雷达原理及系统复习.ppt

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1、《雷达原理与系统》课程复习什么是雷达（radar）？RadioDetectionandRanging无线电探测与测距测量目标的距离、方位和仰角测量目标的速度提供目标的其他信息，如：形态、表面信息等雷达坐标系αβ球（极）坐标系斜距R，雷达到目标的直线距离方位角α，目标斜距R在水平面上的投影OB与某以起始方向（参考方向）在水平面上的夹角仰角β，目标斜距R与其在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角雷达的基本工作原理单基地脉冲雷达收发开关天线大气目标反射大气天线收发开关发射机接收机电信号电磁波回波测距trC：光速，利用发射信号回波时延求得例：一单基地脉冲雷达目标回波时延为1μs，求目标离雷达的

2、距离。解：由公式代入参数可得常见时延与距离：1μs－－0.15km，6.67μs－－1km，12.3μs－－1.852km（1海里），10μs－－1.5km，100μs－－15km，1ms－－150km，测距精度与发射信号（时宽）带宽（或处理后脉冲宽度）有关，脉冲越窄、性能越好测角利用天线方向性实现目标角位置：方位角α仰角βα接收回波最强时的天线波束指向天线尺寸增加，波束变窄，测角精度和角分辨力提高角位置还可以利用两个分离接收天线收到信号的相位差来决定2π弧度＝360°＝6000密位，1密位＝0.06°测速利用回波多普勒频移测相对速度vfd：多普勒频移（Hz）vr：雷达与目标之间的径

3、向速度（m/s）λ：载波波长（m）当目标向着雷达运动时，0>vr，回波载频提高；反之0

4、雷达工作频率范围：220MHz～35GHz天波超视距雷达（OTHR）：4MHz～5MHz地波超视距雷达：2MHz毫米波雷达：94GHz雷达频段划分和对应频率－－书P7，表1.1频率选择因素：体积、分辨力、用途、功能工作波长的选择从接收机灵敏度来看，须考虑所选λ下接收机内部噪声和大气噪声大小以及电磁波在大气中的衰减，λ应长一些。从提高距离分辨率、角分辨率、天线增益的角度来看，希望λ要短一些。从目标检测来看，目标的散射特性与λ有关：当目标尺寸>>λ时，目标对电磁波以散射为主，以绕射为辅，RCS大；当目标尺寸<<λ时，目标对电磁波以绕射为主，以散射为辅，RCS小；对隐身目标，波长在两个极端

5、即米波或毫米波为好。从地面或水面的反射影响来看：水平极化的米波雷达，由于地面反射，波瓣分裂；地面反射对厘米波影响较小，故中等作用距离的引导雷达均采用厘米波段。从杂波干扰的影响来看：在目标（飞机）与云、雨相混的情况下，由于飞机的尺寸远大于水滴的尺寸，依目标的反射特性，采用大的λ可以提高输入信杂比。当目标（飞机）以地物为背景时，由于飞机的尺寸远小于地物的尺寸，依目标的反射特性，采用小的λ较好。雷达发射机的任务和基本组成任务产生大功率的特定调制的电磁振荡即射频信号组成单级振荡式主振放大式大功率电磁振荡产生与调制在一个器件中同时完成先产生小功率的CW振荡，再分多级调制和放大输出功率输出信号功

6、率平均功率峰值功率单位时间内发出的功率能量Pav，脉冲重复周期内的输出平均功率。脉冲发出时间点的功率Pt，脉冲期间射频振荡的平均功率。总效率输入发射机的总平均功率输出和输入的功率比工作比，占空比雷达发射机的性能指标习题某雷达发射机峰值功率为800kW，矩形脉冲宽度为3μs，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比。雷达接收机作用：通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从噪声和干扰中选择出来，并经放大和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备中。超外差技术如图所示，当接收的电波频率fRF变化时，本振频率fL和选频滤波器的中心频率f0=fRF能够同步

7、改变，从而使输出的fIF固定不变，这种技术称为外差技术，当fIF低于fRF而高于信号带宽B时就称为超外差技术。超外差技术具有灵敏度高、选择性好、工作稳定、中频部分可标准化等优点。选频滤波混频器本振滤波解调滤波无线电波解调输出fLfIFfRF接收机主要质量指标1.灵敏度：Simin，用最小可检测信号功率Simin表示，检测灵敏度，给定虚警概率Pfa，达到指定检测概率Pd时的输入端的信号功率：通常所需接收机gain=120~160dB，Simin＝-120～-