無線電導(dǎo)航系統(tǒng)（第2版）課件 ch14精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)

精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)通信與導(dǎo)航專業(yè)系列教材無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(第2版)第十四章01概述精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)是一種在地面指揮引導(dǎo)飛機(jī)著陸的系統(tǒng)。在復(fù)雜氣象條件下，當(dāng)飛機(jī)飛到雷達(dá)探測范圍內(nèi)時(shí)，著陸領(lǐng)航員在雷達(dá)顯示器上觀測飛機(jī)的航向角、下滑角和相對(duì)于著陸點(diǎn)的距離，并且和理想航跡線比較，依據(jù)偏差情況用無線電話指揮飛行員操縱飛機(jī)沿著理想下滑線下降到30~50m，然后轉(zhuǎn)入目視著陸，這種著陸方法也稱為地面控制引進(jìn)。概述系統(tǒng)組成、功能與配置機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)（又稱環(huán)視雷達(dá)）工作波長為10cm，探測以機(jī)場為中心、半徑為100~200km范圍內(nèi)的各種飛機(jī)，以平面位置顯示器顯示飛機(jī)的距離和方位，提供機(jī)場周圍飛機(jī)的活動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)空中交通管制并引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場；精密進(jìn)場雷達(dá)，又稱著陸雷達(dá)。概述精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)由機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)、精密進(jìn)場雷達(dá)和地空通信設(shè)備三部分組成，如圖14-1所示。概述圖14-2精密進(jìn)場雷達(dá)在機(jī)場的配置。概述系統(tǒng)應(yīng)用：GCA的引導(dǎo)過程一般分兩個(gè)階段：第一階段是引導(dǎo)員在監(jiān)視雷達(dá)上觀測、識(shí)別要著陸的飛機(jī)，并與之建立聯(lián)系將其引導(dǎo)到著陸航線上來；第二階段則是利用精密進(jìn)場雷達(dá)進(jìn)行最后階段的進(jìn)場引導(dǎo)。系統(tǒng)應(yīng)用和發(fā)展概述機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)（ASR）主要用于監(jiān)視終端管制區(qū)域內(nèi)的飛行目標(biāo)，并在平面顯示器上顯示它們的距離和方位?？展苋藛T根據(jù)這些信息，通過數(shù)據(jù)傳輸或通信網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)飛機(jī)以適當(dāng)?shù)木嚯x與高度接近并進(jìn)入機(jī)場的著陸跑道，隨后飛機(jī)將在儀表著陸系統(tǒng)、微波著陸系統(tǒng)或精密進(jìn)場雷達(dá)（PAR）等各種著陸系統(tǒng)的引導(dǎo)下安全著陸。概述系統(tǒng)發(fā)展精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)始于20世紀(jì)40年代。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭的需要，美國在1941年開始研制軍用儀表著陸系統(tǒng)，先后出現(xiàn)了SCS-51型空軍儀表引進(jìn)系統(tǒng)和A-1型軍用儀表引進(jìn)系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，這種應(yīng)用空中交叉波束的引進(jìn)系統(tǒng)在美國空軍、海軍和一些商業(yè)公司之間展開了激烈的競爭。概述機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)：由于終端管制空域通常設(shè)在主要航空樞紐或機(jī)場較為密集的空中繁忙地帶，其管制空域的范圍有限，因此，機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)的作用距離一般為100~200km，高度覆蓋在7500m左右。精密進(jìn)場雷達(dá)：精密進(jìn)場雷達(dá)采用較窄的天線波束寬度，以提高雷達(dá)測角精度與分辨率，保證著陸安全。概述精密進(jìn)場雷達(dá)系統(tǒng)具有精度高、抗雨雪干擾、機(jī)動(dòng)性好、不需專用機(jī)載設(shè)備、可對(duì)各種類型飛機(jī)實(shí)施雙向引導(dǎo)、不必專門訓(xùn)練飛行員等特殊優(yōu)勢，所以一直受到軍方的重視，自20世紀(jì)40年代開始沿用至今。系統(tǒng)特點(diǎn)概述02系統(tǒng)工作原理測距原理雷達(dá)到目標(biāo)的距離是由接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的時(shí)間間隔來確定的。雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射機(jī)經(jīng)天線向空中發(fā)射一串重復(fù)周期一定的射頻脈沖，如果在電磁波傳播的途徑中有目標(biāo)存在，那么雷達(dá)就可以接收到由目標(biāo)反射回來的回波。系統(tǒng)工作原理測角原理：雷達(dá)天線將電磁能量匯集在窄波束內(nèi)，當(dāng)天線波束軸對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，回波信號(hào)最強(qiáng)，如圖14-6實(shí)線所示。系統(tǒng)工作原理測速原理：當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)站之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的回波信號(hào)因多普勒效應(yīng)其載頻相對(duì)于發(fā)射信號(hào)的載頻產(chǎn)生一個(gè)偏移，這個(gè)偏移就叫多普勒頻移。系統(tǒng)工作原理眾所周知，相對(duì)于雷達(dá)徑向速度不為零的動(dòng)目標(biāo)回波，由于其行程的變化，存在多普勒效應(yīng)，回波信號(hào)頻率與發(fā)射信號(hào)頻率是不一致的；而對(duì)于固定目標(biāo)回波，相對(duì)于其發(fā)射脈沖的行程相同，因此頻率不發(fā)生變化。動(dòng)目標(biāo)顯示（MTI）原理系統(tǒng)工作原理雷達(dá)的探測能力雷達(dá)究竟能在多遠(yuǎn)距離上發(fā)現(xiàn)（檢測）目標(biāo)，這可由雷達(dá)方程來估計(jì)。雷達(dá)方程將雷達(dá)的作用距離和雷達(dá)發(fā)射、接收、天線等因素聯(lián)系起來，因此它不僅可以用來估計(jì)雷達(dá)檢測目標(biāo)的最大作用距離，也可以作為了解雷達(dá)的工作關(guān)系和用作設(shè)計(jì)雷達(dá)的一種工具。系統(tǒng)工作原理根據(jù)雷達(dá)體制的不同，可選用各種各樣的信號(hào)形式，常用的幾種信號(hào)形式如表14-1所示。系統(tǒng)工作原理03系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)原理框圖如圖14-12所示。系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)的工作過程為：由定時(shí)器產(chǎn)生同步脈沖，作為全機(jī)的時(shí)間基準(zhǔn)，分別送到雷達(dá)的各個(gè)分機(jī)，雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生大功率的射頻脈沖信號(hào)饋送到天線，而后經(jīng)天線輻射到空間。天線一般具有很強(qiáng)的方向性，以便集中輻射能量來獲得較大的觀測距離。系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)場監(jiān)視雷達(dá)早期的終端顯示器主要采用模擬技術(shù)來顯示目標(biāo)回波的原始圖像。隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展以及雷達(dá)系統(tǒng)功能不斷提高，現(xiàn)代雷達(dá)的終端顯示器除了顯示目標(biāo)回波的原始圖像之外，還要顯示經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理的雷達(dá)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)相對(duì)于跑道中線延長線的航向角（實(shí)際上是偏差）；飛機(jī)相對(duì)于跑道平