脉冲。 收发转换开关：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：将发射信号向空间定向辐射，并接收目

3、标回波。 接收机：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：显示目标回液，指示目标位旻。 天线控制（伺服）装虽：控制天线波束在空间扫描。 电源 第二章 1、雷达发射机的任务 为雷达提供一个载波熒到调制的大功率射频信号，经绩线 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 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 单级振荡式、主振放大式 4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以 及各自的优缺点 单级振荡式： 脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为I的脉冲 信号。 优点：简单、康价、高效； 缺点：难以产生复

4、杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干； 主振放大式： 同体微波源：绘高稳定度的连续波振荡器。 优点：复杂波形，稳定度高，相干处理 缺点：系统复杂、昂贵 第三章（重点） 1、接收机的韭本概念 接收机的任务 通过适当的濾波将天线接收到的微蓊高頻信号从伴随的 噪声和干扰中逸择出来，并经过放大和检液后，送至显示 器、信号处理器或由计算机控制的雷达终堆设备中。 超外差接收机概念 将接收信号与本机报荡电路的报荡频率，经混频后得到一 个中频信号，这称为外差式接收。得到的中频信号再经中 频放大霁放大的，称为超外差式。中频信号经检波后得到 视频信号。 接收机主要组成部分 至终端设备 接收机主要质量指标 灵敏度$翻

5、、接收机的工作频带宽度、动态范围、中频的 选择和滤波特性、工作稳定度和频率稳定度、抗干扰能力、 微电于化和棋块化结构 2、接收机的噪声系数（重点）噪声系数、噪声温度的走义 噪肓系数：接收机输入端信号噪声比和输出靖信号噪肓比 的比值。实际接收机输出的锁定噪肓功率与“理想接收机” 输出的额定噪肓功率之比。 噪肓遍度：温度Tu称为“等效噪肓温度”或简称“噪声 温度”，此时接收机就变成没有內部噪肓的“理想接收机” 级联电路的噪声系数 两圾电路坂联时接收机总噪靑系數 扎話4+上!+.+亠 4 GQ g G- 噪声系数、噪声温度的计算。 噪声系数: F =込=i S/M g 式中，Si为输入额定信号功率；

6、Ni为输入额定噪声功率（Ni =kT0Bn）； So为输出额定信号功率；N。为输出额定噪声功 率。 噪肓温度 3、匹配濾液 高斯白噪靑背虽下，使输出信噪比达到晟大化的最徒應波 器是匹配滤波器 4、自动增益控制方式 自动壇益控制 跟踪雷达中获得归一化角误差信号。 瞬时自动増益控制 防止等幅波干扰、宽脉冲干扰和低频凋幅液干扰等引起的 中频放大器过我。 近程壇益控制 防止近程杂波干扰引起的中頻放大器过载。 第四章 1、雷达终端显示器的的任务 雷达终端显示器用来显示雷达所获得的目标信息和情报, 包括目标的位虽氏其运动悄况，目标的各种特征参數等。 2、显示輯的主要类型 距离显示器、平面显示器、高度显示器

7、、悄况显示器和综 合显示器、光栅扫描显示器 3、距离显示黑和平面位置显示解（了解） 距离显示器是一维空间显示器，显示目标的斜距坐标。用 光点在蒂光屛上偏转的幅厦来表示目标回波的大小。属于 偏转调制显示器。 平面显示器是二维显示器，显示目标的斜距和方位两个坐 标。采用平而上的亮点位宜来表示目标的坐标，屬于亮厦 调制显示器。 第五章（重点） 1、雷达方程 公式 1 n RG2A2a n PfG2A2a T PrA:a 4讹 雷达方程中的不确定量 诛备的实际损耗和环境因亲 目标的雷达散射截而枳7 炭小可检测信号功率Sms PrG2A2cy 14 巧必： K1V 人 mia _ C 4kTQBF o

8、”刀入r omin _ 最大作用距离与各因亲的关系 2、最小可检测信号 最小可检测信号 门限检测 纽曼-皮尔逊准则：在给定倍噪比条件下，满足一定虚警 概率，便发现概率晟大。 发现概率和虚警概率与门限电平的关系 1虚讐概率（门限）一定时，倍噪比越大，发现概率越大。 2信噪比一定时，虚讐概率越小，发现概率越小；虚瞥概 率越大，发现概率越大。 3检测概率为50%时对应的信噪比仍然较高。信噪比对发 现概率的影响较大。 5当检测概率较髙时，检测所要求的信噪比对虚讐时间的 依赖关系不灵敏。 3、脉冲积累对信噪比的影响 检波前积累（相参积累）：M个等幅相参脉冲积累可以便 信噪比提高为原来的M借。 检液后积累

9、（非柯参积累，视頻积累）：M个等幅脉冲枳 累可以使信噪比改善M-Ml/2o 4、目标的雷达散射截面积（RCS） 雷达横载面积与那些因亲有关 与液长的关系是怎样的 雷达RCS模型（分类依据） 3、解决距离模糊的方法有哪些 4、自动距离跟踪 电移动指标自动地跟踪目标回波并连续地给出目标距离 數据。 整个自动测距系统应包括对目标的搜索，捕获和自动跟 踪三个互相联系的部分。 第七章 1、测角的物理基础 电液直线传播、天线的方向性 2、测角的方法 掌握测角分为哪几类，了解各类测角方法的基本原理 振帽法 利用天线收到的回波信号的幅度值 呆大怙号法：收到回液晟强的方向为目标方向 等信号法：测角采用两个相同且

10、彼此部分重叠的波束，通 过比较两个液束回波的强輔判断目标偏离等倍号轴的方 向和角度。 相位法 利用多个天线所接收回波之间的相位差进行测角。 3、天线波束扫描的方法 分为哪两类 机械扫描、电扫描（相位扫描法、頻率扫描法、时间延迟 法） 各有什么优缺点 电扫描： 无惯性限制、扫描速度快，波束控制灵活； 扫描过程中浪束展宽，天线增益减小，扫描角度范围有限; 天线系统复杂。 机械扫描： 简单、机械运动惯性大。扫描速度不高 4、相位扫描法的特点 栅瓣问题如何解决 1、目标距离测量的方法有哪些 脉冲法测距、调频法测距 2、脯冲法测距 人工测距（早期雷达）：在显示器画而上根据扫掠量程和 回液脉冲位置直接测距

11、。 自动测距（现代雷达）：采用电于诛备自动地测读回波到 达的延迟时间。类似于距离坐标的录取诰备。 一sin%) n l + |sin$| 液束宽度有何特点 随着扫描角度增大，波束展宽，天线増益下降。 同相馈电阵列天线有效长度Nd cos %,相比法线方向减小。 第八章 1、多普勒频率的概念 定义：发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收的信 号频率会发生变化。 窄带信号的多普勒效应。 _ 2vr fd= 多普勒频率的倚征：处于音频范围，正负取决于目标接近 还是远离雷达。 采用差拍的方法提取多普勒頻率: 2、盲速、频闪 当雷达处于脉冲工作状态时，会出现盲速和频闪。 盲速：目标有一定的径向速度，但

12、若其回液信号经过相位 检波后，输出为一串等幅脉冲，即与同定目标回波相同， 此时的目标速度成为盲速。 频闪：相位检波器输出的回波信号包络调制频率与目标径 向速度不再保持正比关系，此时将产生测速模糊。 3、动目标显示雷达的工作原理 对消静止目标原理 在相位检波器的输入罐加上基准电压（或称相参电压），该 电压应和发射信号頻率相参并保存发射信号的初相，且 在整个接收信号期间连续存在。回波信号与基准电压比较 相位，从相位检波眸输出视频脉冲，有冏定目标的等幅脉 冲串和运动目标的调幅脉冲串。在送到终端（显示器或数 据处理系统）去之前需要采用相消设备或杂波滤波器，将囱 定杂波消去，而保存运动目标信息。 4、动

13、目标显示富达的改蓉因子快义） 改善因于(l,】rnpr(kumunt Factor) 动目标显示系统输出的信号杂波输出功率比和输入信号 杂浪功率比的比值。 作业题 笫一章 1、 (a) 要获得100公里的晟大不模糊距离，雷达的脉冲重复频率应是多少？ (b) 当目标处于晟大不模糊距离上，则雷达信号往返的时间爱多长？ (c) 如杲雷达的牀冲宽 1.5us,则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围曼多少? (d) 两个相等尺寸的目标如果要t l-5us的脉冲宽度完全分辨出来，则二者必须相距多远？ (e) 这部雷达的占空闵于爱多少？ 2、装在汽车上的雷达，用来确定在其正前方行驶的车舸的距离。宙达的工作频率为

14、10G,.脉冲宽度为10ns(lns=1000us), 扳大作用距离为150m. (a) 对应于150m晟大不模糊距离的脉冲重复頻率是多少？ (b) 距离分辨力是多少？ (c) 如杲天线液束宽度为6倉，则在150m距离上，模向距离(方位)分辨力爱多少？ (d) 设天线增益G=30dB,最小可检测信号为5*1O(-13)W,则能够检测150m距离上雷达橫截面积为10mA2目标所需要 的发射功率是多少？ 第二章 1雷达发射机的分类和主要技术参數指标有哪些？ 2. 机载多普勒雷达为什么一定要用主振放大式发射机？ 3. 雷达系统中应用同态发射机有何特点？ 第三章 1某接收机的带宽Bn=500IHz,壇

15、益为2()dB ,噪声系數为3分贝(dB)。则接收机内部噪靑在输出端星现的额定功率 N是多少？接收机的等效噪声温度Tu畏什么？ (k= 1.38*10(-23) J/K,T0=290I) 2某接收机的线性部分由传输线、芟频器和中频放大器三部分组成。前两部分的额定功率增益分别 0.=0.82, G,=0.2, 后两部分的噪肓系数分别爱F2=6, F5=3o试求总噪声系数。 第五章 1、雷达带宽B=50kHz,平均虚警时间为10分钟，则该雷达的虚讐概率姥多少？虚警总数叉畏多少？ 2、已知某雷达主要参数：发射功率5MW,天线增益3()dB,接收机灵撤度为-9()dBmW.该雷达针对某目标的理论作用距离 为200k