現(xiàn)代雷達技術(shù)

1、.現(xiàn)代雷達技術(shù)6個基本問題1,雷達的任務(wù)和特點是什么？答：傳統(tǒng)雷達的任務(wù)僅要求對目標(biāo)距離、方位、高度進行測量，而高性能雷達則還需要測量目標(biāo)的速度、加速度、目標(biāo)回波特性起伏、極化特性、尺寸形狀，甚至要求對目標(biāo)進行微波成像；需要增大雷達作用距離，改善雷達分辨率，提高雷達數(shù)據(jù)率；并且要求雷達能對目標(biāo)進行跟蹤、識別和分類?，F(xiàn)代雷達系統(tǒng)采用最先進的微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代信號處理技術(shù)等，使系統(tǒng)具有體積小，質(zhì)量輕，功能豐富，具有數(shù)字化、信號多樣化，調(diào)制方式復(fù)雜化、頻帶寬帶化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點，較傳統(tǒng)雷達有著更遠的探測距離，更好的分辨率、數(shù)據(jù)率、資源利用率，更強的自適應(yīng)能力，更高的抗干擾能力和可靠性

2、。2,雷達的基本組成有哪些？答：（一）半波振子雷達想要探測目標(biāo)，就要有無線電波。雷達中能在空間激起無線電波的工具就是振子，其實就是一根金屬棒。電子在金屬棒中來回反彈的過程叫做電振蕩，如果反彈的過程中沒有任何阻力的話，這種反彈會一直持續(xù)下去。金屬越長，電子流來回振蕩一周所需要的時間也就越長，振蕩頻率也就越低了。在振蕩一周的時間內(nèi)，電子流走過的距離就是波長。顯然，電子流在這段時間內(nèi)，走過的距離恰好是金屬棒長度的兩倍。所以，這種金屬棒常稱為半波振子。半波振子上電子流的很高頻率的電振蕩，會在空間激發(fā)出頻率相同的無線電波，它以光速飛快地離開振子向四面八方飛逝而去；半波振子是雷達向空間發(fā)射無線電波的器件。

3、因為半波振子能向空間發(fā)射無線電波，所以有時把它稱為輻射器。（二）發(fā)射機半波振子中電子流的來回振蕩會遇到阻力，要是不給它供給能量，使其克服各種阻力，這種振蕩很快就會停止下來。所以雷達中有一部機器，它能驅(qū)使半波振子上電子流的振蕩按照我們的需要，強有力進行，這種機器叫雷達發(fā)射機，是半波振子的能源。雷達發(fā)射機供給半波振子以高頻率電振蕩的能量，半波振子在空間激起無線電波。一旦關(guān)斷雷達發(fā)射機，半波振子也就停止向空間發(fā)射無線電波了。所以控制發(fā)射機通斷，就可以控制向空間發(fā)射無線電波。（三）雷達天線有了發(fā)射機和半波振子，就可以向空間發(fā)射無線電波了。但這樣發(fā)射出去的無線電波是不能用來搜索和探測目標(biāo)的。因為它向空間

4、所有的方向都發(fā)射出無線電波。雷達使無線電波定向發(fā)射的方法就是，不讓半波振子直接向空間發(fā)射無線電波，而是讓它把無線電波先發(fā)射到一個象大鍋一樣的反射器上，從反射器反射出來的無線電波就只朝一個方向發(fā)射了。這種象大鍋一樣的反射器，叫做拋物面反射器。反射器的大小，與無線電波的波長很有關(guān)系。波長短，反射器就可以做得小一點；波長長，反射器就要做得大些。在相同波長下，反射器越大，對電波的集聚作用就越好。把半波振子（輻射器）和大鍋樣的反射器合在一起，看作一個整體，叫做雷達天線。這種樣子的雷達天線又特地叫做拋物面天線。對米波雷達來說，把幾十個甚至幾百個半波振子按照一定的規(guī)律排起隊來，也可以實現(xiàn)定向發(fā)射。而且半波振

5、子數(shù)目越多，定向性就越好。在相同定向發(fā)射性能的條件下，雷達工作波長愈短，雷達天線的尺寸也就可以做的小一些。但是不能說雷達的工作波長愈短愈好。波長太短的無線電波在大氣中傳播時，會受到很大的損耗。所以雷達工作的波長既不能太長也不能太短，它通常工作在超短波或微波波段。（四）雷達接收機從目標(biāo)發(fā)射回來的無線電波，在雷達天線還沒有來得及從一個方位轉(zhuǎn)到另一個方位以前，就已經(jīng)返回到它上面來了。為了要從這些反射回來的無線電波身上了解到目標(biāo)的情報（它的方位、高度、距離等），就必須要有一個象蝙蝠的耳朵那樣的東西。在雷達上，這一部分叫做雷達接收機。為使雷達的探測距離盡量遠，雷達發(fā)射機的功率是很大的。但是從遠距離目標(biāo)上

6、反射回來的無線電波的功率，卻是極其微小的。遠距離目標(biāo)反射回來的無線電波信號這么微弱，一般都要把它放大幾百萬倍以上，才能在雷達顯示器上觀察到。這個放大幾百萬倍的任務(wù)就要由雷達接收機來完成。雷達接收機與普通的超外差式無線電收音機在原理上是完全一樣的。但是它接收的是從目標(biāo)反射回來的超短波或微波。由于雷達的工作頻率太高，要把這么高頻率的信號直接放大幾百萬倍，是不大容易的。因此，在信號進入接收機后，首先要把它的頻率從較高的超短波或微波波段降低到一個較低的中頻頻率上，這就叫變頻。把這個頻率降低了的信號，再經(jīng)過許多級由晶體管或電子管構(gòu)成的放大器一次次的放大，這樣就能夠比較容易地達到放大幾百萬倍地目的。這種經(jīng)

7、變頻后再放大地接收機就叫做超外差式接收機。（五）雷達顯示器它是用于自動實時顯示雷達信息的終端設(shè)備，是人機聯(lián)系的一個接口。雷達顯示器通常以操縱員易于理解和便于操縱的雷達圖像的形式表示雷達回波所包含的信息。傳統(tǒng)的雷達圖像是接收機直接輸出的原始雷達視頻或者經(jīng)過信號處理的雷達視頻圖像。這稱為一次顯示。經(jīng)計算機處理的雷達數(shù)據(jù)或綜合視頻顯示的雷達圖像，稱為二次顯示。雷達圖像可插入各種標(biāo)志信號，如距離標(biāo)志、角度標(biāo)志和選通波門等，甚至可插入或投影疊加地圖背景，作為輔助觀測手段。為了錄取目標(biāo)信號或選擇數(shù)據(jù)，雷達圖像上可插入數(shù)字式數(shù)據(jù)、標(biāo)記或符號。雷達顯示器還能綜合顯示其他雷達站或信息源來的情報并加注其他狀態(tài)和指

8、揮命令等，作為指揮控制顯示。與計算機相聯(lián)系的顯示控制臺常采用鍵盤、光筆和跟蹤球，甚至話音輸入裝置等，以這些來作為人機對話的輸入裝置。3,雷達工作在什么頻段？答：雷達波段(radar frequency band) 雷達發(fā)射電波的頻率范圍。其度量單位是赫茲(Hz)或周/秒 (CS)。大多數(shù)雷達工作在超短波及微波波段，其頻率范圍在30300000MHz，相應(yīng)波長為10m至1mm，包括甚高頻(VHF)、特高頻 (UHF)、超高頻(SHF)、極高頻(EHF)4個波段。名稱甚低頻低頻中頻高頻甚高頻超高頻特高頻極高頻符號VLFLFMFHFVHFUHFSHFEHF頻率3-30KHz30-300KHz0.3-

9、3MHz3-30MHz30-300MHz0.3-3GHz3-30GHz30-300GHz波段超長波長波中波短波米波分米波厘米波毫米波波長1KKm-100Km10Km-1Km1Km-100m100m-10m10m-1m1m-0.1m10cm-1cm10mm-1mm傳播特性空間波為主地波為主地波與天波天波與地波空間波空間波空間波空間波第二次世界大戰(zhàn)期間，為了保密，用大寫英文字母表示雷達波段。將名稱P波 段L波段S波段C波段X波段Ku波段K波段Ka波段頻率230-1000 MHz1000-2000 MHz2000-4000 MHz40008000 MHz8000-12500MHz12.518GHz1

10、826.5GHz26.540GHz不同頻段的電磁波的傳播方式和特點各不相同，所以它們的用途也就不同。在無線電頻率分配上有一點需要特別注意的，就是干擾問題。因為電磁波是按照其頻段的特點傳播的，此外再無什么規(guī)律來約束它。因此，如果兩個電臺用相同的頻率（F）或極其相近的頻率工作于同一地區(qū)（S）、同一時段（T），就必然會造成干擾。因為現(xiàn)代無線電頻率可供使用的范圍是有限的，不能無秩序地隨意占用，而需要仔細地計劃加以利用。4,雷達發(fā)射機的任務(wù)和組成分別是什么？答：雷達是利用物體反射電磁波的特性來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并確定目標(biāo)的距離、方位、高度和速度等參數(shù)的。因此, 雷達工作時要求發(fā)射一種特定的大功率無線電信號。發(fā)射機

11、在雷達中就是起這一作用,它為雷達提供一個載波受到調(diào)制的大功率射頻信號, 經(jīng)饋線和收發(fā)開關(guān)由天線輻射出去。發(fā)射機按工作方式分單級振蕩式發(fā)射機和主振放大式發(fā)射機。單級振蕩式發(fā)射機只由一級大功率振蕩器產(chǎn)生發(fā)射信號，其輸出功率取決于振蕩管的功率容量。性能特點：1. 簡單；經(jīng)濟；輕便2. 質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)低3. 產(chǎn)生簡單發(fā)射波形。主振放大式發(fā)射機先由高穩(wěn)固體微波源產(chǎn)生，再經(jīng)級聯(lián)的放大電路，形成滿足功率要求的發(fā)射信號，其輸出功率取決于輸出級發(fā)射管的功率容量。性能特點：1. 復(fù)雜；昂貴；笨重2. 質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)高3. 產(chǎn)生各種復(fù)雜發(fā)射波形。單級振蕩式發(fā)射機和主振放大式發(fā)射機的組成框圖如下所示單級振蕩式發(fā)射機主振放

12、大式發(fā)射機5, 雷達接收機的任務(wù)和組成分別是什么？答：雷達接收機的任務(wù)：不失真的放大所需的微弱信號，抑制不需要的其他信號（噪聲、干擾等）。超外差式雷達接收機的優(yōu)點是靈敏度高、增益高、選擇性好、適應(yīng)性廣。其簡化方框圖如下。 它的主要組成部分: 1.高頻部分：（1）T/R 及接收機保護器：發(fā)射機工作時，使接收機輸入端短路，并對大信號限幅保護。（2）低噪聲高頻放大器：提高靈敏度，降低接收機噪聲系數(shù)，熱噪聲增益。（3）Mixer，LD，AFC：保證本振頻率與發(fā)射頻率差頻為中頻，實現(xiàn)變頻。2.中頻部分及AGC：（1）匹配濾波：( / ) max o S N（2）AGC：auto gain control

13、.3.視頻部分：（1）檢波器：包絡(luò)檢波，同步（頻）檢波（正交兩路），相位檢波。（2）視頻放大器：線形放大，對數(shù)放大，動態(tài)范圍。6,影響雷達測量精度的因素有哪些？答：雷達所測量的目標(biāo)參數(shù)通常包括目標(biāo)距離(回波時延)、距離變化率（多普勒頻移）、方位角和俯仰角（回波到達角）等?，F(xiàn)代雷達還能測量目標(biāo)尺寸、形狀和其他參數(shù)。測量精度的根本限制因素是噪聲。仔細說來，主要有六個影響因素：(1)同步誤差。由于發(fā)射機電路及波導(dǎo)系統(tǒng)對發(fā)射脈沖的延時作用，造成掃描起始時刻超前于天線口輻射的時刻，勢必造成顯示屏上顯示的目標(biāo)距離將比天線口到目標(biāo)的實際距離大，形成一固定的測距誤差，此即同步誤差。 (2)因固定距標(biāo)和活動距標(biāo)的不精確引起的測距誤差。固定距標(biāo)和活動距標(biāo)本身均有誤差，用它們測量目標(biāo)的距離必然也會有誤差。固定距標(biāo)通常在雷達廠內(nèi)已校準(zhǔn)至誤差為所用量程的0.25以內(nèi)?；顒泳鄻?biāo)的誤差約為所用量程距離的115，使用中，應(yīng)定期將它與固定距標(biāo)進行對比。(3)掃描鋸齒波的非線性。理想的掃描鋸齒波應(yīng)是直線上升的，但實際上往往是非線性的，這樣，即使固定距標(biāo)在時間上是等間隔的，但在熒光屏上出現(xiàn)的固定距標(biāo)圈之間的間隔是不等的。此時，利用固定距標(biāo)測量目標(biāo)距離，在內(nèi)插時將會產(chǎn)生較大誤差。 (4)因光點重合不準(zhǔn)導(dǎo)致的誤差。因為雷達熒光屏上的光點是有一定尺寸的，若光點直徑為d，則它會使回波尺寸在各個方向均增大d2，所以