雷达测距方法

1、雷达测距的原理是测量电磁波与雷达和目标之间的时间。对于单基地雷达，如果光速为C，电磁波在雷达和目标之间来回传播的时间为TR，目标和雷达之间的距离为R:根据上述公式，1微秒相当于150米，其中数字2表示双向发射和接收。2020/7/20，哈尔滨工业大学，2/7/20，哈尔滨工业大学，3。对于双基地雷达来说，有两种方法可以计算相对距离：直接法：间接法：单基地：R=CT/2，2020/7/20，哈尔滨工业大学如果使用目标的接收视线角，计算公式是：还有很多其他的目标定位方法，详见斯科尔尼克，雷达手册： ch 25双基地雷达，第二版，麦格劳-希尔，1990，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系5

2、.雷达测距的物理基础，电磁波以光速传播，电磁波以直线传播(在直视距离的情况下)，电磁波在均匀大气中以匀速直线传播。在海岸绕射传播的特殊条件下(超视距情况)，电磁波沿着海岸和大气波导曲线传播。2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，6。地球表面的大气分布是不均匀的。1.大气密度、温度、湿度等参数随时间和地点的变化，导致大气传播介质的磁导率和介电常数发生相应的变化，从而导致无线电波传播速度c的变化。由大气中温度、压力和湿度的昼夜波动引起的传播速度变化如下：丁，雷达原理，西安电子科技大学电子工程系，1995，地球大气，2020/7/20。 哈尔滨工业大学，7，层状大气(层中均匀，层中较薄，层中

3、较高)，2，大气介质分布不均匀会引起电磁波的非线性传播。 折光率n=c/vp折光率N=(n-1)x10 hnvp dn/dh0射线通过径向分层大气的路径，Meijeri L. Ives等编，现代雷达原理，电子工业出版社，1991.3，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，8。折射效应对目标位置的影响电磁波在非均匀大气中传播时的大气2)俯仰角的测量误差。折射效应可以用等效地球半径法来近似。现代雷达原理P60，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，9。高频地波超视距雷达利用高频垂直极化电磁波沿海岸的衍射特性来探测超视距舰船和低空飞机。电磁波沿海岸的绕射传播，2020年7月20日，哈

4、尔滨工业大学电子工程系，10。地/船载雷达实现超视距探测的主要手段是：高频面波超视距雷达高频地波超视距雷达利用高频(330兆赫)垂直极化电磁波沿海岸的绕射特性探测超视距舰船和低空飞机，沿海岸绕射300400公里高频天波Oth雷达高频天波超视距雷达利用电离层对短波的反射效应，探测距离可达1000至4000公里高频混合天波-面波超视距雷达是一种基于天波发射和地波接收的新型体制雷达，它结合了高频天波Oth雷达和高频地波OTH雷达的传播方式，能够充分发挥各自的优势。基于天波的高频电磁波信号通过利用电离层对高频电磁波的折射进行长距离传输。由于电离层对电磁波的衰减很小，这种传播方式可以实现信号的长距离传播

5、，通常达到2000-4000公里，覆盖面积很大。2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，11，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，12，微波超视距雷达利用海洋大气电波的传播效应，2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，13，澳大利亚雷神公司SWR-503高频地波雷达接收天线阵，2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，14，现代水平：136-139，中国现代水平：168-169俄罗斯制造的MINERAL-ME目标指示/射击控制雷达(音乐台)使用大气波导，2020/7/20，哈尔滨电子工程大学电子工程系如果必须测量距离，必须在连续波传输信号上加一些定时标记，以识别传

6、输时间和回波时间。标记越清晰，传输时间的测量就越准确。傅里叶变换表明，定时标记越清晰，发射信号的频谱就越宽。因此，为了测量传输时间或距离，有必要扩展单载波频率连续波的频谱。实现方法：调幅脉冲测距，调频频率测距，调相相位测距，2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，16，D.K. Barton等，雷达技术百科全书，阿特奇出版社，1998，2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，17，脉冲测距的优缺点，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，18，脉冲雷达，常规脉冲雷达就是一个例子其发射波形为单载波频率的矩形脉冲，按一定(单重复周期)或交错重复周期(交错重复周期)工作。 发射

7、一个短脉冲相当于标记电磁波进行测量，B. R. Mahafza等，雷达系统设计的Matlab仿真，Chapman Hall/CRC，2004，2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，19，脉冲雷达的天线由收发机共用，需要收发机开关。发送时，收发开关将天线与发送器连接，并将其与接收器断开，以避免高功率传输信号进入接收器并烧毁高功率放大器或混频器。接收时，天线与接收器相连，并与发射器断开，以避免因发射器旁路而丢失微弱的接收信号。2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，20，雷达测距的几个基本概念，以脉冲雷达信号为例，介绍了测距的几个基本概念：脉冲宽度、脉冲重复周期、占空比典型中程防空

8、雷达参数峰值功率和平均功率。距离分辨率：距离分辨率是指在同一方向上两个大小相同的点目标之间的最小可分辨距离，它取决于雷达信号波形。2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，2020年7月20日，哈尔滨工业大学电子工程系，23。对于简单脉冲雷达，脉冲越窄，距离分辨率越好。从信号检测的角度来看，希望传输脉冲宽度越宽越好，这样辐射能量越大，目标回波信号越强，对信号检测越好。显然，这是一个不可调和的矛盾，可以通过脉冲压缩信号来解决。2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，24，范围：包括最小可测距离和最大单值范围。最小可测距离是指雷达能够测量的最近目标的距离。脉冲雷达有一个共同的天线进行发

9、射和接收，在发射脉冲宽度期间，接收机与天馈系统断开，无法正常接收目标回波。在传输脉冲已经过去之后，天线收发器开关将需要一段时间t0来返回到接收状态。在上述期间，雷达很难测量距离，因为它不能正常接收回波信号。因此，雷达的最小可测距离如下：雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期决定，即在确定雷达的最大测距范围时，为了保证单值测距，通常选择雷达脉冲重复周期满足以下条件：2020/7/20，哈尔滨工业大学电子工程系，25。测距模糊度：当回波延迟超过脉冲重复周期时，远处的目标就会被误认为是目标。如果雷达重复频率选择得太高(例如，在脉冲多普勒雷达中，为了确保速度测量中没有模糊)，测距中可能存在多值。此时，无模糊测距和无模糊测速已经成为一对矛盾(动目标检测雷达和局部放电雷达各有侧重)。测距模糊度的解释和原理图如下：2020/7/20，哈尔滨工业大学，26，2020/7/20，