雷達系統(tǒng)原理

1、雷達系統(tǒng)原理什么是雷達系統(tǒng)？ 雷達是從天線發(fā)射稱為微波的甚高頻無線電波的導航設備。發(fā)射的無線電波經(jīng)過 目標（如其他船，浮標，小島等）反射回來，并通過相同的天線接受后轉(zhuǎn)換為電 信號。再將這些電信號發(fā)送給顯示單元進行顯示。雷達使在夜晚或大霧的情況下 發(fā)現(xiàn)視線以外的目標成為可能，并可以使船避免一些潛在的危險。 由于天線發(fā)射的同時在旋轉(zhuǎn)，這樣就使本船周邊的情況便一目了然。 雷達發(fā)射的微波信號被稱為脈沖信號，發(fā)射和接收這些信號是交替進行的。一次 360 度的旋轉(zhuǎn)就有上千的脈沖信號被發(fā)射和接收。 典型的雷達天線有拋物面反射天線和陣列天線，天線的性能直接影響雷達的性能表現(xiàn)。 影響目標回波接收質(zhì)量的因素有旁瓣

2、電平和天線波束寬度。天線波束寬度越窄，雷達分辨力 越強；旁瓣電平越低，產(chǎn)生的假回波圖像越少。旁瓣 主瓣為由天線發(fā)出的最強波束， 其他較弱的波束被稱為旁瓣。 旁瓣電平為主瓣電 平與最大旁瓣電平之差脈沖（波束）寬度 脈沖寬度是指在主瓣中輻射功率密度為最大輻射功率密度（-3db）的一半的角（也 被稱為“半值寬度”雷達無線電波特性 雷達的無線電波略沿地表方向傳播（主要視線）。這一特性的變化取決于大氣的 密度，其一般的計算公式如下所示，總之，雷達的視線距離 d 比光學視距要長 約 6%。弱反射目標 目標反射的回波強度不僅取決于與目標間的距離，目標的高度或尺寸，還要取決 于目標的材料和特性。具有低發(fā)射或入

3、射角的目標，如 frp(纖維增強復合材料) 船和木制船發(fā)射的都不好。所以，必須注意 frp 船，木船或沙，沙洲，泥礁等 物體都是弱反射目標。 由于與海岸線的距離等，本船在雷達圖像上看起來比實際的海岸線要遠，當船周 圍有弱反射目標時，應更加謹慎。雷達盲區(qū) 由于雷達的無線電波就是視野，若雷達的天線周圍存在電波無法穿透的物體，如 本船接近雷達天線的煙囪主桅或，大船或大山等，就會給雷達造成盲區(qū)。形成盲 區(qū)時，就有可能投射一個長的陰影并全部或部分檔住目標。 主桅或煙囪形成的盲區(qū)是在雷達安裝時就可以發(fā)現(xiàn)的，只有設置好天線位置，就 可以有效的較少盲區(qū)的產(chǎn)生。由于在盲區(qū)內(nèi)的目標有可能不可見，所以進入有盲 區(qū)區(qū)

4、域時，須格外謹慎。假回波圖像 屏幕上有可能會出現(xiàn)實際不存在的假回波圖像。 造成假回波的現(xiàn)象按如下分類及處理： 虛假圖像 雙重目標圖像 旁瓣圖像 虛假圖像 附近的大型物體的回波圖像有可能會出現(xiàn)在兩個不同的位置。一個是實際的圖 像，另一個則可能是被主桅或煙囪等反射的回波造成假回波圖像。那在屏幕上， 一個回波圖像就出現(xiàn)在正確的距離及方位，而另一個圖像則出現(xiàn)在煙囪或主桅等 的方向上。橋梁和碼頭等也有可能造成假回波圖像。雙重目標圖像 當本船附近有一個大的反射面并處于與本船接近垂直的距離時（如，本船正從一 艘大船旁邊經(jīng)過，等），雷達電波在本船與其他船之間反彈。因此，2 到 4 個圖 像可能會等距離的出現(xiàn)在

5、目標的方向上。由于多重反射造成的假圖像被稱為“雙 重目標” 。出現(xiàn)這種情況時，離本船最近的回波圖像為真正的目標。 可以注意到，當本船與相關目標的距離和方位發(fā)生變化時，雙重目標也會消失。 因此，這種假回波圖像很容易就能區(qū)分出來。旁瓣圖像 從天線輻射出的微波波束在主瓣周圍有向各個方向的旁瓣。由于旁瓣的電平低于 主瓣，對于遠距離目標的影響微乎其微，但對于近距離，強反射的目標，就有可 能導致產(chǎn)生圓弧狀的假回波圖像。跳躍的目標圖像 “跳躍”現(xiàn)象產(chǎn)生的遠距離目標的假回波圖像。 取決于天氣條件， “跳躍”產(chǎn)生在大氣的逆溫層。在這種情況下，無線電波可以 達到超出雷達量程的遠距離目標。超過最大量程的目標，會在屏

6、幕上出現(xiàn)一個圖 像，顯示在比實際距離要近的距離上。這種現(xiàn)象是長距離回波延時時間超時的結(jié) 果，回波被當成接下來的旋轉(zhuǎn)的回波顯示。改變量程或目標的距離改變時，就可 以判斷回波的真假。雷達干擾 當附近有使用相同頻段的雷達工作時，屏幕就會出現(xiàn)干擾雜波。 雖然干擾的出現(xiàn)不是固定不變的，但形狀幾乎都是旋轉(zhuǎn)或徑向的顯示。 該系列雷達帶有 ir(干擾抑制)功能來減少此類干擾。接收雷達信標，雷達應答器和雷達增強器 x 波段的雷達要求具有接收雷達信標，雷達應答器和雷達增強器的能力。使用雷 達系統(tǒng)接收該類信號，請按如下操作。 1 設置量程在 6 或 12 海里 2 從菜單關閉 ir 功能 2 參考“干擾抑制（ir）

7、 ” 3 對于屏幕上出現(xiàn)大量回波信號的情況，使接收機稍微失諧可以獲得更好的效 果。 4 當本船接近發(fā)射中的雷達信標或雷達應答器時，回波會變的模糊并形成弧形。 為了獲得更好的信號，適當調(diào)整增益，海浪干擾抑制和雨雪干擾抑制。 雷達增強器產(chǎn)生的回波比正常的要大。關于 sart雷達應答器 根據(jù) gmdss（全球遇險與安全系統(tǒng)）要求，imo/solas 類型的船必須配備 sart。當船遇險時，sart 可以自動發(fā)出信號，所以其他船或飛機就可以確定 遇險船的位置。若本船配備了波段的雷達，并且 8 英里內(nèi)有船遇險，sart 可以 指引雷達回波到遇險船。該信號包括了 12 掃頻，并在 9.2 到 9.5ghz 的頻段傳輸。 根據(jù)距離的不同，sart 具有 2 種掃頻時間，由慢（7.5s）到快(0.4s)掃描或反 之亦然。當接收到該信號時，屏幕上出現(xiàn)一條總長為 0.64 海里被 12 個點平均的 線。最近的 sart 的光點指示遇險船的位置。當本船接近 sart 1 海里以內(nèi)時， 雷達上顯示快速閃爍的掃描信號，并有一根單薄的線連接 12 個光點。攜帶 sart 船的實際位置 若本船位于 sa