船用防撞雷达

船用雷达的操作和使用船用雷达是船舶上常见的导航设备，它通过发射和接收微波信号来探测周围环境，并提供相关的信息给船舶驾驶员，以确保航行的安全。

以下是关于船用雷达的操作和使用的详细说明。

1.雷达系统组成船用雷达一般由以下几个部分组成：-雷达发射器：产生微波信号并向四周发射。

-雷达接收器：接收反弹回来的信号，并将其转化为图像。

-显示器：显示雷达所接收到的图像，并提供相关的信息。

-软件控制系统：用于控制雷达的各项参数和功能。

2.雷达的工作原理船用雷达利用微波信号来测量和跟踪目标物体的位置和距离。

当雷达发射器发射出的微波信号遇到物体时，一部分信号会被物体反射回来，雷达接收器接收到反射回来的信号后，通过信号处理和图像重建，形成雷达图像。

3.雷达的操作步骤以下是一般的雷达操作步骤：-打开雷达开关：将雷达接通电源，打开相关开关。

-设置雷达参数：根据航行需求，设置雷达的工作频率、功率、扫描范围等参数。

-定位雷达：将雷达安装到适当的位置，确保雷达可以360度无阻碍的扫描周围环境。

-调整雷达扫描模式和范围：根据航行需求，调整雷达的扫描模式和范围，可以选择水平扫描、垂直扫描、或者组合扫描等模式。

-观察雷达图像：通过观察雷达的显示器，获取周围环境的信息，包括航道、目标物体、岩礁、其他船只等。

-自动或手动跟踪目标：根据需要，雷达可以根据用户设置自动跟踪目标，也可以手动选择跟踪目标。

-分析和决策：根据雷达提供的信息，船舶驾驶员进行分析和决策，选择适当的航向和航速。

4.雷达的使用注意事项在使用船用雷达时，需要注意以下几个方面：-正确设置雷达参数：根据航行条件和需求，合理设置雷达的频率、功率、扫描范围等参数，以获取准确的雷达图像。

-关注目标物体：通过观察雷达图像，及时发现与船只航行有关的目标物体，如其他船只、浮标、岩礁等，并根据需要采取相应的行动。

-定期校准雷达：定期对雷达进行校准和维护，以确保其准确性和可靠性，同时保持雷达设备的清洁。

船用雷达0引言雷达概念形成于20世纪初。

雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。

它是利用电磁波探测目标的电子设备。

雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方向、速度等状态参数。

雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐渐扩大到民用商船。

1雷达的基本工作原理雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传给天线。

天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。

电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。

天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。

由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。

接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

2船用导航雷达2.1 船用导航雷达简介船用导航雷达(marine radar )是保障船舶航行，探测周围目标位置，以实施航行避让、自身定位等用的雷达，也称航海雷达。

它特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。

2.2 船用雷达与普通雷达的区别一般雷达把自身作为不动点表示在平面位置显示器的中心。

但在航海中，船舶自身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。

适应航海环境的雷达，应是真正运动的雷达，须能自动输入船舶自身的航速和航向，数据必须相当准确。

2.3船用导航雷达的最小作用距离—盲区导航雷达是用来探测水上目标的方位和距离,它不受气候影响,可以全天候引导船舶进出港口、码头和海上安全航行。

导航雷达最大作用距离主要取决于雷达脉冲的传播天线,如雷达天线高度、目标大小、形状及反射天线等。

船用导航雷达和AIS综合应用的优势与局限性摘要：船用导航雷达和船舶自动识别系统（AIS）是两部重要的助航仪器，本文分析了导航雷达和AIS在单独使用时各自的功能和特点，并指出二者在综合应用中所表现出的优势和局限性以及针对其局限性的注意事项。

关键词：导航雷达、AIS、综合应用目前，全球经济趋于一体化，航运业迅猛发展，船舶数量急剧增加，于此同时海难、海损事故也随之增加，给广大海员的生命安全、国家财产和海洋环境造成严重威胁。

为加强航行安全，保护海洋环境，船舶间、船岸间信息的充分、快速、准确交换就显得尤为重要和突出。

一、船用导航雷达的功能和特点1.雷达在应用中的优势伴随船舶数量的激增，船舶碰撞事故的事故率也居高不下，因此，如何实现船舶间的协调行动，避免船舶碰撞就显得异常重要。

雷达作为船舶避碰的主要助航仪器，从出现至今一直发挥着重要的作用。

雷达是自主式导航设备，可以扫描到海面上的具有一定大小的物标并将其回波显示在雷达显示器上，从而将海面上物表和本船的相对位置关系清晰显示，让操作者获得较为全面的交通形式图像。

通过对物标船的标绘，可以判断物标船和本船是否存在碰撞危险，更可以求取避让措施，核实避让行动的效果。

传统的船舶避碰是用眼睛实际观察周围船舶的运动态势，进而凭借经验采取改向或变速措施来实现船舶间的安全避让。

不难发现，传统的避让方法受受能见度的影响较大，比如海上大雾天气，航海员仅凭肉眼能观测到的距离大大减小，有时会减小到几十米，就不能实现安全航行的目标。

而有了雷达就大不相同，雷达受能见度影响小，精度高（30米左右），决策时间短（通过雷达自动标绘仪—ARPA跟踪物标并求取避让措施仅需3-5分钟时间），雷达的探测距离可以达到10—20海里，驾驶员的工作负担大大减轻。

另一方面，当船舶发生碰撞事故时，在避让行动中得雷达观测信息可以作为海事调查的证据，给海事处理也带来了很大方便。

2.雷达在应用中的局限性尽管雷达在应用中有上述的优势，但其局限性也不容忽视。

雷达的历史回顾都世民雷达是英文名词“Ｒａｄａｒ”的音译，它的原意是：无线电探测和定位。

早先概念是：由雷达发射机产生具有给定参数的电磁波，经天线辐射到空间，通过天线波束在空间扫描，一旦目标出现，就会对辐照的电磁波产生反射和散射，此反射波和散射波再被雷达天线接收，送至接收机，经检波、放大和信息处理后，即可获得空中目标的位置和目标的其它属性。

这里所说的发射机就是雷达的辐射源。

因此这种雷达称作有源雷达。

后来，随着电子技术、雷达技术和各种武器技术的发展，如今雷达的概念有所扩展，除上述有源雷达外，又派生出无源雷达，也就是说这种雷达没有辐射源，这种雷达是借用空间已有的电波，照射到目标所形成的囬波来探测目标。

如今学术界称这种雷达为外辐射源雷达。

从雷达本身看，它是无辐射源，实际上是有源，这源是外部辐射源。

雷达的诞生1864年，伟大的电磁之父麥克斯韦(ＪａｍｅｓＣ１ｅｒｋＭａｘｗｅ１１）发表了巨著“电磁学通论”，从数学和物理学，论证了电磁波的存在，并指出光就是电磁波！1886年，赫兹(ＨｅｉｎｅｒｉｃｈＨｅｒｔｚ)巧夺天工，他发明了天线，将谐振回路形成的电磁波,辐射到空间，证实了电磁波的存在。

1897年，波波夫利用无线电波探测物体。

1897J J Thompson）展开对真空管内阴极射线的研究。

1903年-1904年，德国侯斯美尔(Christian Hulsmeyer)发明了船用防撞雷达，获得了专利权。

这种雷达只能测量目标的距离。

同年，世界上出现了第一架飞机。

1906年,德弗瑞斯特（De Forest Lee）发明真空三极管，是世界上第一种可放大信号的主动电子元件.1914-1918年，第一次世界大战。

飞机在战场上的作用越来越大。

当时飞机飞行速度不高，人们是通过声波探测来提前预警飞机信息。

因此有的科普作家认为雷达的诞生从声波探测开始，也有人认为雷达的诞生是起始于多普勒效应的发现。

1916年，马可尼（Marconi Franklin）开始研究短波信号反射。

史上最全的军用雷达分类军用雷达利用电磁波发现目标并测定其位置、速度和其他特性的军用电子装备。

“雷达”一词是英文RADAR的音译,原意是无线电探测和测距。

雷达具有发现目标距离远，测定目标坐标速度快,能全天候使用等特点。

因此在警戒、引导、武器控制、侦察、航行保障、气象观测、敌我识别等方面获得广泛应用，成为现代战争中一种重要的电子技术装备。

原理和组成典型的雷达是脉冲雷达，主要由天线、收发转换开关、发射机、接收机、定时器、显示器、电源等部分组成（图1脉冲雷达原理方框图）。

发射机产生强功率高频振荡脉冲。

具有方向性的天线，将这种高频振荡转变成束状的电磁波（简称波束），以光速在空间传播。

电磁波在传播过程中遇到目标时，目标受到激励而产生二次辐射，二次辐射中的一小部分电磁波返回雷达，为天线所收集，称为回波信号。

接收机将回波信号放大和变换后，送到显示器上显示，从而探测到目标的存在。

为了使雷达能够在各个方向的广阔空域内搜索、发现和跟踪目标，通常采用机械转动天线或电子控制波束扫描的方法，使天线的定向波束以一定的方式在空间扫描。

定时器用于控制雷达各个部分保持同步工作。

收发转换开关可使同一副天线兼作发射和接收之用。

电源供给雷达各部分需要的电能。

目标的距离是根据电磁波从雷达传播到目标所需要的时间（即回波信号到达时间的一半）和光速（每秒30万公里）相乘而得的。

目标的方位角和仰角是利用天线波束的指向特性测定的。

根据目标距离和仰角，可测定目标的高度。

当目标与雷达之间存在相对运动时，雷达接收到目标回波的频率就会产生变化。

这种频移称为多普勒频移，它的数值与目标运动速度的径向分量成正比。

据此，即可测定目标的径向速度。

战术技术性能主要包括:雷达的最大作用距离,最小作用距离，方位角和仰角工作范围，精确度，分辨力，数据率，反干扰能力，生存能力，机动性、可靠性、维修性和环境适应性；以及雷达的工作体制,载波频率,发射功率,信号形式，脉冲重复频率，脉冲宽度,接收机灵敏度,天线的波束形状和扫描方式,显示器的形式和数量等。

船用雷达工作原理雷达是利用电磁波进行遥感探测的无线电传感技术。

船用雷达利用超高频电磁波能够穿透雾、雨、霜、雪等恶劣气象环境，对水面、陆地、船只等进行探测，以实现船舶导航、安全警示和通讯等功能。

船用雷达主要由雷达天线、发射、接收、信号处理等部分组成，其工作原理为：雷达天线发出一束高功率、短脉冲的电磁波，并接收回波信号，在信号处理装置中将回波信号转换为可视化的雷达图像，以指引船只航行和避免风险。

船用雷达的发射部分包括频率发生器、高频功率放大器、脉冲调制器等。

频率发生器产生电波，高频功率放大器将电波放大，脉冲调制器将电波转换成短脉冲形式，控制发射时间和频率，从而实现雷达的发射功能。

雷达天线是船用雷达中的核心部分，用于发射和接收电磁波，在不同方向上扫描目标并接收回波信号。

雷达天线的构造形式有大臂、小臂、座式、开合式等多种，其选用应依据不同的使用场景和需求来决定。

接收部分由接收器、低噪声放大器、中频放大器、检波器、A/D转换器等组成。

接收器接收到回波信号后将其放大，并通过中频放大器将信号转换为中频信号，检波器将中频信号解调成低频信号，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，供信号处理部分进一步处理。

信号处理部分由波形处理器、滤波器、调制解调器、图像处理器等组成。

波形处理器将数字信号转换为基本波形，滤波器对信号进行滤波、降噪处理，调制解调器将信号转换成可视化图像信号，图像处理器将信号转换为雷达图像，供船员使用。

总之，船用雷达通过发射短脉冲电磁波、接收回波信号并进行处理，能够精确定位船只位置和目标方位、距离，提高船舶导航和安全性能。

在恶劣气象、强光干扰等环境中，船用雷达仍能实现高精度探测，为航行带来便利和保障。