雷达原理的复习资料
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雷达原理考试题及答案高中一、选择题(每题2分,共20分)1. 雷达的基本工作原理是什么?A. 通过声波反射B. 通过无线电波反射C. 通过光波反射D. 通过红外线反射答案:B2. 雷达发射的无线电波属于以下哪种类型?A. 长波B. 短波C. 微波D. 无线电波答案:C3. 雷达天线的主要功能是什么?A. 接收信号B. 发射信号C. 放大信号D. 转换信号答案:B4. 雷达的分辨率与什么有关?A. 发射功率B. 波长C. 天线尺寸D. 以上都是答案:C5. 雷达的探测距离主要取决于什么?A. 目标的大小B. 发射功率C. 接收器的灵敏度D. 以上都是答案:D6. 雷达的多普勒效应可以用来测量什么?A. 目标的距离B. 目标的速度C. 目标的高度D. 目标的方向答案:B7. 雷达的频率调制是什么?A. 改变发射频率B. 改变接收频率C. 改变信号的幅度D. 改变信号的相位答案:A8. 雷达的脉冲重复频率(PRF)是什么?A. 发射脉冲的频率B. 接收脉冲的频率C. 发射和接收脉冲的间隔时间D. 发射和接收脉冲的总和答案:A9. 雷达的杂波抑制技术主要用于减少什么?A. 信号干扰B. 电子干扰C. 环境干扰D. 人为干扰答案:C10. 雷达的隐身技术主要通过什么实现?A. 减少反射面积B. 增加发射功率C. 使用特殊材料D. 以上都是答案:A二、填空题(每空1分,共10分)11. 雷达的基本原理是利用_________原理来探测目标。
答案:回波12. 雷达的天线通常采用_________形状,以提高方向性。
答案:抛物面13. 雷达的波束宽度是指_________的宽度。
答案:天线辐射波束14. 雷达的脉冲宽度越短,其分辨率越_________。
答案:高15. 雷达的多普勒频移可以用来测量目标的_________。
答案:相对速度三、简答题(每题5分,共20分)16. 简述雷达的基本组成部件。
答案:雷达的基本组成部件包括发射机、天线、接收机、显示器和信号处理系统。
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觉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、全天时获得目标信息。
从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获得这些信息?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,有时也称为倾角或凹凸角。
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,为电磁波来回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)距离测量辨别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辨别率取决于哪些因素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。
放射机: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,完成天线与放射机和接收机连通之间的切换。
天线:将放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。
天线限制(伺服)装置:限制天线波束在空间扫描。
电源其次章1、雷达放射机的任务为雷达供应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、雷达放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、雷达放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放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。
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ρr=cτ2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。
雷达原理复习第一章绪论1.雷达的任务:测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度和介电特性。
雷达利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并确定其位置。
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。
任意目标P的位置可由球坐标系中的三个目标确定:目标斜距r、方位角?、?,高程在柱坐标系中,它表示为: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。
目标大小和形状:比较目标对不同极化波的散射场可以测量目标形状的不对称性。
2.雷达的基本组成:发射机、天线、接收机、信号处理器和终端设备3。
雷达工作频率:220mhz-35ghz。
L波段代表以22cm为中心的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2.2cm,12-18ghz;Ka代表8mm,18-27ghz。
第二章雷达发射机1.雷达发射机的用途是提供满足雷达系统特定要求的大功率发射信号,通过馈线和收发器开关,通过天线辐射到太空。
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接收机主要优点:结构简单、重量轻、效率高、成本低;缺点:频率稳定性差,难以产生复杂波形,脉冲信号之间相位不相等3、主振放大式发射机:射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源。
射频放大链是发射机的核心,主要有前级放大器、中间射频功率放大器、输出射频功率放大器射频输入前级放大器中间射频放大器输出射频级放大器射频输出固态频率源脉冲调制器脉冲调制器高压电源脉冲调制器:软开关调制器、硬开关调制器、浮板调制器4、现代雷达对发射机的主要要求:发射全相参信号;具有很高的频域稳定度;能够产生复杂信号波形;适用于宽带的频率捷变雷达;全固态有源相控阵发射机5、发射机的主要性能指标:工作频率和瞬时带宽:雷达发射机的频率根据雷达的用途确定。
雷达原理试题雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的设备,广泛应用于军事、航空、航海、气象等领域。
雷达的工作原理涉及到电磁波的传播、回波信号的接收和处理等方面,下面我们来看一些关于雷达原理的试题。
1. 什么是雷达的发射原理?雷达发射原理是指雷达通过发射天线向目标发送一定频率的无线电波,这些无线电波在空间中传播,当遇到目标时一部分被目标反射回来,雷达接收到这些回波信号并进行处理,通过分析回波信号的特性来确定目标的位置、速度等信息。
2. 雷达的回波信号是如何形成的?当雷达发射的无线电波遇到目标时,会产生回波信号。
这是因为目标表面的电磁波反射特性导致一部分电磁波被反射回来。
回波信号的形成受到目标的形状、材料、入射角等因素的影响,不同的目标会产生不同特性的回波信号。
3. 雷达的接收原理是什么?雷达的接收原理是指雷达接收天线接收到目标反射回来的回波信号,并将其转化为电信号。
接收天线接收到的回波信号强度很微弱,需要经过放大、滤波等处理才能得到有效的信息。
接收到的信号经过处理后,可以得到目标的位置、距离、速度等信息。
4. 什么是雷达的工作模式?雷达的工作模式包括连续波雷达和脉冲雷达两种。
连续波雷达是指雷达发射连续的无线电波,通过接收回波信号的频率变化来得到目标的速度信息;脉冲雷达是指雷达以脉冲的形式发射无线电波,通过测量回波信号的往返时间来计算目标的距离。
5. 雷达的工作频率对其性能有何影响?雷达的工作频率对其性能有很大影响。
工作频率越高,雷达的分辨率越高,但穿透能力越差;工作频率越低,雷达的穿透能力越强,但分辨率越低。
因此,在实际应用中需要根据具体情况选择合适的工作频率。
6. 雷达的天线对其性能有何影响?雷达的天线类型和性能直接关系到雷达的探测距离、角度分辨率等性能。
不同类型的天线有不同的辐射特性,如方向性、波束宽度等。
合理选择和设计天线是提高雷达性能的重要因素之一。
7. 雷达的信号处理在雷达系统中起到什么作用?雷达接收到的回波信号经过信号处理后才能得到有用的信息。
1、天气雷达工作原理天气雷达工作原理:定向地向空中发射电磁波列(探测脉冲),然后接收被气象目标散射回来的电磁波列(回波信号),并在荧光屏上显示出来,从而确定气象目标物的位置和特性雷达的测距原理:雷达根据从开始发射无线电波到接收到目标物回波的时间间隔,来测定目标与雷达之间的距离3、雷达主要组成:RDA:雷达数据采集系统、RPG:雷达产品生成子系统、PUP:主用户处理系统①定时器:定时器是雷达的“指挥中心”它实际上是一个频率稳定的脉冲信号发生器。
定时器每隔一定的时间间隔发出一个脉冲信号,它触发发射机,使发射机定时地产生强大的高频振荡脉冲并使阴极射线管同时开始作时间扫描②发射机:在定时器的控制下,发射机每隔一定的时间产生一个很强的高频脉冲,通过天线发射出去③天线传动装置: 天线传动装置主要包括两个部分,一部分是天线的转动系统,一部分是同步系统。
天线转动系统的作用是:(1)使天线绕垂直轴转动,以便探测平面上的降水分布,或漏斗面上降水、云的分布;(2)使天线在某一方位上作上下俯仰,以便探测云和降水的垂直结构和演变。
天线同步系统(也叫伺服系统)的作用是:使阴极射线管上不同时刻时间扫描基线的方位、仰角和相应时间天线所指的方位、仰角一致(即同步),从而使雷达荧光屏上出现的目标标志(用亮点或垂直偏移表示)的方位、仰角就是目标相对于雷达的实际方位、仰角④天线转换开关: 因为雷达发射和接受的都是持续时间极短(微秒量级)、间歇时间很长(千微秒量级)的高频脉冲波,这就有可能使发射和接收共用一根天线。
天线转换开关的作用是:在发射机工作时,天线只和发射机接通,使发射机产生的巨大能量不能直接进入接收机,从而避免损坏接收机;当发射机停止工作时,天线立即和接收机接通,微弱的回波信号只进入接收机⑤接收机:雷达接收机的作用是将天线接收回来的微弱回波信号放大并变换成足够强的视频信号送往显示器产生回波标志⑥雷达天线:雷达天线的作用是定向地辐射高频脉冲波和接收来自该方向的回波。
第一章1. 简述单个球形粒子对雷达波散射的分类.2. 何谓Rayleigh 散射?简述其散射能流密度的特点.定义:当雷达波长一定后,散射粒子的散射取决于粒子直径与入射波长之比,d<<λ称为瑞利散射;特征:散射能流密度正比于1/λ4,即雷达波长越短,散射越强。
雷达波一定时,在满足瑞利散射时,粒子半径越大,散射越强。
3. 简述Mie 散射理论的应用范围.1用瑞利散射公式计算会产生误差,随着α增大,瑞利散射公式就不适用;2)米氏建立了包括“大”、“小”球形粒子在内的普遍的球形粒子散射理论,并导出了散射函数的表示式; 3) “大球”时,必须用米散射公式去处理才比较符合实际。
4. 简述雷达截面的意义及其在瑞利散射下的表达式. 5. 写出雷达反射率的定义及其表达式. 雷达反射率:瑞利散射条件下的雷达反射率:6. 写出瑞利散射条件下的雷达反射率因子及其表达的物理意义. 的绝大部分。
第二章1. 何谓衰减因子?简述其物理意义。
(1)假设没有考虑大气、云、降水等衰减时的平均回波率为1,则考虑大气、云、降水等衰减时的平均回波率的数值大小称为衰减因子K ,K<1;(2)物理意义:平均回波功率为1时的衰减后平均回波功率。
2. 何谓衰减系数?简述其物理意义并说明与衰减因子的关系。
物理意义:由于衰减作用,单位接收功率在大气中往返单位距离时所衰减掉的能量。
衰减系数的量纲:1/长度物理意义:要决定衰减因子K ,先要决定衰减系数k L 。
k L 是大气、云、降水等不同因子造成的总衰减系数。
3. 简述衰减因子的分贝表示法。
5. 简述云对雷达电磁波衰减的主要特点。
①由液滴组成的云的衰减随波长增加而迅速减小;②液态云的衰减还随温度减小而增加;③对于10cm 波长的雷达波,云的衰减很小,可忽略;④冰云的衰减要比液态云的衰减小2~3个量级。
*6. 简述雨对雷达电磁波衰减的主要特点。
1)单位降水强度的衰减系数K ’值除了与温度有关,还与波长有关;2)除波长λ=3.2cm 外,每一相同波长处不同谱型的K ’值很接近,没有因滴谱形式不同而出现很大差异;3)雨的衰减系数ktr 一般和降水强度I 近于成正比关系;4)λ=10cm 时,雨的衰减小到可以忽略,但K ’值随波长变小而很快增大,因此毫米波雷达一般不能用来测雨,而只用于测云;5)由于雨滴谱分布和降水强度经常是随空间变化的,故在雷达波束所经过的路径上每一段的衰减情况往往不相同。
航空雷达原理复习题及答案一、选择题1. 雷达的基本功能是什么?A. 导航B. 通信C. 探测与跟踪D. 以上都是答案:C2. 雷达的工作原理基于什么物理现象?A. 电磁波的反射B. 声波的传播C. 光的折射D. 热的传导答案:A3. 下列哪项不是雷达的主要组成部分?A. 发射机B. 天线C. 接收机D. 显示器答案:D4. 脉冲雷达的工作原理是什么?A. 连续发射电磁波B. 间歇性发射电磁波C. 同时发射和接收电磁波D. 只接收不发射电磁波答案:B5. 雷达的频率带宽与什么有关?A. 雷达的分辨率B. 雷达的探测距离C. 雷达的功率D. 雷达的天线尺寸答案:A二、填空题6. 雷达的________是用来发射和接收电磁波的装置。
答案:天线7. 雷达的________是雷达系统的核心,负责产生雷达信号。
答案:发射机8. 雷达的________是雷达系统的关键部件,用于接收反射回来的电磁波。
答案:接收机9. 雷达的________是用于显示雷达信号的设备。
答案:显示器10. 雷达的________是雷达能够探测到目标的最大距离。
答案:作用距离三、简答题11. 简述雷达的基本工作流程。
答案:雷达的基本工作流程包括发射机发射电磁波信号,天线将信号发射出去,目标物体反射电磁波,接收机接收反射信号,最后通过显示器显示目标信息。
12. 解释多普勒效应在雷达中的应用。
答案:多普勒效应是指波的频率随着波源和观察者相对运动状态的改变而改变。
在雷达中,多普勒效应用于测量目标物体的速度,当目标物体向雷达移动时,反射回来的电磁波频率会增高;当目标物体远离雷达时,反射回来的电磁波频率会降低。
四、计算题13. 如果雷达发射的电磁波频率为3GHz,求其波长。
答案:电磁波的波长可以通过公式 \( \lambda = \frac{c}{f} \) 计算,其中 \( c \) 是光速(大约 \( 3 \times 10^8 \) m/s),\( f \) 是频率。
雷达原理试题及题库答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 雷达的基本原理是利用电磁波的()。
A. 反射B. 折射C. 散射D. 衍射答案:A2. 雷达波束的宽度通常用()来表示。
A. 角度B. 距离C. 速度D. 时间答案:A3. 下列哪个参数不是雷达系统的主要参数?()A. 工作频率B. 脉冲宽度C. 脉冲重复频率D. 雷达重量答案:D4. 雷达的分辨率取决于()。
A. 工作频率B. 脉冲宽度C. 脉冲重复频率D. 雷达天线的尺寸答案:B5. 多普勒效应在雷达中主要用于测量目标的()。
A. 距离B. 方位C. 速度D. 高度答案:C6. 雷达的探测距离主要受()的限制。
A. 发射功率B. 接收机灵敏度C. 噪声水平D. 天线增益答案:C7. 雷达的天线增益与天线的()成正比。
A. 尺寸B. 重量C. 材料D. 形状答案:A8. 雷达的脉冲压缩技术主要用于()。
A. 提高分辨率B. 提高探测距离C. 提高目标识别能力D. 减少脉冲宽度答案:A9. 雷达的旁瓣是指天线辐射图谱中的()。
A. 主瓣B. 副瓣C. 零点D. 盲区答案:B10. 雷达的盲区是指雷达无法探测到目标的()。
A. 距离范围B. 方位角范围C. 仰角范围D. 速度范围答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 雷达的探测距离可以通过提高________来增加。
答案:发射功率2. 雷达的测距精度与________成正比。
答案:脉冲宽度3. 雷达的测角精度与________成反比。
答案:天线尺寸4. 雷达的多普勒频移与目标的________有关。
答案:相对速度5. 雷达的旁瓣抑制是为了减少________对主瓣的影响。
答案:副瓣6. 雷达的脉冲压缩技术可以提高________。
答案:距离分辨率7. 雷达的天线增益与________有关。
答案:天线设计8. 雷达的探测范围可以通过调整________来改变。
答案:天线波束宽度9. 雷达的盲区可以通过________来减小。
雷达原理复习重点精简精品文档雷达原理复习重点第一章雷达的任务;测量目标的距离、方向、仰角、速度,以及从目标回波中获取更多的有关目标的信息。
用极坐标表示空间中任一目标的位置,三个坐标;1、目标的斜距R2、方位角α3、仰角β速度与多普勒之间的关系;fd=2vr/λ当目标向着雷达运动v>0.回波载频提高,反之小于0,回波载频降低。
r雷达基本方程推导雷达的基本组成框图及各部分的任务第二章雷达发射机的任务、分类;任务:为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号分类:单级振荡式发射机:组成:大功率射频振荡器、,脉冲调制器、电源主振放大式发射机:组成:射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源雷达输出功率定义,峰值功率和平均功率概念及其关系;雷达输出功率定义:发射机送至馈线系统的功率峰值功率:脉冲期间射频振荡的平均功率精品文档.平均功率:脉冲重复周期内的输出功率的平均值关系:离散和分布型寄生输出对应于信号的规律性不稳定和随机性不稳定离散型寄生输出对应于信号的规律性不稳定分布型寄生输出对应于信号的随机性不稳定主振放大式发射机的特点;频率稳定度高、发射全相参信号、能产生复杂信号波形、可实现脉冲压缩、工作方式适用于带宽频率捷变工作成本高、组成复杂、效率低全相参系统定义发射的射频信号与雷达频率源输出的各种信号存在着相位关系。
第三章雷达接收机的任务;对雷达天线收到的微弱信号进行预选、放大、变频、滤波、解调、数字化处理,同时抑制外部的干扰、杂波及机内噪声,使回波信号尽可能的保持目标信息,以便进一步进行信号处理和数字处理。
超外差雷达接收机的组成;1、高频部分2、中频放大器3、检波器和视频放大器灵敏度、动态范围定义;灵敏度:表示接收机接收微弱信号的能力动态范围:接收机工作时允许输入信号的强度变化范围。
噪声系数的定义及物理意义,噪声系数和噪声温度的关系;噪声系数:接收机输入的信号信号噪声比与输出端信号噪声比之比。
物理意义:由与接收机内部噪声的影响,使接收机输出端的信噪比相对其输出端精品文档.的信噪比变差的倍数。
第一章 作业1。
简述“雷达”一词的来源,其最初的作用是什么?现代雷达的任务是什么? 教材参考:P1雷达(Radar )源于Radio Detection and Ranging 的缩写。
最初作用为无线电探测和测距或无线电定位。
即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位、和仰角,而且包括测量目标的速度,以及从目标回波中获得目标的尺寸和形状、目标的对称性、目标的表面粗糙度以及介电特性等信息。
2。
简述雷达工作的基本原理。
教材参考:P2雷达基本组成框图:1、由雷达发射机产生的电磁能,经收发开关后传输给天线,再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。
2、电磁能在大气中以光速(3×108 m/s)传播,如果目标恰位于定向天线的波束内,则它将截取部分电磁能。
3、目标将被截取的电磁能向各方向散射,其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。
雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后,就经传输线和收发开关反馈给接收机。
4、接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息,并将结果送至终端显示。
3。
简述雷达目标斜距、角位置、相对速度测量的基本原理。
教材参考:P2-3(1) 目标斜距的测量:雷达发射机经天线向空间发射高频脉冲,如果在电磁波传播的途径上有目标存在,那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。
由于已知电磁波传播速度,目标斜距的测量可以通过测量回波脉冲与发射脉冲的时间间隔了实现。
R=CTr/2,R 为目标的距离,c 为电磁波传播速度,tr 为回波脉冲与发射脉冲之间的时间间隔。
(2) 目标角位置的测量:目标角位置指方位角或仰角,角位置都是利用天线的方向性来实现的。
雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内,当天线波束轴对准目标时,回波信号最强。
根据接收回波最强时的天线波束指向,就可确定目标的方向,这就是角坐标测量的基本原理。
(3) 相对速度的测量:当目标与雷达站之间存在相对速度时,接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移(称为多卜勒频移),当目标向着雷达站运动时V r >0,反之V r <0。
雷达只要能够测量出回波信号的多卜勒频移f d ,就可以确定目标与雷达站之间的相对速度。
λrd v f 2=,fd 为多卜勒频移,Vr 为雷达与目标之间的径向速度,λ为载波波长。
4. 某雷达发射机峰值功率为800KW ,矩形脉冲宽度为3微妙,脉冲重复频率为1000Hz ,求该发射机的平均功率和工作比。
解:重复周期:ms T r 110001==,平均功率:W P av 2400100031085=⨯⨯= 工作比: 003.010003==D 5、雷达中心频率f 0=3000MHz ,回波信号相对发射信号的延迟时间为1000微妙,回波信号频率为3000.01MHz ,目标运动方向与目标所在的方向的夹角为60度,求目标距离、径向速度和线速度。
解:目标距离:685100010310 1.510()15022cR m km τ-⨯⨯⨯===⨯= 波长m 1.010310398=⨯⨯=λ,多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.024=⨯==λ,线速度s m V /100060cos 500=︒= 第二章 作业一部脉冲雷达,(a)要获得60nmi(海里)的最大非模糊距离,雷达的脉冲重复频率应是多少?( 1海里=1852米) (b)当目标处于最大非模糊距离上,则雷达信号往返的时间是多长?(c)如果雷达的脉冲宽度为1.5us ,则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围(用m 表示)是多少? (d)两个相等尺寸的目标如果要被1.5us 的脉冲宽度完全分辨出来,则二者必须相距多远(m)? (e)如果雷达的峰值功率为800kW ,则平均功率是多少?(f)这部雷达的占空因子是多少? 教材参考:P27由题目最大非模糊距离为60nmi=60*1852=111120m ,脉冲的重复频率为fr=c/2R max =1.349khz 。
脉冲的重复时间Tr=2*R max /c=2*111120/3*108=740.8us 。
如果脉宽为1.5us ,则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围是D=c*τ=3*108*1.5us=450m 。
如果相等尺寸的两个目标要被1.5us 的脉冲宽度完全分辨出来,则二者必须相距225m 如果峰值功率为800kW ,则Pav=Pt*τ/Tr=Pt*τ*fr=8*105*1.5*10-6*1.349*103=1.62kW 。
D=τ*fr=1.5*10-6*1.349*103=2.025*10-3 第三章 作业1。
(a) —部由噪声系数为1.4、增益为15的低噪声射频放大器,变频损耗为6。
0dB ,噪声温度比为1。
2的混频器和噪声系数为1。
0的中频放大器组成的超外差接收机,求其总的噪声系数。
(b)如果射频低噪声放大器的增益为30而不是15,那么(a)中的接收机噪声系数为多大? (c)如果(a)中的中频放大器噪声系数为30而不是1。
0,那么接收机总的噪声系数应为多大?F1=1.4, G1=15,tc=F2*G2, 10logG2=-6=>G2=10^(-0.6)=1/4=0.25, =>F2=tc/G2=4.8321112114.81111.4 1.65315150.25F F F FG G G --=++--=++=⨯总2。
试推导教材p58 式(3。
2。
28)。
教材参考:P58两个单元电路级联时,F 1、F 2和G 1、G2分别表示第一、二级电路的噪声系数和额定功率增益。
为了计算总噪声系数F 0,先求实际输出的额定噪声功率N o =kT 0B n G 1G 2F 0,N o 由两部分组成: 一部分是由第一级的噪声在第二级输出端呈现的额定噪声功率N o12,其数值为kT 0B n F 1G 1G 2,第二部分是由第二级所产生的噪声功率ΔN 2=(F 2-1)kT 0B n G 2,从而有N o =kT 0B n G 1G 2F 0=kT 0B n G 1G 2F 1+(F 2-1)kT 0B n G 2。
同理得总噪声系数12101G F F F -+=即1212131210111--++-+-+=n n G G G F G G F G F F F ,雷达接收机的高、中频部分增益为G f1/G fG g 1/G g G l 1/G lG R F R G c F cG I F I,代入得到接收机总噪声系数为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=c R R c R g f G G F G F F G G G F 111110。
3。
什么是噪声系数、等效噪声温度、相对噪声温度,它们的物理意义分别是什么?教材参考:P55-P58噪声系数是接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值。
它的物理意义是表示由于接收机内部噪声的影响,使接收机输出端的信噪比相对其输入端的信噪比变差的倍数。
为了更直观地比较内部噪声与外部噪声的大小,可以把接收机内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率ΔN 等效到输入端来计算,这时内部噪声可以看成是天线电阻R A 在温度T e 时产生的热噪声。
温度T e 称为等效噪声温度。
它的物理意义是把接收机内部噪声看成是“理想接收机”的天线电阻R A 在温度T e 时所产生的,此时实际接收机变成“理想接收机”。
相对噪声温度有时简称为噪声比t c ,其意义为实际输出的中频额定噪声功率(F c kT 0B n G c )与仅由等效损耗电阻产生的输出额定噪声功率(kT 0B n )之比,噪声比t c 表示有源四端网络中除损耗电阻以外的其它噪声源的影响程度。
4. 下图中馈线、接收机放电器、限幅器增益均为0.9,低噪声高放增益为20dB ,噪声系数为3,混频器增益为0.2,相对噪声温度为2,中放增益为120dB ,噪声系数为4,求总噪声系数。
如果去掉低噪声高放,则总噪声系数为多少?G f 1/G fG g 1/G g G l 1/G lG R F R G c F cG I F I无源总损耗729.09.09.09.0=⨯⨯,混频器噪声系数102.02==c F总噪声系数2.010729.01410729.0110729.01322⨯⨯-+⨯-+-=F 去掉低噪声高放2.0729.0142.0*10⨯-+=F5。
减小最小可检测信号功率可以采用哪些措施? 教材参考:P59为了提高接收机的灵敏度,即减少最小可检测信号功率S imin ,应做到:①尽量降低接收机的总噪声系数F0,所以通常采用高增益、低噪声高放;② 接收机中频放大器采用匹配滤波器,以便得到白噪声背景下输出最大信号噪声比;③式中的识别系数M 与所要求的检测质量、 天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率及检测方法等因素均有关系。
在保证整机性能的前提下,尽量减小M 的数值。
6。
什么叫接收机的增量增益?要使接收机不丢失目标对增量增益有何要求?什么是接收机的动态范围? 教材参考:P70接收机的增量增益是接收机放大器振幅特性曲线上某点的斜率,描述叠加在干扰上的回波信号的放大量。
只要接收机中某一级的增量增益K d ≤0,接收机就会发生过载,即丢失目标回波信号。
动态范围D 来表示接收机抗过载性能的好坏,它是当接收机不发生过载时允许接收机输入信号强度的变化范围。
7. 简述并图示平衡式收发开关的原理,图示开关同相相加和反相相消的过程。
平衡式收发开关的原理图如图所示。
图中TR1、TR2是一对宽带的接收机保护放电管。
在这一对气体放电管的两侧, 各接有一个3dB 裂缝波导桥, 整个开关的四个波导口的连接如图所示。
3dB 裂缝桥的特性为: 在四个端口中, 相邻两端(例如端口1和2)是相互隔离的, 当信号从其一端输入时, 从另外两端输出的信号大小相等而相位相差90°。
平衡式收发开关原理图 (a) 发射状态; (b) 接收状态8、简述分支线收发开关的原理,说明四分之一波长开路线和短路线的作用;画出原理图说明。
发射时:气体放电管TR(称为 “接收机保护放电器”)和A TR (称为“发射机隔离放电器”)被电离击穿, 对高频短路。
它们到主馈线的距离约为1/4波长, 因此在主馈线aa′和bb′处呈现的输入阻抗为无穷大, 发射的高功率信号能顺利送至天线。
因为此时TR 短路, 发射能量不能进入接收机。
分支线型收发开关原理图接收时: TR 和ATR 都不电离放电。
此时A TR 支路的1/4波长开路线在主馈线aa′呈现短路,aa′与接收支路bb′处相距1/4波长, 从bb′端向发射机看去的阻抗相当于开路, 所以从天线来的回波信号全部进入接收机。