无线电导航系统（第2版）课件 ch14精密进场雷达系统

精密进场雷达系统通信与导航专业系列教材无线电导航系统(第2版)第十四章01概述精密进场雷达系统是一种在地面指挥引导飞机着陆的系统。在复杂气象条件下，当飞机飞到雷达探测范围内时，着陆领航员在雷达显示器上观测飞机的航向角、下滑角和相对于着陆点的距离，并且和理想航迹线比较，依据偏差情况用无线电话指挥飞行员操纵飞机沿着理想下滑线下降到30~50m，然后转入目视着陆，这种着陆方法也称为地面控制引进。概述系统组成、功能与配置机场监视雷达（又称环视雷达）工作波长为10cm，探测以机场为中心、半径为100~200km范围内的各种飞机，以平面位置显示器显示飞机的距离和方位，提供机场周围飞机的活动情况，实现空中交通管制并引导飞机进场；精密进场雷达，又称着陆雷达。概述精密进场雷达系统由机场监视雷达、精密进场雷达和地空通信设备三部分组成，如图14-1所示。概述图14-2精密进场雷达在机场的配置。概述系统应用：GCA的引导过程一般分两个阶段：第一阶段是引导员在监视雷达上观测、识别要着陆的飞机，并与之建立联系将其引导到着陆航线上来；第二阶段则是利用精密进场雷达进行最后阶段的进场引导。系统应用和发展概述机场监视雷达（ASR）主要用于监视终端管制区域内的飞行目标，并在平面显示器上显示它们的距离和方位。空管人员根据这些信息，通过数据传输或通信网络引导飞机以适当的距离与高度接近并进入机场的着陆跑道，随后飞机将在仪表着陆系统、微波着陆系统或精密进场雷达（PAR）等各种着陆系统的引导下安全着陆。概述系统发展精密进场雷达系统始于20世纪40年代。在第二次世界大战期间，由于战争的需要，美国在1941年开始研制军用仪表着陆系统，先后出现了SCS-51型空军仪表引进系统和A-1型军用仪表引进系统。随着电子技术的发展，这种应用空中交叉波束的引进系统在美国空军、海军和一些商业公司之间展开了激烈的竞争。概述机场监视雷达：由于终端管制空域通常设在主要航空枢纽或机场较为密集的空中繁忙地带，其管制空域的范围有限，因此，机场监视雷达的作用距离一般为100~200km，高度覆盖在7500m左右。精密进场雷达：精密进场雷达采用较窄的天线波束宽度，以提高雷达测角精度与分辨率，保证着陆安全。概述精密进场雷达系统具有精度高、抗雨雪干扰、机动性好、不需专用机载设备、可对各种类型飞机实施双向引导、不必专门训练飞行员等特殊优势，所以一直受到军方的重视，自20世纪40年代开始沿用至今。系统特点概述02系统工作原理测距原理雷达到目标的距离是由接收信号与发射信号的时间间隔来确定的。雷达工作时，发射机经天线向空中发射一串重复周期一定的射频脉冲，如果在电磁波传播的途径中有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。系统工作原理测角原理：雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线波束轴对准目标时，回波信号最强，如图14-6实线所示。系统工作原理测速原理：当目标与雷达站之间存在相对运动时，接收到的回波信号因多普勒效应其载频相对于发射信号的载频产生一个偏移，这个偏移就叫多普勒频移。系统工作原理众所周知，相对于雷达径向速度不为零的动目标回波，由于其行程的变化，存在多普勒效应，回波信号频率与发射信号频率是不一致的；而对于固定目标回波，相对于其发射脉冲的行程相同，因此频率不发生变化。动目标显示（MTI）原理系统工作原理雷达的探测能力雷达究竟能在多远距离上发现（检测）目标，这可由雷达方程来估计。雷达方程将雷达的作用距离和雷达发射、接收、天线等因素联系起来，因此它不仅可以用来估计雷达检测目标的最大作用距离，也可以作为了解雷达的工作关系和用作设计雷达的一种工具。系统工作原理根据雷达体制的不同，可选用各种各样的信号形式，常用的几种信号形式如表14-1所示。系统工作原理03系统技术实现机场监视雷达原理框图如图14-12所示。系统技术实现机场监视雷达机场监视雷达的工作过程为：由定时器产生同步脉冲，作为全机的时间基准，分别送到雷达的各个分机，雷达发射机产生大功率的射频脉冲信号馈送到天线，而后经天线辐射到空间。天线一般具有很强的方向性，以便集中辐射能量来获得较大的观测距离。系统技术实现机场监视雷达早期的终端显示器主要采用模拟技术来显示目标回波的原始图像。随着数字技术的飞速发展以及雷达系统功能不断提高，现代雷达的终端显示器除了显示目标回波的原始图像之外，还要显示经过计算机处理的雷达数据。系统技术实现飞机相对于跑道中线延长线的航向角（实际上是偏差）；飞机相对于跑道平