雷达原理及系统复习
- 格式:ppt
- 大小:5.35 MB
- 文档页数:88


1、雷达的任务:测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度、介电特性。
雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置。
当目标尺寸小于雷达分辨单元时,则可将其视为“点”目标,可对目标的距离和空间位置角度定位。目标不是一个点,可视为由多个散射点组成的,从而获得目标的尺寸和形状。采用不同的极化可以测定目标的对称性。
任一目标P所在的位置在球坐标系中可用三个目标确定:目标斜距R,方位角,仰角
在圆柱坐标系中表示为:水平距离D,方位角,高度H
目标斜距的测量:测距的精度和分辨力力与发射信号的带宽有关,脉冲越窄,性能越好。
目标角位置的测量:天线尺寸增加,波束变窄,测角精度和角分辨力会提高。
相对速度的测量:观测时间越长,速度测量精度越高。
目标尺寸和形状:比较目标对不同极化波的散射场,就可以提供目标形状不对称性的量度。
2、雷达的基本组成:发射机、天线、接收机、信号处理机、终端设备
3、雷达的工作频率:220MHZ-35GHZ。L波段代表以22cm为中心,1-2GHZ;S波段代表10cm,2-4GHZ;C波段代表5cm,4-8GHZ;X波段代表3cm,8-12GHZ;Ku代表,12-18GHZ;Ka代表8mm,18-27GHZ。
第二章 雷达发射机
1、雷达发射机的认为是为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号,经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间。
雷达发射机可分为脉冲调制发射机:单级振荡发射机、主振放大式发射机;连续波发射机。
2、单级振荡式发射机组成:大功率射频振荡器、脉冲调制器、电源
触发脉冲 脉冲调制器
大功率射频振荡器
收发开关
电源
高压电源
自动控制理论课程设计
成绩
设计题目 雷达天线伺服控制系统
姓 名
学 号
专 业
班 级
指导教师
设计时间
目录
第一章 绪论 ............................................. 1
1.1课题背景及意义 ..................................... 1
1.2课题研究的目的 ..................................... 1
1.3课题研究的主要内容 ................................. 2
第二章 系统的总体设计 .................................... 3
2.1系统的组成图....................................... 3
2.2控制系统的结构图 ................................... 3
2.3系统的简化方框图及简单计算 ......................... 4
2.4系统的动态分析 ..................................... 6
第三章 系统的根轨迹和伯德图 .............................. 7
3.1系统的根轨迹图及分析 ............................... 7
3.2系统的Bode图及分析 ................................ 8
雷达信号处理基础理论与应用
雷达信号处理是现代雷达技术的核心,是将雷达接收到的回波信号转换为目标信息的过程。因此,对于雷达信号处理的理论和应用的研究具有重要的现实意义和应用价值。
一、雷达基础理论
1.1 雷达系统基础原理
雷达系统的基础原理是通过发射电磁波,在目标物体上产生散射回波信号,并接收并处理回波信号,从而实现目标位置、速度、方位等信息的测量。雷达系统的核心构成包括发射机、天线、接收机和信号处理器。其中,发射机产生电磁信号,通过天线发射;接收机接收回波信号,信号处理器对回波信号进行处理后提取目标信息。
1.2 雷达信号理论
雷达信号的理论表述是指雷达系统中涉及到各种信号处理算法的基础理论和应用。雷达信号通常具有高频段、窄带和受干扰的特点,因此需要对信号进行复杂的处理。雷达信号处理中涉及到的主要理论包括多普勒效应、回波信号分析、信号干扰、雷达成像等。
1.3 雷达系统性能参数
雷达系统性能参数通常包括雷达探测能力、定位精度、分辨率、探测距离、反射截面等。其中,雷达探测能力是指雷达系统可以发现目标的能力;定位精度是指雷达系统可以测量目标在空间中的位置;分辨率是指雷达系统可以将多个目标区分开来的能力;探测距离是指雷达系统可以探测到目标的最远距离;反射截面是指雷达系统接收到的目标回波信号对应的物体截面。
二、雷达信号处理应用
2.1 雷达成像
雷达成像是一种基于微波辐射的成像技术。它通过对反射回波信号进行处理,实现目标在三维空间中的图像展示。在雷达成像过程中,通常需要采用多个角度的发射和接收,以实现更准确的成像效果。雷达成像技术在军事、航天、地质勘探等各个领域都得到了广泛的应用。
2.2 多普勒雷达
多普勒雷达是一种测量目标速度的传感器。它基于多普勒效应,利用目标运动产生的频移信息,对目标速度进行测量。多普勒雷达的应用领域非常广泛,包括交通监控、地震预警、气象预报等。
2.3 监测雷达
监测雷达是一种通过对目标进行连续观测,实时监测目标的运动和变化的雷达系统。它通常采用多个接收器和多个天线,并对接收到的信号进行处理,以获得目标信息。监测雷达的应用领域包括空域监测、物理测量等。
一、概论
1、合成孔径雷达干涉测量技术(INSAR):利用雷达成像传感器获取被测对象具有相干性的复数图像信息,并通过图像配准、干涉图滤波、相位解缠、基线估算、相位高程转换等处理环节,由干涉相位反演地形信息或形变信息的理论和技术。
2、INSAR技术的应用:地形测绘、城市目标显示和城市形态分析、海洋表面状态监测、极地冰况监测(冰川研究)、农业和资源调查、地表变形监测等。
二、合成孔径雷达遥感基础
3、平行于飞行方向,也就是沿航线方向上的分辨率称为方位向分辨率。
斜距:雷达到目标的距离方向,雷达探测斜距方向的回波信号。
地距:将斜距投影到地球表面,是地面物体间的真实距离。
4、SAR成像几何的参数:
(1)入射角θ:雷达入射波束与当地大地水准面垂线的夹角。
局部入射角θ1:雷达入射波束与地面散射表面法线之间的夹角。
(2)视角φ:天线朝地面的垂直方向与天线朝入射点方向的夹角。
(3)俯角θd:天线沿水平方向与天线朝入射点的方向之间的夹角。
5、SAR影像的主要特性:(1)斑点噪声(2)多视处理(3)穿透性(4)具有几何特征
由两个或两个以上频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干电磁波在空间叠加时,合成振幅为各个波的振幅的矢量和。因此,会出现交叠区某些地方振动加强,某些地方振动减弱或完全抵消的现象,称之为干涉。
6、侧视成像的几何特征:阴影、透视收缩、顶底倒置
透视收缩:到达斜面顶部的斜距与到达底部的斜距之差△R往往比地距之差(即水平距离之差)△X要小,在影像中斜面的长度被缩短了,这种现象称为透视收缩。
顶底倒置:从底部返回的信号先于顶部的信号部,相互位置互换,称为顶底倒置。 阴影:当雷达波束照射到有起伏的地面时,斜面的背后往往存在电磁波不能到达的区域,传感器也接受不到后向散射信号。在影像中表现的亮度很低,称为阴影。
三、雷达干涉测量概述
1、INSAR的基本原理:通过两幅天线同时观测(单轨道双天线模式),或两次平行的观测(单天线重复轨道模式),获得同一区域的重复观测数据,即单视复数(SLC)影像对;由于两副天线和观测目标之间的几何关系,同一目标对应的两个回波信号之间产生了相位差,由此得到的相位差影像通常称为干涉图,再结合观测平台的轨道参数和传感器参数等可以获得高精度、高分辨率的地面高程信息。