船用雷達(dá)詳細(xì)介紹優(yōu)質(zhì)教育

1、1全面分析全面分析第一章雷達(dá)基本工作原理第一章雷達(dá)基本工作原理 引言引言radar radio detection and ranging無線電探測和測距無線電探測和測距雷達(dá)：發(fā)射雷達(dá)：發(fā)射微波脈沖微波脈沖 探測探測目標(biāo)回波目標(biāo)回波 測定測定目標(biāo)信息目標(biāo)信息2全面分析全面分析雷達(dá)目標(biāo)雷達(dá)目標(biāo)雷達(dá)所能發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)：船舶船舶島嶼（陸地）島嶼（陸地）浮標(biāo)浮標(biāo)海浪雜波海浪雜波雨雪、云霧雜波雨雪、云霧雜波3全面分析全面分析目標(biāo)信息直接測得：直接測得：相對位置（距離和方位）相對位置（距離和方位）經(jīng)計(jì)算得到：經(jīng)計(jì)算得到：真速度真速度真航向真航向cpa（closest point of approach)tcp

2、a(time to cpa)4全面分析全面分析第一節(jié)第一節(jié) 雷達(dá)測距與測方位原理雷達(dá)測距與測方位原理方向掃描方向掃描量程量程:回波回波 (10 nm)t123.5 ss熒光屏邊緣熒光屏邊緣本船本船目標(biāo)目標(biāo)島嶼島嶼12 nm目標(biāo)船目標(biāo)船90245245ebl901802700方位標(biāo)志方位標(biāo)志海圖平面海圖平面雷達(dá)平面雷達(dá)平面fig. 距離與方位測量距離與方位測量掃描線掃描線固定距標(biāo)圈固定距標(biāo)圈hl島嶼島嶼本船本船雷達(dá)不能探測目標(biāo)的背面，因雷達(dá)不能探測目標(biāo)的背面，因此目標(biāo)的后沿是不可見的此目標(biāo)的后沿是不可見的.5全面分析全面分析6全面分析全面分析如如t = 1s，則，則，r = 150 m；對應(yīng)于；

3、對應(yīng)于1 nm 距離，距離， t 12.35 s1、利用收發(fā)定向天線、利用收發(fā)定向天線 ，只向一個方向發(fā)射雷達(dá)波且，只向一個方向發(fā)射雷達(dá)波且 只接收此方向上的目標(biāo)的反射回波只接收此方向上的目標(biāo)的反射回波2、天線旋轉(zhuǎn)依次向四周發(fā)射雷達(dá)波，則可探知周圍、天線旋轉(zhuǎn)依次向四周發(fā)射雷達(dá)波，則可探知周圍 物標(biāo)的方位物標(biāo)的方位天線的方向即目標(biāo)的方向天線的方向即目標(biāo)的方向第一節(jié)第一節(jié) 雷達(dá)測距與測方位原理雷達(dá)測距與測方位原理熒光屏的單位長度：在不同量程代表不同的距離熒光屏的單位長度：在不同量程代表不同的距離一一. 雷達(dá)測距原理雷達(dá)測距原理2、測距公式：、測距公式：r = 1/2 c tt ： 往返于天線與目標(biāo)

4、的時間往返于天線與目標(biāo)的時間c: 電磁波在空間直線傳播速度電磁波在空間直線傳播速度 c = 3102 m/ s二二. 雷達(dá)測方位原理雷達(dá)測方位原理1、物理基礎(chǔ)：超高頻無線電波在空間直線傳播、物理基礎(chǔ)：超高頻無線電波在空間直線傳播 遇物標(biāo)能良好反射遇物標(biāo)能良好反射7全面分析全面分析發(fā)射脈沖發(fā)射脈沖顯示器顯示器回波回波fig1-2 (2) 發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)接收機(jī)接收機(jī)電源電源船電船電船首線船首線 微波傳輸線微波傳輸線天線天線方位方位回波回波t/r觸發(fā)器觸發(fā)器transmitterreceivert/r天線天線收發(fā)機(jī)收發(fā)機(jī)顯示器顯示器arpafig1-2(1) 觸發(fā)器觸發(fā)器方位與方位與船首線船首線第第二

5、二節(jié)節(jié) 雷雷達(dá)達(dá)基基本本組組成成、作作用用回波回波8全面分析全面分析1、定時器、定時器（觸發(fā)電路、同步電路等）（觸發(fā)電路、同步電路等）：是雷達(dá)的指揮中心，產(chǎn)生周期性的窄脈沖是雷達(dá)的指揮中心，產(chǎn)生周期性的窄脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖送：送：1）發(fā)射機(jī)：控制發(fā)射開始）發(fā)射機(jī)：控制發(fā)射開始 2）接收機(jī)：控制近距離增益）接收機(jī)：控制近距離增益 3）顯示器：控制計(jì)時開始）顯示器：控制計(jì)時開始2、發(fā)射機(jī)：、發(fā)射機(jī)：在觸發(fā)脈沖控制下產(chǎn)生周期性的大功率射頻脈沖在觸發(fā)脈沖控制下產(chǎn)生周期性的大功率射頻脈沖 微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達(dá)波微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達(dá)波3、收發(fā)開關(guān)：、收發(fā)開關(guān)：發(fā)射時，關(guān)閉接收機(jī)，大功率射頻脈沖送

6、天線；發(fā)射時，關(guān)閉接收機(jī)，大功率射頻脈沖送天線；接收時，接通接收機(jī)，微弱回波能量送接收機(jī)。接收時，接通接收機(jī)，微弱回波能量送接收機(jī)。一、基本組成七部分及作用：一、基本組成七部分及作用：4、天線：、天線：定向收發(fā)天線，將發(fā)射機(jī)送來的射頻脈沖聚成細(xì)束定向收發(fā)天線，將發(fā)射機(jī)送來的射頻脈沖聚成細(xì)束 集中向一個方向發(fā)射，并接收此方向物標(biāo)反射回來集中向一個方向發(fā)射，并接收此方向物標(biāo)反射回來 的雷達(dá)波（回波）送接收機(jī)。的雷達(dá)波（回波）送接收機(jī)。第二節(jié)第二節(jié) 雷達(dá)的基本組成、作用雷達(dá)的基本組成、作用9全面分析全面分析第二節(jié)第二節(jié) 雷達(dá)的基本組成、作用雷達(dá)的基本組成、作用5、接收機(jī)：、接收機(jī)：超外差式，將微弱回

7、波信號放大千萬倍以符合超外差式，將微弱回波信號放大千萬倍以符合 顯示器要求。顯示器要求。 v 幾十幾十v6、顯示器：、顯示器：平面位置顯示器（平面位置顯示器（ppi）。顯示與測量目標(biāo)，目標(biāo)）。顯示與測量目標(biāo)，目標(biāo) 回波按目標(biāo)的實(shí)際距離和方位顯示在熒光屏上；回波按目標(biāo)的實(shí)際距離和方位顯示在熒光屏上； 且配有測量系統(tǒng)供隨時測量。且配有測量系統(tǒng)供隨時測量。7、雷達(dá)電源：、雷達(dá)電源：把船電變成雷達(dá)所需的中頻交流電。把船電變成雷達(dá)所需的中頻交流電。 400 2000 hz二、雷達(dá)單元構(gòu)成二、雷達(dá)單元構(gòu)成1、三單元雷達(dá)：、三單元雷達(dá)： 收發(fā)機(jī)（觸發(fā)電路、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)開關(guān)）收發(fā)機(jī)（觸發(fā)電路、發(fā)射機(jī)、

8、接收機(jī)、收發(fā)開關(guān)） 顯示器、天線、中頻電源顯示器、天線、中頻電源2、二單元雷達(dá)：、二單元雷達(dá)： 天線收發(fā)機(jī)、顯示器、中頻電源天線收發(fā)機(jī)、顯示器、中頻電源10全面分析全面分析現(xiàn)代雷達(dá)現(xiàn)代雷達(dá)ibs的重要組成部分的重要組成部分定位、導(dǎo)航、定位、導(dǎo)航、避碰避碰雷達(dá)雷達(dá)羅經(jīng)羅經(jīng)計(jì)程儀計(jì)程儀gnssaisecdis主要傳感器主要傳感器三、雷達(dá)傳感器與三、雷達(dá)傳感器與ibs11全面分析全面分析12全面分析全面分析磁控管磁控管調(diào)制器調(diào)制器予調(diào)制器予調(diào)制器觸發(fā)脈沖產(chǎn)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器生器 門開關(guān)門開關(guān)特高壓特高壓至接收機(jī)至接收機(jī)特高壓特高壓電源電源收發(fā)收發(fā)開關(guān)開關(guān)至接收機(jī)至接收機(jī)至顯示器至顯示器 門開關(guān)發(fā)射開關(guān)延

9、時開關(guān)脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器雷達(dá)發(fā)射機(jī)雷達(dá)發(fā)射機(jī)來自電源來自電源發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)至天線至天線低壓低壓電源電源觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生器予調(diào)制器予調(diào)制器磁控管磁控管調(diào)制器調(diào)制器一、組成部分及作用一、組成部分及作用第一節(jié) 雷達(dá)發(fā)射機(jī)（transmitter）13全面分析全面分析二、發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)二、發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)s 波段：波段：10 cm; f=2 9003 100 mhz 如：如：3 050 mhzx波段波段 : 3 cm; f=9 0009 500 mhz 如：如：9 375 mhz2.脈沖寬度（脈沖寬度（）：發(fā)射脈沖的持續(xù)時間。）：發(fā)射脈沖的持續(xù)時間。rmax 距離分辨率距離分辨率 海浪海浪/雨

10、雪雨雪 雜波雜波 盲區(qū)盲區(qū) 3.脈沖重復(fù)頻率（脈沖重復(fù)頻率（f）：每秒鐘發(fā)射的脈沖數(shù)）：每秒鐘發(fā)射的脈沖數(shù) 500 4 000 hz 1.工作頻率（波長）工作頻率（波長） ：超高頻（正弦波）的頻率范圍：超高頻（正弦波）的頻率范圍 天氣好天氣好: x band; 天氣壞天氣壞(雨雨/雪雪) : s band一般一般= 0.041.2s隨量程改變：近量程，窄脈沖；遠(yuǎn)量程，寬脈沖隨量程改變：近量程，窄脈沖；遠(yuǎn)量程，寬脈沖隨量程改變：近量程，高隨量程改變：近量程，高f；遠(yuǎn)量程，低；遠(yuǎn)量程，低f周期周期t （=1/f） 根據(jù)量程需要選擇時間基準(zhǔn)根據(jù)量程需要選擇時間基準(zhǔn)即船用雷達(dá)即船用雷達(dá) 磁控管工作頻率

11、磁控管工作頻率14全面分析全面分析tpptmt t= = 4.發(fā)射功率：指峰值功率，一般發(fā)射功率：指峰值功率，一般375 kw p 故障故障 r max 天線旁瓣干擾天線旁瓣干擾 tt: 前沿上升時間前沿上升時間 0.10.2 tf: 后沿下降時間后沿下降時間 0.20.4u: 頂部波動值頂部波動值 25%tu10.90.10trtfu脈沖波形脈沖波形3）二者關(guān)系）二者關(guān)系1）峰值功率）峰值功率 pt: 在脈沖持續(xù)時間內(nèi)的平均功率在脈沖持續(xù)時間內(nèi)的平均功率2）平均功率）平均功率 pm: 一個脈沖重復(fù)周期內(nèi)輸出功率的平均值一個脈沖重復(fù)周期內(nèi)輸出功率的平均值5.脈沖波形：發(fā)射脈沖的包絡(luò)脈沖波形：發(fā)

12、射脈沖的包絡(luò)理想脈沖理想脈沖: 矩形矩形實(shí)際波形實(shí)際波形:波形：波形：1）越接近矩形，能量越大，）越接近矩形，能量越大， 作用距離越遠(yuǎn)作用距離越遠(yuǎn)2）前沿越陡，測距精度越高）前沿越陡，測距精度越高3）后沿越陡，距離分辨力）后沿越陡，距離分辨力 越高越高4）頂部越平坦，發(fā)射功率和）頂部越平坦，發(fā)射功率和 頻率越穩(wěn)定頻率越穩(wěn)定雜波雜波 15全面分析全面分析陰極陰極作用空間作用空間諧振腔諧振腔陽極陽極磁控管結(jié)構(gòu)磁控管結(jié)構(gòu)輸出環(huán)輸出環(huán)三、磁控管振蕩器三、磁控管振蕩器1.作用：產(chǎn)生大功率超高頻微波振蕩（正弦波）作用：產(chǎn)生大功率超高頻微波振蕩（正弦波）2.組成：陰極和燈絲、陽極、輸出耦合系統(tǒng)、磁鐵組成：陰

13、極和燈絲、陽極、輸出耦合系統(tǒng)、磁鐵3.工作條件：工作條件：1）燈絲加）燈絲加6.3 v交流電壓，加熱陰極使其發(fā)射電子交流電壓，加熱陰極使其發(fā)射電子2）陽陰極間加高壓電場：陽極接地，陰極加萬伏高壓）陽陰極間加高壓電場：陽極接地，陰極加萬伏高壓3）必須加永久恒定強(qiáng)磁場）必須加永久恒定強(qiáng)磁場4）輸出負(fù)載阻抗匹配，保證功率和頻率穩(wěn)定）輸出負(fù)載阻抗匹配，保證功率和頻率穩(wěn)定16全面分析全面分析4.磁控管的檢查：磁控管的檢查：萬用表歐姆檔測燈絲阻值：其阻值接近于萬用表歐姆檔測燈絲阻值：其阻值接近于0（幾個歐姆）正常（幾個歐姆）正常兆歐表檢查陽陰極之間絕緣電阻：其值應(yīng)大于兆歐表檢查陽陰極之間絕緣電阻：其值應(yīng)大

14、于200 200 5.使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng)1）陰極充分預(yù)熱）陰極充分預(yù)熱35分鐘，暫時不用只關(guān)高壓分鐘，暫時不用只關(guān)高壓2）保護(hù)磁性，嚴(yán)禁敲打，鐵磁物相距大于）保護(hù)磁性，嚴(yán)禁敲打，鐵磁物相距大于10 cm3）防高壓觸電，防電磁輻射，帶電檢查需兩人在場）防高壓觸電，防電磁輻射，帶電檢查需兩人在場4）波導(dǎo)天線連接要良好且水密防變形，禁拆波導(dǎo)開高壓）波導(dǎo)天線連接要良好且水密防變形，禁拆波導(dǎo)開高壓5）新管或長期不用（大于）新管或長期不用（大于6個月個月 ）的使用前應(yīng)進(jìn)行老練，）的使用前應(yīng)進(jìn)行老練， 防管內(nèi)打火防管內(nèi)打火老練方法：老練方法：1.只加燈絲電壓工作半小時以上只加燈絲電壓工作半小時以上2.

15、加較低的高壓工作一段時間（時間視具體情況定）加較低的高壓工作一段時間（時間視具體情況定）3.如無打火現(xiàn)象，逐漸加高壓到正常值如無打火現(xiàn)象，逐漸加高壓到正常值17全面分析全面分析通過收發(fā)箱內(nèi)的表頭或顯示器上的磁控管電流指示判斷通過收發(fā)箱內(nèi)的表頭或顯示器上的磁控管電流指示判斷 有有正常；無正常；無不正常不正常四、正常工作標(biāo)志四、正常工作標(biāo)志五、性能檢測五、性能檢測1.磁控管工作是否正常磁控管工作是否正常2.性能監(jiān)視器性能監(jiān)視器1）查磁控管電流：）查磁控管電流：等于說明書規(guī)定值等于說明書規(guī)定值正常正常等于零等于零不發(fā)射不發(fā)射大于或小于規(guī)定值大于或小于規(guī)定值管子衰老或高壓太高或太低管子衰老或高壓太高或

16、太低電表指針抖動電表指針抖動管內(nèi)打火管內(nèi)打火2）查輸出有無：）查輸出有無：拆開收發(fā)機(jī)波導(dǎo)接頭，氖燈置于口端約拆開收發(fā)機(jī)波導(dǎo)接頭，氖燈置于口端約1015 cm氖燈閃亮表明正常氖燈閃亮表明正常18全面分析全面分析19全面分析全面分析20全面分析全面分析21全面分析全面分析22全面分析全面分析23全面分析全面分析24全面分析全面分析25全面分析全面分析26全面分析全面分析27全面分析全面分析28全面分析全面分析刻度刻度系統(tǒng)系統(tǒng)距離掃描距離掃描定時系統(tǒng)定時系統(tǒng)觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖回波回波船首信號船首信號方位信號方位信號偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈crt陽極陽極雷達(dá)雷達(dá)電源電源高壓高壓方位掃描方位掃描視頻視頻系統(tǒng)系統(tǒng)變壓器變壓器輝亮輝亮電路電路陰極陰極柵極柵極模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng) 一、模擬系統(tǒng)一、模擬系統(tǒng)29全面分析全面分析30全面分析全面分析31全面分析全面分析2. 測方位誤差的測定和校正：測方位誤差的測定和校正：1）相對方位（舷角）誤差相對方位（舷角）誤差：艏線位置不正確：艏線位置不正確測定測定：用方位分羅經(jīng)測物標(biāo)真實(shí)相對方位（舷角），與雷達(dá)：用方位分羅經(jīng)測物標(biāo)真實(shí)相對方位（舷角），與雷達(dá) 測得的該物標(biāo)的相對方位（舷角）比較測