雷達原理與系統(tǒng)教學課件

1、由雷達發(fā)射機產(chǎn)生的電磁波經(jīng)收發(fā)開關后傳輸給天線，由天線將此電磁波定向輻射于大氣中。電磁波在大氣中以近光速傳播，如目標恰好位于定向天線的波束內(nèi)，則它將要截取一部分電磁波。目標將被截取的電磁波向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷達接受方向。雷達天線搜集到這部分散射的電磁波后，經(jīng)傳輸線和收發(fā)開關反饋給接收機。接收機將這微弱信號放大并經(jīng)信號處理后即可獲取所需信息，并將結果送至終端顯示。電磁波的速度（電磁波的速度（v）=光速（光速（c）.目標物的位置：方位角、水平距離、高度目標物的位置：方位角、水平距離、高度電磁波在傳播過程中遇到目標產(chǎn)生二次散射，是雷達發(fā)現(xiàn)目標電磁波在傳播過程中遇到目標產(chǎn)生二次散射，

2、是雷達發(fā)現(xiàn)目標的物理基礎。的物理基礎。電磁波在均勻介質(zhì)中的勻速直線傳播，是雷達測定目標距離的電磁波在均勻介質(zhì)中的勻速直線傳播，是雷達測定目標距離的物理基礎。物理基礎。雷達定向發(fā)射和接收電磁波，是雷達測定目標角位置的物理雷達定向發(fā)射和接收電磁波，是雷達測定目標角位置的物理基礎?；A。目標回波的多普勒效應，是雷達測定目標速度的物理基礎。目標回波的多普勒效應，是雷達測定目標速度的物理基礎。測距物理基礎：目標反射測距物理基礎：目標反射; 等速直線傳播等速直線傳播.用脈沖測距法：測的是水平距離用脈沖測距法：測的是水平距離R.2R = C tt電波在電波在RD與目標間往返傳播時間與目標間往返傳播時間; C

3、=3108 m/s .式中:R=C/2 tR 雷達天線目標距離的單位：距離的單位：國內(nèi)常用國內(nèi)常用:“Km:“Km（千米）或（千米）或“m”m”國外常采用國外常采用: :“mile“mile（英里）（英里）” “” “ft ft英尺英尺”、 “ “ nmilenmile（海里）（海里）” 或或“yd”yd”（碼）（碼）換算關系：換算關系：1000yd=3000ft=0.914km0.568mile 1000yd=3000ft=0.914km0.568mile 1nmile=1.853km1nmile=1.853km目標方位角：目標方位角： 指指真北真北與雷達和目標聯(lián)與雷達和目標聯(lián)線在水平面上投

4、影的夾角。線在水平面上投影的夾角。即斜距即斜距R在水平面上的投影在水平面上的投影OB與正北（真北）之間的與正北（真北）之間的夾角。夾角。RD測方位物理基礎測方位物理基礎直線傳播（微波）直線傳播（微波）天線定向收、發(fā)天線定向收、發(fā)RDRD天線是一種定向天線。所以天線的方向始終要對準目標天線是一種定向天線。所以天線的方向始終要對準目標物。物。 這就需要顯示器上的掃描線必須與天線旋轉同步，即這就需要顯示器上的掃描線必須與天線旋轉同步，即掃描線方向掃描線方向= =天線方向天線方向 、掃描線方位掃描線方位= =回波方位回波方位 。要實現(xiàn)。要實現(xiàn)這個目標這個目標雷達的標定雷達的標定找到二者的起始位置的參考

5、找到二者的起始位置的參考點點真北方向。真北方向。角度采用角度采用度度或或密位密位表示表示, 其關系為其關系為：360度度=6000密位密位 1度度=16.7密位密位國外常用角度單位為弧度，度及毫弧度關系為：國外常用角度單位為弧度，度及毫弧度關系為： 1弧度弧度=57度度= 1000毫弧度毫弧度 1毫弧度毫弧度=0.057度度12+A 三種方位角之間的關系三種方位角之間的關系12+A 三種方位角之間的關系三種方位角之間的關系當目標相對于當目標相對于RD運動后，出現(xiàn)運動后，出現(xiàn)fD(回回波相對于發(fā)射波相對于發(fā)射ft 的頻率偏移的頻率偏移)，此時，目，此時，目標相對于標相對于RD的徑向速度為：的徑向

6、速度為：式中式中 VR目標與雷達的相對（徑向）速度目標與雷達的相對（徑向）速度 （m/s） RD工作波長（工作波長（m）fd 雙程多普勒頻率（雙程多普勒頻率（Hz）在海上在海上, 速度單位俗稱為速度單位俗稱為“節(jié)節(jié) ”（1Kn）, 即即1 n mile / hv地平線地平線D0 NzRH地平線地平線h修正修正D 彎曲的地平線彎曲的地平線0P 例：飛機著陸例：飛機著陸Nz正北正北P目標目標R斜距斜距D水平距水平距H高度高度 方位角方位角仰角仰角測測R、 、 可定目標空間位置可定目標空間位置考慮到地平線上彎曲的，考慮到地平線上彎曲的，H 應予修正。應予修正。hA-天線高度；天線高度； 地球曲率半徑

7、；地球曲率半徑；R2/(2 )h修正修正= R2/17000 H= hA + Rsin + R2/17000 米米地球曲率補償高地球曲率補償高度度:地曲補償?shù)厍a償收發(fā)開關天線功率放大器低噪聲放大器本振混頻器中頻 匹配 放大器 濾波器第二檢波器視頻放大器顯示器一一. 框圖如下圖：框圖如下圖： 天線伺服系統(tǒng)定時器調(diào)制器。發(fā)射機發(fā)射機產(chǎn)生的雷達信號(通常是重復的窄脈沖串)天線天線輻射輻射 到空間到空間。收發(fā)開關收發(fā)開關雷達工作時實現(xiàn)收發(fā)共用一個天線目標截獲并反射目標截獲并反射一部分雷達信號雷達天線收集回波信號雷達天線收集回波信號接接 收機加以放大收機加以放大。如果接收機輸出的信號幅度足夠大，就說明目 標已被檢測。雷達通常測定目標的方位和距離，但回波信號也包含目標特性 信息。顯示器顯示器顯示接收機的輸出，操縱員根據(jù)顯示器的顯示判斷目標 存在與否，或者采用電子設備處理接收機的輸出，以便自動判 斷目標的存在與否，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)目