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雷达方程

雷达原理

一、绪论 雷达:无线电探测与测距。利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。 雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。 组成框图 雷达测量原理 雷达发射信号: 雷达接收信号: 雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息 雷达组成: 天线:向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波 收发开关: 发射状态将发射机输出功率接到天线,保护接收机输入端 接收状态将天线接收信号接到接收机,防止发射机旁路信号 发射机:在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波 接收机:放大微弱的回波信号,解调目标信息 雷达的工作频率: 工作频率范围:22mhz--35ghz 扩展范围:2mhz--94ghz 绝大部分雷达工作在:200mhz--10000ghz 雷达的威力范围:最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围 分辨力:区分点目标在位置上靠近的能力 距离分辨力:同一方向上两个目标之间最小可区别的距离 角度分辨力:在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度 数据率:雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数,也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。 跟踪速度:自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度 发射功率的和调制波形: 发射功率的大小直接影响雷达的作用距离

发射信号的调制波形: 早期简单脉冲波形,近代采用复杂波形 脉冲宽度:脉冲雷达发射信号所占的时间。影响探测能力和距离分辨力 重复频率:发射机每秒发射的脉冲个数,其倒数是重复周期。决定单值测距的范围,影响不模糊速区域大小 天线波束形状天线:一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示 天线的扫描方式:搜索和跟踪目标时,天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。机械性扫描和电扫描 接收机的灵敏度:通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下,接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。这个功率越小接收机的灵敏度越高,雷达的作用距离越远。 显示器的形式和数量:雷达显示器是向操纵人员提供雷达信息的一种终端设备,是人际联系的一个环节。 电子战对抗中的雷达: 电子战(EW ):敌我双方利用无线电电子装备或器材所进行的电磁信息斗争,包括电子对抗和电子反对抗。 电子对抗(ECM ):为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息(电磁侦察),削弱或破坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施(电子干扰、伪装、隐身和摧毁) 电子反对抗(ECCM ):在敌方实施电子对抗的条件下,保证我方有效采用电磁信息所采取的一切战术、技术措施(反侦察、抗干扰、反伪装、反隐身、反摧毁) 雷达反干扰 天线抗干扰:低旁瓣、旁瓣对消、波束控制、随机扫描 发射机抗干扰:提高有效辐射功率、频率捷变、频率编码、频率分集、脉冲压缩、波形隐蔽、窄脉冲、重频时变 接收机、信号处理机抗干扰:接收机抗饱和、重频、脉宽鉴别、MTI 、MTD 、积累检测 二、发射机 发射机任务:产生大功率高频振荡发射信号。脉冲雷达要求发射机产生一定宽度、一定重复频率、一定波形的大功率射频脉冲列 基本类型:连续波发射机、脉冲调制发射机(单极振荡式发射机、主振荡式发射机) 输出功率:发射机送到天线输入端的功率 峰值功率:脉冲期间发射机输出功率的平均值(不要过分增大法设计的峰值功率) 平均功率:脉冲重复周期内输出功率的平均值: 工作比D: 常规脉冲雷达工作比0.001 脉冲多普勒雷达工作比10-2 ~10-1量级 连续波雷达工作比100% 总功率:发射机输出功率与输入功率之比 主振放大式发射机特别注意改善输出级效率 信号形式: 信号形式由雷达体制决定 常规脉冲雷达为简单脉冲波形,特殊体制雷达为复杂调制波形 t r av P T P τ=r r T F D ττ= =

雷达作用距离方程

雷达作用距离方程 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

雷达作用距离及其方程摘要:雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。即发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。所谓道高一尺魔高一丈,针对现代航空技术的迅猛发展,飞行器隐身性能已成为飞行器先进作战技能指标之一,隐身性能直接决定着战斗的成败,而唯一能克制隐身性能的法宝雷达自然越来越受到重视。通过查询和学习了解雷达的作用原理及雷达作用距离,并在此基础上继续分析雷达作用距离方程,为对雷达的学习和理解奠定基础。 关键词:雷达;作用距离;距离方程 雷达的任务及作用 雷达的最基本任务是探测目标并测量其坐标,因此,作用距离是雷达的重要性能指标之一,它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。作用距离的大小取决于雷达本身的性能,其中有发射机、接收系统、天线等分机的参数,同时又和目标的性质及环境因素有关。 雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当 然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁 波,传播的速度都是光速C, 差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达雷达

设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。 雷达距离方程 雷达方程 radar range equation 用于计算雷达在各种工作模式(搜索、跟踪、信标、成像、抗干扰、杂波抑制等)下的最大作用距离的方程式。它是根据已知雷达参数、传播路径、目标特性和所要求的检测与测量性能来计算雷达的最大距离的基本数学关系式,对作为检测和测量设备的雷达进行性能预计。它与雷达参数(如发射功率、接收机噪声系数、天线增益、波长等)、目标特性(如目标的雷达截面积等)和传播性能(如大气衰减、反射等)有关。

雷达原理复习总结

雷达原理复习要点第一章(重点) 1、雷达的基本概念 雷达概念(Radar): radar的音译,Radio Detection and Ranging 的缩写。无线电探测和测距,无线电定位。 雷达的任务: 利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位,是一种电磁波的传感器、探测工具,能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。 从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息? 斜距R : 雷达到目标的直线距离OP 方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。 仰角β:斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角,有时也称为倾角或高低角。 2、目标距离的测量 测量原理 式中,R为目标到雷达的单程距离,为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔,c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒) 距离测量分辨率 两个目标在距离方向上的最小可区分距离 最大不模糊距离 3、目标角度的测量 方位分辨率取决于哪些因素 4、雷达的基本组成 雷达由哪几个主要部分,各部分的功能是什么 同步设备:雷达整机工作的频率和时间标准。 发射机:产生大功率射频脉冲。 收发转换开关: 收发共用一副天线必需,完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。 天线:将发射信号向空间定向辐射,并接收目标回波。接收机:把回波信号放大,检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。 显示器:显示目标回波,指示目标位置。 天线控制(伺服)装置:控制天线波束在空间扫描。 电源第二章 1、雷达发射机的任务 为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号,经馈线和收发开关由天线辐射出去 2、雷达发射机的主要质量指标 工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度 3、雷达发射机的分类 单级振荡式、主振放大式 4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理,以及各自的优缺点 单级振荡式: 脉冲调制器:在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。 优点:简单、廉价、高效; 缺点:难以产生复杂调制,频率稳定性差,脉冲间不相干;主振放大式: 固体微波源:是高稳定度的连续波振荡器。 优点:复杂波形,稳定度高,相干处理 缺点:系统复杂、昂贵 第三章(重点) 1、接收机的基本概念 接收机的任务 通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中选择出来,并经过放大和检波后,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。 超外差接收机概念 将接收信号与本机振荡电路的振荡频率,经混频后得到一个中频信号,这称为外差式接收。得到的中频信号再经中频放大器放大的,称为超外差式。中频信号经检波后得到视频信号。 接收机主要组成部分 接收机主要质量指标 灵敏度S i min、接收机的工作频带宽度、动态范围、中频的选择和滤波特性、工作稳定度和频率稳定度、抗干扰能力、微电子化和模块化结构 2、接收机的噪声系数(重点) 噪声系数、噪声温度的定义 噪声系数:接收机输入端信号噪声比和输出端信号噪声比的比值。实际接收机输出的额定噪声功率与“理想接收机”输出的额定噪声功率之比。 噪声温度:温度Te称为“等效噪声温度”或简称“噪声温度”, 此时接收机就变成没有内部噪声的“理想接收机”级联电路的噪声系数

雷达工作原理

一、雷达工作原理、专业术语解释 雷达是军事电子对抗的尖端技术和设备,是作为21世纪反恐和安保的技术新标准(家庭安全警戒网) 幕帘技术同红外技术相似,只是它的防范区域与普通红外不同,顾名思义就是象一道帘子一样,适合于整个平面防范。 A)幕帘夹角 幕帘的两道之间的夹角。 B)幕帘张角 每道幕帘展开扇形的两条边之间的夹角。 C)探测范围

探测范围指雷达正常工作的感应范围,即雷达能够探测到在此范围以内的所有物体运 动从而产生报警状态。 D)探测距离 雷达在正常工作下所能探测到的最远距离,雷达分为四档;分别是2-3m、3-4m、5-6m、6-8m。 E)发射距离 报警系统中无线器件在被触发后将无线报警信号以电磁波的形式发射出去的最远距离,雷达在空旷地带为100M。 F)发射频率 电磁波发射的频率用HZ计算,国家电磁波管理委员会规定的公用波段频率是315/433MHZ G)关于护窗雷达的防宠物功能 护窗雷达发展到今天,在技术上已经比较成熟,防小宠物是护窗雷达的一种重要的功能,慑力护窗雷达对抗小宠物干扰的处理方式有两种: 一种是物理方式,即通过菲涅尔透镜的分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率,这种方式是表面的,效果也是有限的。第二种方式是采用对探测信号处理分析方式,主要是对探测的信号进行数据采集,然后分析其中的信号周期,幅度,极性。这些因素具体反应出移动物体的速度、热释红外能量的大小,以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较,由此判断移动物体可能是人是小动物。 由此看来,我们要注意的是护窗雷达的防小宠物的功能是相对的。这种相对性包括两个方面,一个是防宠物是相对的,相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了,它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求的,并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能。 效果 一旦整幢别墅设防,将形成无形的雷达警戒网,有效的将整幢别墅警戒起来,如果贼匪将在深夜靠近别墅时,男警立刻通通碟,紧接着高达95分贝的防恐警和国际反恐广播立刻炸响,十二束红眩捕俘灯和墙壁上太阳灯交替发射,同时雷达第一时间了射无线电信号给装在室内的主机,主机会告诉你哪个位置在报警,并第一时间拨打您

雷达原理习题解答1

雷达原理习题解答 电子科技大学信息对抗技术系《雷达原理教研组》 2005.9

第一章 1-1. 解: 目标距离:68 5100010310 1.510()15022 c R m km τ-???== =?= 波长m 1.01031039 8 =??= λ,多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.02 4=?= = λ ,线速度s m V /100060cos 500=? = 1-2. 解: a )Km Km R 6.3751.01004 1 max =?? ? ???= b )dB k S kS i i 72.05 1 ,511.010min min -===∴?=?Θ 1-3. 解: T r 同步器输出 调制器输出 发射机高放输出 接收机高放输出 t r 混频输出 中放输出 第二章 2-1. 解: 重复周期:ms T r 110001== ,平均功率:W P av 240010003 1085=??= 工作比: 003.01000 3 == D 2-2. 解:

对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机,3参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。 2-3. 解: []dBc KHz L 501010000010lg 101-=?? ? ???= 2-4. 答: (1)p44图2.18中V2的作用是:在阴极负高压作用期间,在管腔产生 高功率的电磁振荡,并通过腔的耦合探针将电磁能输出到腔外; (2)p47图2.23中V D1的作用是当PFN 谐振充电到2倍电源电压后,防 止PFN 向电源的放电,而保持在2倍电源电压状态;V D2的作用是在PFN 放电期间改善其与负载的匹配,并抑制不匹配时产生的振荡; (3)在p45图2.21中若去掉V 2,则在C 0上可进行正常充电过程,但没 有放电开关V 2后,只能通过R 放电,放电时间过长,且波形很差,微波管可能因连续工作时间过长而损坏,不能正常工作。 2-5. 解:

经典雷达资料-第2章--雷达距离估算

第2章雷达距离估算 Lamont V. Blake 2.1 引言 对于自由空间中特定目标的检测(该目标的检测受热噪声的限制),雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域内仅有雷达和目标。本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的,而通用定义是冗长的,且用处不大。该定义还暗示,自由空间内可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外,仅来自于自然界热或准热噪声源,如2.5节所述。 尽管上述的条件是不可能完全实现的,但是它接近许多雷达的实际环境。在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下,估算问题要复杂得多。这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变(信号处理)引起的。 在本章中将给出自由空间方程,讨论基本的信号处理,以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。虽然不可能涉及所有可能的雷达环境,但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。 定义 雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数,其中一些参数的定义是相互依赖的。正如2.3节所讨论的,某些定义含有人为因素,不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。当然,若存在被广泛接受的定义,则采用该定义。但更重要的是,虽然某些定义允许一定的随意性,但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义,则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。 例如,脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性,但是一旦任何一个定义被确定,那么另一个定义将由限制条件决定,即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。在本章中将给出一套定义,该定义遵循上述准则,并已被权威组织采纳。 约定 由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大,因此在这些因子的具体值未知的标准条件下,某些约定是估算作用距离所必需的。通常采用的一种约定是标准假设,这种假设实际上并不一定能遇到,但却在所能遇到的条件范围内,尤其是在条件范围的中间附近,这种假设是可行的。就像传统的地球物理假设一样,为计算基于地球曲率的某些地球环境效应,假设地球是一个半径为6370km的理想球体。约定的重要性在于,它提供了比较不同雷达系

雷达作用距离方程

雷达作用距离方程 Last updated on the afternoon of January 3, 2021

雷达作用距离及其方程摘要:雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。即发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。所谓道高一尺魔高一丈,针对现代航空技术的迅猛发展,飞行器隐身性能已成为飞行器先进作战技能指标之一,隐身性能直接决定着战斗的成败,而唯一能克制隐身性能的法宝雷达自然越来越受到重视。通过查询和学习了解雷达的作用原理及雷达作用距离,并在此基础上继续分析雷达作用距离方程,为对雷达的学习和理解奠定基础。 关键词:雷达;作用距离;距离方程 雷达的任务及作用 雷达的最基本任务是探测目标并测量其坐标,因此,作用距离是雷达的重要性能指标之一,它决定了雷达能在多大的距离上发现目标。作用距离的大小取决于雷达本身的性能,其中有发射机、接收系统、天线等分机的参数,同时又和目标的性质及环境因素有关。 雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当 然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁 波,传播的速度都是光速C, 差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达雷达

设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。 雷达距离方程 雷达方程 radar range equation 用于计算雷达在各种工作模式(搜索、跟踪、信标、成像、抗干扰、杂波抑制等)下的最大作用距离的方程式。它是根据已知雷达参数、传播路径、目标特性和所要求的检测与测量性能来计算雷达的最大距离的基本数学关系式,对作为检测和测量设备的雷达进行性能预计。它与雷达参数(如发射功率、接收机噪声系数、天线增益、波长等)、目标特性(如目标的雷达截面积等)和传播性能(如大气衰减、反射等)有关。

雷达测速原理简介及系统应用

测速雷达原理 雷达原理简介 首先,大家必须先了解雷达的基本原理,因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR ,是Radio Detection And Ranging 的缩写。所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理,其理论基础皆源自于「多普勒效应」,其应该也是一般常见的多普勒雷达(Doppler Radar),此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现象,后来世人为了纪念他的贡献,就以他的名字来为该原理命名。 多普勒的理论基础为时间。波是由频率及振幅所构成,而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中,碰到物体时,该无线电波会被反弹,而且其反弹回来的波,其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的,那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而,若物体是朝着无线电线发射的方向前进时,此时所反弹回来的无线电波会被压缩,因此该电波的率频会随之增加;反之,若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波,其频率则会随之减小。下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标: CS R-28测速雷达所应用的原理,就是可以检测到发射出去的无线电波,与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I 通道和Q 通道的相位变化。由频率的变化,依特定的比例关系,而计算出该波所碰撞到物体的速度。由I 通道和Q 通道之间的相位关系,计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。 根据多普勒原理,由于雷达发射和接受共用一个天线,且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致,运动目标的多普勒频率fd 符合下列关系式。 (1) f d = 2V r f t C

(完整版)雷达组成及原理.doc

雷达的组成及其原理 课程名称:现代阵列并行信号处理技术 姓名:杜凯洋 学号: 2015010904025 教师:王文钦教授

一.简介 雷达( Radar,即 radio detecting and ranging),意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法,探测、识别各种目标,测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中,雷达的作用越来越显示其重要性,特别是第二次世界大战,英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战,使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中,天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键 之一;信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多,可按多种方法分类: (1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。 (2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。 (3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。 (4)按工作被长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段 雷达。 (5)按用途可分为:目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。 二.雷达的组成 (一)概述 1、天线:辐射能量和接收回波(单基地脉冲雷达),(天线形状,波束形状,扫描方式)。 2、收发开关:收发隔离。 3、发射机:直接振荡式(如磁控管振荡器),功率放大式(如主振放大式),(稳定,产生复杂波形,可相参处理)。 4、接收机:超外差,高 频放大,混频,中频放大,检波,视频放大等。(接收机部分也进行一些信号处理,如匹配滤波等),接收机中的检波器通常是包络检波,对于多普勒处理则采用相位检波器。 5、信号处理:消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号,通常在检测 判决之前完成( MTI,多普勒滤波器组,脉冲压缩),许多现代雷达也在检测判决之后完成。 6、显示器(终端):原始视频,或经过处理的信息。 7、同步设备(视频综合器):是雷达机的频率和时间标准(只有功率放大式(主振放大式) 才有)。 (二)雷达发射机 1、单级振荡式:大功率电磁振荡产生与调制同时完成(一个器件)

雷达原理简介修订稿

雷达原理简介 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

雷达原理简介 首先,大家必须先了解雷达的基本原理,因为雷达仍是目前用来侦测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR ,是Radio Detection And Ranging 的缩写。所有利用雷达波来侦测移动物体速度的原理,其理论基础皆源自于「都卜勒效应」,其应该也是一般常见的都卜勒雷达(Doppler Radar),此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现像,后来世人为了纪念他的贡献,就以他的名字来为该原理命名。 都卜勒的理论基础为时间。波是由频率及振幅所构成,而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中,碰到物体时,该无线电波会被反弹,而且其反弹回来的波,其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的,那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而,若物体是朝着无线电线发射的方向前进时,此时所反弹回来的无线电波会被压缩,因此该电波的率频会随之增加;反之,若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波,其频率则会随之减小。下图为都卜勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标: > <==车子朝着无线电波方向前进,其反弹的率频会增加 <==车子朝着无线电波传送的反方向前进,其反弹的率频 会减小 速度侦测装置(警方所使用的测速雷达)所应用的原理,就是可以侦测到发射出现的无线电波,及反弹回来的无浅电波其间的频率变化。由这两个不同频率的

差值,便可以依特定的比例关系,而计算是该波所碰撞到物体的速度。当然,此种速度侦测装置可以将所侦测到的速度,转换为「公里/小时」。也许大家还是无法体会什么是「都卜勒效应」,但每个人在日常生活中应该都有「听」过「都卜勒效应」。例如:当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时,会发现声音会一直在变化,这就是所谓的「都卜勒效应」,此例子是生活中最常见的例子,因为当声波一直朝着你接近时,该声波的频率会一直增加,所以听到的声音才会一直变。这跟测速雷达所用到的原理是一样的,只不过测速雷达所使用的不是声波,而是无线电波。 由于警察的测速雷达总是侦测到一个较强的反单电波后,才决定该移动物体(车子)的速度;而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强;另外,离发射电波较近的物体,其所反弹的电波也会较强。根据这个原理,若有两辆大小相同的车子,同样都是超速时,测速雷达只会侦测到开在较前面车子的速度;若有一辆未超速的大卡车开在前方,而另一辆已超速的小客车开在后方时,测速雷达是无法侦测出该小客车已超速,除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速。 这告诉我们,利用雷达波来侦测车速时,是无法在车阵中,侦测到特定车辆的速度,而只能侦测到开在车阵最前面,且体积较大的车子的速度。 二、雷达原理详述 下面的文章,将更详细地探讨雷达测速的各种影响因素: ? ? ? ? 下图显示出影响Muniquip K-GP手持雷达枪,其雷达波覆盖范围的因素:

《雷达原理》知识点总结

【雷达任务:测目标距离、方位、仰角、速度;从目标回波中获取信息 【雷达工作原理:发射机在定时器控制下,产生高频大功率的脉冲串,通过收发开关到达定向天线,以电磁波形式向外辐射。在天线控制设备的控制下,天线波束按照指定方向在空间扫描,当电磁波照射到目标上,二次散射电磁波的一部分到达雷达天线,经收发开关至接收机,进行放大、混频和检波处理后,送到雷达终端设备,能判断目标的存在、方位、距离、速度等。 【影响雷达性能指标:脉冲宽度(窄),天线尺寸(大),波束(窄),方向性。 【测角:根据接收回波最强时的天线波束指向 【雷达是如何获取目标信息的? 【雷达组成:天线,发射机,接收机,信号处理机,终端设备(电源,显示屏),收发转换开关【发射机工作原理:为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号,经馈线和收发开关由天线辐射出去。 【发射机基本组成:单级振荡式:脉冲调制器,大频率射频振荡器,电源。 主振放大式:脉冲调制器,中间和输出射频功放,电源,定时器,固体微波源(主控振荡器,用来产生射频信号) 工作过程:(1)单级振荡式:信号由振荡器产生,受调制 (2)主振放大式:信号由固体微波源经过倍频后产生,经射频放大链进行放大,各级都需调制(脉冲调制器),定时器协调工作。 优缺点:单击振荡式:简单经济轻便,频率稳定度差,无复杂波形; 主振放大式:频率稳定度高,相位相参信号,有复杂波形,适用频率捷变雷达 【发射机质量指标:(1)工作频率(波段)(2)输出功率:影响威力和抗干扰能力。峰值功率(脉冲期间射频振荡的平均功率)和平均功率(脉冲重复周期内输出功率的平均值)。(3)总效率Pt/P。(4)调制形式:调制器的脉冲宽度,重复频率,波形。(5)信号稳定度/频谱纯度,即信号各项参数。 【调制器组成:电源,能量储存,脉冲形成 【调制器任务与作用:为发射机的射频各级提供合适脉冲,将一个信号载到一个比它高的信号上 【仿真线:由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上,用真实线长度太长,因此在实际中是用集总参数的网络代替长线,即仿真线 【刚/软性开关:刚性开关的电容储能部分放电式调制器,特点为部分放电,通电利索;软性开关的人工线性调制器,特点为完全放电,效率高,功率大。 【接收机指标:(1)灵敏度:表示接收机接受微弱信号的能力。提高灵敏度,减小噪声电平,提高接收机增益。(2)工作频率宽度:表示接收机瞬时工频范围,提高:高频部件性能 (3)动态范围:表示正常工作时接收信号强度的范围,提高:用对数放大器增益控制电路抗干扰(4)中频滤波特性:减小噪声,带宽>回波时,噪声大。(5)工作稳定度(6)频率稳度(7)抗干扰能力(8)噪声系数 【收发软换开关工作原理:脉冲雷达天线收发共用,需要一个收发软换开关TR,发射时,TR使天线与发射机接通,与接收机断开,以免高功率发射信号进入接收机使之烧毁;接收时,天线与接收机接通,与发射机断开,以免因发射机旁路而使微弱接收信号受损。 【收发开关组成及类型:高频传输线,气体放电管。分为分支线型和平衡式。 【显示器分类:距离,平面,高度,情况和综合,光栅扫描。 【显示器列举:距离(A型J型A/R型)平面(PPI)高度(E式RHI) 【A型显示器组成:扫掠形成电路,视频放大电路,距标形成电路。 【怎样读取目标方位距离等参数(P显):方位角以正北为零方位角,顺时针计量;距离沿半

雷达距离估算

. . . . 经典雷达距离估算 2.1 引言 对于自由空间中特定目标的检测(该目标的检测受热噪声的限制),雷达最大作用距离估算的基本物理机理从雷达出现起就为人所熟知。本章的术语自由空间指以雷达为球心、半径远远延伸到目标之外的球形空域仅有雷达和目标。本章采用的自由空间定义对具体的雷达而言是相当准确的,而通用定义是冗长的,且用处不大。该定义还暗示,自由空间可被检测的雷达频率电磁波除了来源于雷达自身的辐射外,仅来自于自然界热或准热噪声源,如 2.5节所述。 尽管上述的条件是不可能完全实现的,但是它接近许多雷达的实际环境。在许多非自由空间和完全非热噪声的背景下,估算问题要复杂得多。这些在早期分析中没有考虑到的复杂性也是由接收系统电路的信号和噪声关系的改变(信号处理)引起的。 在本章中将给出自由空间方程,讨论基本的信号处理,以及考虑一些十分重要的非自由空间环境下的方程和信号处理。另外还将考虑一些常见非热噪声的影响。虽然不可能涉及所有可能的雷达环境,但是本章所叙述的方法将简要地说明那些适合于未考虑到的环境和条件的必然方法的一般性质。一些要求采用特定分析的专用雷达将在后面章节中叙述。 定义 雷达作用距离方程包含许多雷达系统及其环境的参数,其中一些参数的定义是相互依赖的。正如2.3节所讨论的,某些定义含有人为因素,不同作者使用不同的作用距离方程因子定义是常见的。当然,若存在被广泛接受的定义,则采用该定义。但更重要的是,虽然某些定义允许一定的随意性,但是一旦一个距离方程因子采用特定的定义,则一个或更多的其他因子的定义将不再具有随意性。 例如,脉冲雷达的脉冲功率和脉冲宽度的定义各自均具有很大的随意性,但是一旦任何一个定义被确定,那么另一个定义将由限制条件决定,即脉冲功率与脉冲宽度的乘积必须等于脉冲能量。在本章中将给出一套定义,该定义遵循上述准则,并已被权威组织采纳。 约定 由于传播途径因子和其他距离方程因子的变化很大,因此在这些因子的具体值未知的标准条件下,某些约定是估算作用距离所必需的。通常采用的一种约定是标准假设,这种假设实际上并不一定能遇到,但却在所能遇到的条件围,尤其是在条件围的中间附近,这种假设是可行的。就像传统的地球物理假设一样,为计算基于地球曲率的某些地球环境效应,假设地球是一个半径为6370km的理想球体。约定的重要性在于,它提供了比较不同雷达系统的共同基础。约定是典型条件的代表,就这一点来说,它们也可用于估算实际的探测距离。本 . 学习.资料.

雷达工作原理

雷达工作原理 一、雷达工作原理、专业术语解释 雷达是军事电子对抗的尖端技术和设备,是作为21世纪反恐和安保的技术新标准(家庭安全警戒网) 外行尺寸180×66×50mm 幕帘技术同红外技术相似,只是它的防范区域与普通红外不同,顾名思义就是象一道帘子一样,适合于整个平面防范。 A)幕帘夹角 幕帘的两道之间的夹角。 B)幕帘张角

每道幕帘展开扇形的两条边之间的夹角。 C)探测范围 探测范围指雷达正常工作的感应范围,即雷达能够探测到在此范围以内的所有物体运 动从而产生报警状态。 D)探测距离 雷达在正常工作下所能探测到的最远距离,雷达分为四档;分别是2-3m、3- 4m、5-6m、6-8m。 E)发射距离 报警系统中无线器件在被触发后将无线报警信号以电磁波的形式发射出去的最远距离,雷达在空旷地带为100M。 F)发射频率 电磁波发射的频率用HZ计算,国家电磁波管理委员会规定的公用波段频率是315/433MHZ 效果 一旦整幢别墅设防,将形成无形的雷达警戒网,有效的将整幢别墅警戒起来,如果贼匪将在深夜靠近别墅时,男警立刻通通碟,紧接着高达95分贝的防恐警和国际反恐广播立刻炸响,十二束红眩捕俘灯和墙壁上太阳灯交替发射,同时雷达第一时间了射无线电信号给装在室内的主机,主机会告诉你哪个位置在报警,并第一时间拨打您事先输入的电话号码(您的号码、亲威号码、小区保安号码、110警署等)您可以远程进行现场监听、鸣笛、对讲喊话。 此外它强大的远程操控能力,可以真正实现现代化的安全生活. 比方说,在外随时把家里电器打开。 首先是室外安防:

(1)、白天黑夜刮风下雨能正常工作,慑力采用独有的双曲线温控补偿技术和光传感环境自适应技术,实现白天黑夜自由转换,做到防风、防雨、防潮、防室外复杂环境干扰; (2)、无线电通信技术和独有微功耗技术,防止贼匪断电行窃; (3)、防接近、防破坏、防移动. 探测技术: (1)、而安保产品的档次高低关键是看它的防漏报,抗误报能力, 现在市面上一般的报警器有没有?有, 但该报的不报不行,不该 报的也报,那样也不行,对不对?因此您首先是要看他的探测技术, 我们知道八十年代日本首先提出双鉴技术即只有两个探测器没 有芯片, 之后九十年代以色列提出2+1的三鉴技术也就是再加上 一个处理芯片,而21世纪慑力使用的是3+2+1的专业四鉴探测技 术即双视窗、三个人体细胞运动远红外探测加两个环境判断还有 一个专利A9芯片,仅这个芯片它是在模仿全球近三万多例犯罪 行为模式的基础上而诞生的,它负责雷达的信息运算和处理,这 种技术在几年内别人是无法赶上的。 (2)、慑力雷达还有多级警戒级别可自由调整,满足不同环境下的 安全需要.一般飞禽走兽路过时决对不会报,贼匪企图开你门窗 的时候,雷达立刻报警. 人机联防技术: (1)、雷达一旦报警,主机会按你事先输入的电话号码拨打电话通知您。 (2)、紧急按钮功能。 (3)、远程操控能力实现现代化安全生活。

二次雷达作用距离及影响因素分析

二次雷达覆盖范围及影响因素分析 民航吉林空管分局 梁志国 严浩 文敏 马纯清 1 引言 航管二次雷达对保证民航飞机安全飞行、航班正常、提高空中交通管制效率具有重要的作用。二次雷达覆盖范围是一项重要指标,这涉及到雷达设备的各项指标(如雷达天线增益、发射机发射功率、接收机带宽、接收机噪声系数等指标)的确定、准确合理的选址、规划和布局。影响雷达实际作用距离的外界因素是非常复杂的,雷达的探测性能要受到雷达站选址和气候等多种因素的影响。本文系统的研究了二次雷达辐射信号作用距离以及影响因素、空域覆盖问题。 2 理想条件下二次雷达覆盖范围分析 二次雷达覆盖范围由二次雷达的作用距离决定。二次雷达探测飞机需要询问信号能够有效的到达飞机应答机天线,飞机的应答信号能够有效的到达雷达天线。询问距离要想达到最大,条件就是询问信号到达飞机时的功率刚刚好等于飞机应答机最小可检测信号。询问信号作用距离的公式为 2/1min I I I I Imax 4????????''=P G G P R πλ,其中,I λ为询问信号波长,这里为0.291m ,I P 为询问 信号功率,典型值为2000瓦,I G 为询问信号增益,典型值为27dB ,即天线增 益为501,'I G 为应答机天线的接收增益,因为应答机天线为全向天线,所以天线增益为1,'min P 为应答机的灵敏度,即最小可检测信号,典型值为-71dBm , 即79.4×10-12w 。经计算可以得到询问信号的最大作用距离为2600km 。 应答信号到达雷达的距离达到最大的条件是应答信号到达雷达天线的功率刚刚好等于二次雷达最小可检测信号,应答信号作用距离的公式为 2/1min R R R R Rmax 4????????''=P G G P R πλ,R λ为应答信号波长,0.275m ,'R P 为应答信号功率, 典型值为251W,24dBW ,R G 为雷达接收增益,27dB ,'R G 为应答频率应答机天线

倒车雷达故障排查和工作原理

倒车雷达故障排查和工作原理

1)倒车雷达的工作原理: 2)倒车雷达的种类: 3)如何选购倒车雷达: 4)倒车雷达的准确度: 5)倒车雷达的灵敏度6)关于雷达的安装问题? 7)雷达安装时要注意什么? 8)问:为什么我的倒车雷达安装后,会产生误报,或是不停地报警,如何处理? 资料更新中…………………………………………………. 1)倒车雷达的工作原理: 倒车雷达的主要作用是在倒车时,利用超声波原理,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后,反射此声波回到探头,探头把数 据交给雷达主机,让主机计算车体与障碍物之间的实际距离,通过显示器,声音等方式告诉驾驶者,使停车和倒车更容易、更安全。 倒车雷达系统的组成:1.主机2.显示器3.探头2~8个 四探头的倒车雷达:电源接倒车灯的正和负,当你一挂倒档,雷达通电开始工作. 6到8探倒车雷达:探头为车前2到4探, 车后为4探, 车后探头电源接倒车灯的正和负,当你一挂倒档,雷达通电开始工作. 车前探头电源是接刹车灯,车前进时,踩刹车,车前探头开始工作, 2)倒车雷达的种类: 现在市面上的倒车雷达产品可按探头数目来分类,有2、3、4、6、8等多种探头数的产品可选。一般探头数目越多,盲区就越少,用户选购最

多的是2—4个探头的产品,它们直接安装在汽车后面的保险杆上。6—8个探头的倒车雷达,可以把探头按照前2/4,后4的方式安装,这样倒车 雷达除了能够探测到车后的位置,还能探测到车身前面左、右两边的位置。 按照提示方式,倒车雷达可分为VFD显示,液晶显示屏提示、语音提示,声音等方式 3)如何选购倒车雷达: 目前汽车市场上倒车雷达种类繁多,价格也是高低不等,淘友你,应该如何选择倒车雷达产品呢?其实如何我们在这里说很多的技术参数,相信 对大多淘友来说,是没用,因为网购,又看不到实物,多说也没用.我们从事倒车雷达已多年,以下按我个经验为淘友你说说,如有不认同,请与我们 交流,谢谢. 首先不得不说一下雷达精确度,这是最多淘友关心的问题: 准确度是受到很多因素影响的,车后的障碍物不同,得到的数据会不同,如车后的障碍物是:活动的人体,高速运动的汽车,小圆柱等等,他 们得到的数据就会不同,因为不同物体,反射回来的超声波或多或少,所以主机计算出来的数据也有所不同,:"二狼神"倒车雷达如果对着一面墙 体,慢速测试,可以得到很高的准确度. 不得不再说一下灵敏度: 这点很多人会有一个误区,雷达不是灵敏度越高越好,当然,也不是说低就是好,是取一个适中的度数,这个灵敏度是厂家通过测试而调节好 的,有的厂家不管产品,只看到车友的爱好,把灵敏度调到最高,这样会使雷达出现很多误报的情况,如:雨天因雨水粘在探头表面,产生误报,或是 因为风大,吹着探头,也产生误报等等. 再次不得不说一下雷达探测技术: 多说没用,雷达测距离,是一个很成熟的技术,其实每个厂家,撑握的技术都一样,不会有很明显的差别,只是看厂家是否注重自己的品牌,关注自 己产品质量.,山寨产品,就不好说啦,如何选择的是品牌的,i不管是"二狼神"还是任何一款品牌产品,都应该不会有问题. 4)倒车雷达的准确度: 准确度是受到很多因素影响的,车后的障碍物不同,得到的数据会不同,如车后的障碍物是:活动的人体,高速运动的汽车,小圆柱等等,他 们得到的数据就会不同,因为不同物体,反射回来的超声波或多或少,所以主机计算出来的数据也有所不同,:"二狼神"倒车雷达如果对着一面墙 体,慢速测试,可以得到很高的准确度. 5)倒车雷达的灵敏度 这点很多人会有一个误区,雷达不是灵敏度越高越好,当然,也不是说低就是好,是取一个适中的度数,这个灵敏度是厂家通过测试而调节好 的,有的厂家不管产品,只看到车友的爱好,把灵敏度调到最高,这样会使雷达出现很多误报的情况,如:雨天因雨水粘在探头表面,产生误报,或是 因为风大,吹着探头,也产生误报等等. 6)关于雷达的安装问题? 有很多淘友会问到,在网上购买了产品,自己不会安装,如何办,如果自己不懂,可以找汽车美容,汽车维修店安装,还有淘友担心他们不给安装如 何办,这可有点过于担心啦,你出钱,他们出工时,怎么会不给安装呢,他们可是有钱赚的,一个雷达安装工时在1个小时内.一个小时赚几十元,就

雷达基本理论与基本原理

雷达基本理论与基本原理 一、雷达的基本理论 1、雷达工作的基本过程 发射机产生电磁信号,由天线辐射到空中,发射的信号一部分被目标拦截并向许多方向再辐射。向后再辐射回到雷达的信号被天线采集,并送到接受机,在接收机中,该信号被处理以检测目标的存在并确定其位置,最后在雷达终端上将处理结果显示出来。 2、雷达工作的基本原理 一般来说,会通过雷达信号到目标并从目标返回雷达的时间,得到目标的距离。目标的角度位置可以根据收到的回波信号幅度为最大时,窄波束宽度雷达天线所指的方向而获得。如果目标是运动的,由于多普勒效应,回波信号的频率会漂移。该频率的漂移与目标相对于雷达的速度成正比,根据2r d v f λ =,即可得到目 标的速度。 3、雷达的主要性能参数和技术参数 3.1 雷达的主要性能参数 3.1.1 雷达的探测范围 雷达对目标进行连续观测的空域,叫做探测范围,又称威力范围,取决于雷达的最小可测距离和最大作用距离,仰角和方位角的探测范围。 3.1.2 测量目标参数的精确度和误差 精确度高低用测量误差的大小来衡量,误差越小,精确度越高,雷达测量精确度的误差通常可以分为系统误差、随机误差和疏失误差。 3.1.3 分辨力 指雷达对两个相邻目标的分辨能力。可分为距离分辨力、角分辨力(方位分辨力和俯仰角分辨力)和速度分辨力。距离分辨力的定义:第一个目标回波脉冲的后沿与第二个目标回波脉冲的前沿相接近以致不能分辨出是两个目标时,作为可分辨的极限,这个极限距离就是距离分辨力:min ()2 c R τ ?=。因此,脉宽越小,距离分辨力越好

3.1.4数据率 雷达对整个威力范围完成一次探测所需时间的倒数。 3.1.5 抗干扰能力 指雷达在自然干扰和人为干扰(主要的是敌方干扰(有源和无源))条件下工作的能力。 3.1.6 雷达可靠性 分为硬件的可靠性(一般用平均无故障时间和平均修复时间衡量)、软件可靠性和战争条件下雷达的生存能力。 3.1.7 体积和重量 体积和重量决定于雷达的任务要求、所用的器件和材料。 3.1.8 功耗及展开时间 功耗指雷达的电源消耗总功率。展开时间指雷达在机动中的架设和撤收时间。 3.1.9 测量目标坐标或参数的数目 目标坐标是指目标的方位、斜距和仰角,此外,还指目标的速度和性质(机型、架数、敌我)。对于边扫描边跟踪雷达,还指跟踪目标批数,航迹建立的正确率。 3.2 雷达的主要技术参数 3.2.1 工作频率和工作带宽 雷达工作频率主要根据目标的特性、电波传播条件、天线尺寸、高频器件的性能以及雷达的测量精确度和功能等要求来决定 3.2.2 发射功率 分为脉冲功率和平均功率,雷达在发射脉冲信号期间所输出的功率称为脉冲功率,平均功率指一个重复周期内,发射机输出功率的平均值。 3.2.3 调制波形、脉冲宽度和重复频率 现代雷达则采用多种调制波形以供选择。脉冲宽度指发射脉冲信号的持续时间。脉冲重复频率指雷达每秒发射的射频脉冲个数,其倒数叫脉冲重复周期。 3.2.4 天线的波束形状、增益和扫描方式 天线的波束形状一般用水平和垂直面内的波束宽度来表示。天线增益用 24/G A πλ=表示。天线的主瓣在雷达的探测空域内以一定的规律运动,叫做扫

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