雷達(dá)原理與系統(tǒng)教學(xué)省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

雷達(dá)原理與系統(tǒng)教學(xué)課件下載-樣章.ppt

四、雷達(dá)作用原理由雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電磁波經(jīng)收發(fā)開關(guān)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輸，如目標(biāo)恰好位于定向天線波束內(nèi)，則它將要截取一部分電磁波。目標(biāo)將被截取電磁波向各方向散射，其中部分散射能量朝向雷達(dá)接收方向。雷達(dá)天線搜集到這部分散射電磁波后，經(jīng)傳輸線和收發(fā)開關(guān)反饋給接收機(jī)。接收機(jī)將這微弱信號(hào)放大并經(jīng)信號(hào)處理后即可獲取所需信息，并將結(jié)果送至終端顯示。第1頁常規(guī)雷達(dá)工作流程第2頁多普勒雷達(dá)工作流程第3頁§1.2雷達(dá)目標(biāo)位置測(cè)量

電磁波速度（v）=光速（c）.目標(biāo)物位置：方位角、水平距離、高度電磁波在傳輸過程中碰到目標(biāo)產(chǎn)生二次散射，是雷達(dá)發(fā)覺目標(biāo)物理基礎(chǔ)。電磁波在均勻介質(zhì)中勻速直線傳輸，是雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)距離物理基礎(chǔ)。雷達(dá)定向發(fā)射和接收電磁波，是雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)角位置物理基礎(chǔ)。目標(biāo)回波多普勒效應(yīng)，是雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)速度物理基礎(chǔ)。第4頁一、測(cè)距原理測(cè)距物理基礎(chǔ)：目標(biāo)反射;等速直線傳輸.用脈沖測(cè)距法：測(cè)是水平距離R.2R=C·△t△t——電波在RD與目標(biāo)間往返傳輸時(shí)間;C=3×108m/s.式中:R=C/2·△tR

雷達(dá)天線目標(biāo)第5頁距離單位：國(guó)內(nèi)慣用:“Km（千米）或“m”國(guó)外常采取:“mile（英里）”“ft英尺”、“nmile（海里）”或“yd”（碼）換算關(guān)系：1000yd=3000ft=0.914km≈0.568mile1nmile=1.853km第6頁二、測(cè)方位原理目標(biāo)方位角：指真北與雷達(dá)和目標(biāo)聯(lián)線在水平面上投影夾角。即斜距R在水平面上投影OB與正北（真北）之間夾角。RD——測(cè)方位物理基礎(chǔ)直線傳輸（微波）天線定向收、發(fā)第7頁RD天線是一個(gè)定向天線。所以天線方向一直要對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物。這就需要顯示器上掃描線必須與天線旋轉(zhuǎn)同時(shí)，即掃描線方向=天線方向、掃描線方位=回波方位。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)——雷達(dá)標(biāo)定——找到二者起始位置參考點(diǎn)——真北方向。角度采取度或密位表示,其關(guān)系為：360度=6000密位1度=16.7密位國(guó)外慣用角度單位為弧度，度及毫弧度關(guān)系為：1弧度=57度=1000毫弧度1毫弧度=0.057度第8頁注意：關(guān)于真北概念及三北方向*我國(guó)通用標(biāo)準(zhǔn)方向有真子午線方向、磁子午線方向和坐標(biāo)縱軸方向，簡(jiǎn)稱為真北方向、磁北方向和軸北方向，即三北方向。1．真子午線方向：經(jīng)過地球表面某點(diǎn)真子午線切線方向，稱為該點(diǎn)真子午線方向，即真北方向。它是經(jīng)過天文測(cè)量或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定。第9頁2．磁子午線方向：經(jīng)過地球表面某點(diǎn)磁子午線切線方向稱為該點(diǎn)磁子午線方向，即磁北方向。它是用羅盤儀測(cè)定，磁針在地球磁場(chǎng)作用下自由靜止時(shí)所指方向即為磁子午線方向。第10頁3．坐標(biāo)縱軸方向：在高斯平面直角坐標(biāo)系中，其每一投影帶中央子午線投影為坐標(biāo)縱軸方向，即軸北方向。若采取假定坐標(biāo)系則坐標(biāo)縱軸方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)方向。在同一投影帶內(nèi)，各點(diǎn)坐標(biāo)縱軸線方向是彼此平行。第11頁三北之間關(guān)系*1 2 –γ

+δ

α

A

β

三種方位角之間關(guān)系

第12頁過1點(diǎn)真北方向與磁北方向之間夾角稱為磁偏角，用δ表示。過1點(diǎn)真北方向與坐標(biāo)縱軸北方向之間夾角稱為子午線收斂角，用γ表示。δ和γ符號(hào)要求相同：當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)縱軸北方向在真北方向東側(cè)時(shí)，δ和γ符號(hào)為“＋”；當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)縱軸北方向在真北方向西側(cè)時(shí)，δ和γ符號(hào)為“－”。同一直線三種方位角之間關(guān)系為：A=β+δA=α+λα=β+δ+λ1 2 –γ

+δ

α

A

β

三種方位角之間關(guān)系

第13頁真北是經(jīng)過地面或圖面上某點(diǎn)指向北地極方向，即經(jīng)線（亦稱子午線）所指北，磁北則是經(jīng)過地面或地圖上某點(diǎn)指向北磁極方向，因?yàn)榇艠O與地極并不完全一致，所以磁北方向與真北方向常有一定夾角。這個(gè)夾角叫做磁偏角。因?yàn)楦鞣N原因影響，各個(gè)地域磁偏角大小常有不一樣。在一個(gè)地方用羅盤確定方向時(shí)，必須依據(jù)當(dāng)?shù)卮牌墙o予訂正。第14頁全國(guó)各城市磁偏角地名磁偏角地名磁偏角地名磁偏角地名磁偏角漠河11°00‘齊齊哈爾9°54‘哈爾濱9°39‘長(zhǎng)春8°53‘滿洲里8°40‘沈陽7°44’旅大6°35‘北京5°50‘天津5°30‘濟(jì)南5°01‘呼和浩特4°36‘徐州4°27‘上海4°26‘太原4°11‘包頭4°03’南京4°00‘合肥3°52‘鄭州3°50‘杭州3°50‘許昌3°40‘九江3°03‘武漢2°54‘南昌2°48‘銀川2°35‘臺(tái)北2°32‘西安2°29‘長(zhǎng)沙2°14‘贛州2°01'衡陽1°56‘廈門1°50‘蘭州1°44‘重慶1°34‘貴陽1°17‘遵義1°26‘西寧1°22’桂林1°22‘成都1°16‘廣州1°09‘柳州1°08‘昆明1°00‘南寧0°50‘湛江0°44’?？?°29‘拉薩0°21’珠穆朗瑪0°19‘西沙群島0°10‘曾母暗沙0°24‘(東）南沙群島0°35’(東）烏魯木齊2°44'(東)東沙群島1°05‘第15頁三、測(cè)速原理當(dāng)目標(biāo)相對(duì)于RD運(yùn)動(dòng)后，出現(xiàn)△fD(回波相對(duì)于發(fā)射ft頻率偏移)，此時(shí)，目標(biāo)相對(duì)于RD徑向速度為：式中VR——目標(biāo)與雷達(dá)相對(duì)（徑向）速度（m/s）λ——RD工作波長(zhǎng)（m）fd——雙程多普勒頻率（Hz）在海上,速度單位俗稱為“節(jié)”（1Kn）,即1nmile/hv地平線D0

第16頁兩個(gè)概念：多普勒頻移與徑向速度1、多普勒頻移：當(dāng)目標(biāo)物與雷達(dá)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到回波信號(hào)載波頻率相對(duì)于原來發(fā)射載波頻率產(chǎn)生一個(gè)頻率偏移，這個(gè)頻率偏移在物理學(xué)上稱之為多普勒頻移2、徑向速度：物體（目標(biāo)）在觀察著視線方向速度。第17頁NzRH地平線h修正Dβ

彎曲地平線0P

四、目標(biāo)高度測(cè)量例：飛機(jī)著陸Nz——正北P——目標(biāo)R——斜距D——水平距H——高度

——方位角β——仰角測(cè)R、α、β可定目標(biāo)空間位置考慮到地平線上彎曲，H應(yīng)予修正。hA-天線高度；ρ——地球曲率半徑；R2/(2ρ)——h修正=R2/17000H=hA+

R