雷达原理复习总结

1、雷达原理复习要点第一章重点1、雷达的根本概念雷达概念Radar：radar 的音译,RadioDetectionandRanging 的缩写.无线 电探测和测距,无线电定位.雷达的任务：利用目标对电磁波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器、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？斜距R:雷到达目标的直线距离 OP方位:目标斜距R在水平面上的投影 OB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3 :斜距R与它在水平面上的投影 OB在铅垂面上 的夹角,有时也称为倾角或上下角

2、.2、目标距离的测量测量原理2式中,r为目标到雷达的单程距离,为电磁波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=3X 108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CT= 2S''' 'I'最大不模糊距离3、目标角度的测量方位分辨率取决于哪些因素4、雷达的根本组成雷达由哪几个主要局部,各局部的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准.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,并接收目标回波. 接收机：把回波信号放大,检波后用

3、于目标检测、显 示或其它雷达信号处理.显示器：显示目标回波,指示目标位置.天线限制伺服装置：限制天线波束在空间扫描.电源弟早1、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：在触发脉冲信号鼓励下产生脉宽为.的脉 冲信号.优点：简单、廉价、高效；缺点：难以产生复杂调制,频率稳定性差,脉冲间不相干； / 主振放大式：固体微波源：是高稳定度的连

4、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、接收机的根本概念接收机的任务通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随 的噪声和干扰中选择出来,并经过放大和检波后,送 至显示器、信号处理器或由计算机限制的雷达终端设 备中.超外差接收机概念将接收信号与本机振荡电路的振荡频率,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 号再经中频放大器放大的,称为超外差式.中频信号 经检波后得到视频信号.接收机主要组成局部接收机主要质量指标灵敏度Smin、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 干扰水平、微电子化和模块

5、化结构2、接收机的噪声系数重点噪声系数、噪声温度的定义噪声系数：接收机输入端信号噪声比和输出端信号噪 声比的比值.实际接收机输出的额定噪声功率与“理 想接收机输出的额定噪声功率之比.噪声温度：温度 Te称为“等效噪声温度或简称“噪 声温度,此时接收机就变成没有内部噪声的“理想接 收机级联电路的噪声系数两级电路级联时接收机总噪声系数噪声系数、噪声温度的计算.噪声系数：式中,Si为输入额定信号功率；Ni为输入额定噪声功率Ni=kT0Bn;So为输出额定信号功率;No为输出额定噪声功率.噪声温度Na=kTABn3、匹配滤波高斯白噪声背景下,使输出信噪比到达最大化的最优滤波器是匹配滤波器4、自动增益限

6、制方式自动增益限制跟踪雷达中获得归一化角误差信号.瞬时自动增益限制预防等幅波干扰、宽脉冲干扰和低频调幅波干扰等引起的中频放大器过载.近程增益限制预防近程杂波干扰引起的中频放大器过载.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,包括目标的位置及其运动情况,目标的各种特征参数等.2、显示器的主要类型距离显示器、平面显示器、高度显示器、情况显示器和综合显示器、光栅扫描显示器3、距离显示器和平面位置显示器了解距离显示器是一维空间显示器,显示目标的斜距坐标.用光点在荧光屏上偏转的幅度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

7、位两个坐标.采用平面上的亮点位置来表示目标的坐标,属于亮度调制显示器.第五章重点1、雷达方程公式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数据.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局部.第七章1、测角的物理根底电波直线传播、天线的方向性2、测角的方法雷达方程中的不确定量 设备的实际损耗和环境因素 目标的雷达散射截面积b 最小可检测彳t号功率 Smin最大作用距离与各因素的关系2、最小可检测信号最小可检测信号门限检测纽曼-皮尔逊准那么：在给定信噪比条件下,满足一定虚警概率,使发现概率最大.发现概率和虚警概率与门限电平的

8、关系1 .虚警概率门限一定时,信噪比越大,发现概率越大.2 .信噪比一定时,虚警概率越小,发现概率越小；虚警概率越大,发现概率越大.；一；.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.当检测概率较高时,检测所要求的信噪比对虚警时间 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使信噪比提升为原来的 M倍.检波后积累非相参积累,视频积累：M个等幅脉冲积累可以使信噪比改善 M-M1/2.4、目标的雷达散射截面积RCS雷达横截面积与那些因素有关与波长的关系是怎样的雷达RCS模型分类依据弟八早1、目标距离测量的方法有哪些脉冲法

9、测距、调频法测距2、脉冲法测距人工测距早期雷达：在显示器画面上根据扫掠量程 和回波脉冲位置直接测距.自动测距现代雷达：采用电子设备自动地测读回波 到达的延迟时间.类似于距离坐标的录取设备.掌握测角分为哪几类,了解各类测角方法的根本原理振幅法利用天线收到的回波信号的幅度值最大信号法：收到回波最强的方向为目标方向等信号法：测角采用两个相同且彼此局部重叠的波束,通过比拟两个波束回波的强弱判断目标偏离等信号轴的方 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、频率扫描法、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

10、,波束限制灵活；扫描过程中波束展宽,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波束宽度有何特点随着扫描角度增大,波束展宽,天线增益下降.同相馈电阵列天线有效长度Ndcos 00,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.多普勒频率的特征：处于音频范围,正负取决于目标接近还是远离雷达.作业题第一章采用差拍的方法提取多普勒频率 ：fd=fr-ft.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

11、向速度,但假设其回波信号经过相位检波后,输出为一串等幅脉冲,即与固定目标回波相同, 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端加上基准电压(或称相参电压力该电压应和发射信号频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拟相位,从相位检波器输出视频脉冲,有固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,将固定杂波消去,而保存运动目标信息.4、动目标显示雷达的

12、改善因子(定义) 改善因子(I,Improvementfactor) 动目标显示系统输出的信号杂波输出功率比和输入信号 杂波功率比的比值.1、(a)获得100公里的最大不模糊距离,雷达的脉冲重复频率应是多少？(b)当目标处于最大不模糊距离上,那么雷达信号往返的时间是多长？(c)如果雷达的脉冲宽度是 1.5us那么在距离坐标上脉冲能量在空间的范围是多少？(d)两个相等尺寸的目标如果要被1.5us的脉冲宽度完全分辨出来,那么二者必须相距多远？(e)这部雷达的占空因子是多少？2、装在汽车上的雷达,用来确定在其正前方行驶的车辆的距离.雷达的工作频率为10G,脉冲宽度为10ns(1ns=1000us)最

13、大作用距离为150m.(a)对应于150m最大不模糊距离的脉冲重复频率是多少？(b)距离分辨力是多少？(c)如果天线波束宽度为 6度,那么在150m距离上,横向距离(方位)分辨力是多少？(d)设天线增益 G=30dB ,最小可检测信号为5*10A(-13)W,那么能够检测150m距离上雷达横截面积为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数指标有哪些？2 .机载多普勒雷达为什么一定要用主振放大式发射机？3 .雷达系统中应用固态发射机有何特点？第三章1某接收机的带宽 Bn=500KHz ,增益为20dB,噪声系数为3分贝(dB).那么接收机内部噪声在输出端呈现的额定功率4N是多少？接收机的等效噪声温度Te是什么？(k=1.38*10A(-23)J/K,T0=290K)2某接收机的线性局部由传输线、变频器和中频放大器三局部组成.前两局部的额定功率增益分别是G1=0.82, G2=0.2,后两局部的噪声系数分别是F2=6, F3=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,那么该雷达的虚警概率是多少？虚警总数又是多少？2、某雷达主要参数：发射功率5MW,天线增益30dB,接收机灵敏度为-90dBmW.该雷达针对某目标的理论作用距离为200km.如果想要将该雷达作用距离提