微波技術(shù) 雷達(dá)介紹

微波應(yīng)用之雷達(dá)雷達(dá)（Rador）是微波的最早應(yīng)用之一。Rador一詞是RadioDetectionandRanging的縮寫，意為無線電探測與測距。雷達(dá)是運(yùn)用各種無線電定位方法，探測、識別各種目標(biāo)，測定目標(biāo)坐標(biāo)和其它情報的裝置。WhatisRador?雷達(dá)的基本組成及作用1、定時器：（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。2、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（微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達(dá)波）。3、收發(fā)開關(guān)：發(fā)射時，關(guān)閉接收機(jī)入口，大功率射頻脈沖送天線；接收時，關(guān)閉發(fā)射機(jī)通路，微弱回波能量送接收機(jī)。4、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)。天線是雷達(dá)實(shí)現(xiàn)大空 域、多功能、多目標(biāo)的技術(shù)關(guān)鍵之一。5、接收機(jī)：超外差式，將微弱回波信號放大千萬倍以符合顯示器要求。

V幾十V6、顯示器：平面位置顯示器（PPI）。計(jì)時及計(jì)算，將目標(biāo)回波按目標(biāo)的實(shí)際距離和方位顯示在熒光屏上；且配有測量系統(tǒng)（人工加了一些符號）供隨時測量。7、雷達(dá)電源：把船電變成雷達(dá)所需的中頻交流電。400~2000Hz收/發(fā)開關(guān)定時器發(fā)射機(jī)顯示器天線控制器接收機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)的基本組成框圖天饋?zhàn)酉到y(tǒng)顯示子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)射頻收發(fā)子系統(tǒng)中央處理子系統(tǒng)信號處理子系統(tǒng)現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的組成框圖現(xiàn)代PK傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的雷達(dá)主要用于探測目標(biāo)的距離、方位、速度等尺度信息，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)還能識別目標(biāo)的類型、姿態(tài)，實(shí)時顯示航跡甚至實(shí)現(xiàn)實(shí)時進(jìn)行圖像顯示。所以，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)一般由天饋?zhàn)酉到y(tǒng)、射頻收發(fā)子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)及中央處理子系統(tǒng)等組成。電磁波在傳播過程中遇到物體會產(chǎn)生反射，當(dāng)電磁波垂直入射到接近理想的金屬表面時所產(chǎn)生的反射最強(qiáng)烈，于是可根據(jù)從物體上反射回來的回波獲得被測物體的有關(guān)信息。雷達(dá)工作機(jī)理一.雷達(dá)測距原理1、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2、測距公式：Δt：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二.雷達(dá)測方位原理1、利用收發(fā)定向天線，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2、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——天線的方向即目標(biāo)的方向3、方位同步系統(tǒng)雷達(dá)測距與測方位原理圖方向掃描量程:回波(at10nm)Δt＝123.5μs熒光屏邊緣本船目標(biāo)島嶼12nm目標(biāo)90°245°245EBL901802700方位標(biāo)志海圖平面雷達(dá)平面Fig.距離與方位測量掃描線固定距標(biāo)圈HL島嶼本船雷達(dá)不能“感知”目標(biāo)的背面，因此目標(biāo)的后沿是不可見的.1.波長λ

S波段10cm波長2000~4000MHz7.5~15cm3050MHzX波段3cm波長8000~12500MHz2.4~3.75cm9375MHz

。天氣好:Xband;天氣壞(雨/雪):Sband2.脈沖寬度τ每次發(fā)射脈沖的射頻振蕩持續(xù)時間.0.05~0.2us雷達(dá)相關(guān)技術(shù)參數(shù)3.脈沖重復(fù)頻率f/脈沖重復(fù)周期Tf（P.R.FPulseRepeatFrequency）

每相鄰兩次發(fā)射脈沖的時間間隔

。（400~4000Hz）4.發(fā)射峰值功率Pt:在脈寬持續(xù)時間內(nèi)的功率5.發(fā)射平均功率Pm:在脈沖重復(fù)周期內(nèi)的功率Tpptmt=6.接收機(jī)靈敏度Prmin:表示接收機(jī)接收微弱信號的能力Prmin=kT△f·N△f接收機(jī)通頻帶N接收機(jī)噪聲K波爾茲曼常數(shù)T接收機(jī)端絕對溫度7.接收機(jī)帶寬△f指在放大情況下，允許通過接收機(jī)的信號頻率范圍。長脈沖→窄范圍的頻譜△f↑→噪聲↑→靈敏度↓→失真↓△f↓→噪聲↓→靈敏度↑→失真↑兼顧:遠(yuǎn)量程△f↓→靈敏度↑近量程△f↑→靈敏度↓航海雷達(dá)1～25MHz10.垂直波束寬度θ

V

表示在垂直面內(nèi)的波束半功率點(diǎn)的寬度。為防止船舶搖擺時不至丟失目標(biāo)，一般15o~30o

。

HBWVBW棒狀波束8.天線增益定向天線最大輻射方向的功率與點(diǎn)狀天線各向均勻輻射的平均功率之比。

表示定向天線的功率集束能力。

???íìT=2a

4Ge--?aGeAAˉ-?aGllp9.水平波束寬度θ

H

在水平面內(nèi)的波束半功率點(diǎn)的寬度。

θH半功率點(diǎn)ABBCC水平方向性圖PLR半功率點(diǎn)LqH方位分辯率一般為1o雷達(dá)分類（1）按定位方法可分為：有源雷達(dá)、半有源雷達(dá)和無源雷達(dá)。（2）按裝設(shè)地點(diǎn)可分為：地面雷達(dá)、艦載雷達(dá)、航空雷達(dá)、衛(wèi)星雷達(dá)等。（