(完整版)雷达系统导论第1章作业答案.doc
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雷达知识考试题及答案一、单选题(每题2分,共10题)1. 雷达的基本原理是什么?A. 声波反射B. 无线电波反射C. 光波反射D. 热能反射答案:B2. 雷达系统主要由哪几部分组成?A. 发射机、接收机、显示器B. 发射机、天线、显示器C. 发射机、天线、接收机D. 发射机、天线、接收机、显示器答案:D3. 雷达波的频率范围是多少?A. 30MHz-300MHzB. 300MHz-3GHzC. 3GHz-30GHzD. 30GHz-300GHz答案:C4. 雷达的探测距离与什么因素有关?A. 功率B. 频率C. 波长D. 所有以上因素答案:D5. 相控阵雷达的主要优点是什么?A. 重量轻B. 体积小C. 扫描速度快D. 价格低廉答案:C6. 雷达的分辨率主要取决于什么?A. 信号强度B. 信号带宽C. 信号频率D. 信号波长答案:B7. 雷达的抗干扰能力主要与什么有关?A. 发射功率B. 信号频率C. 信号带宽D. 信号调制方式答案:D8. 雷达波在大气中的传播损耗主要受哪些因素影响?A. 温度B. 湿度C. 大气压力D. 所有以上因素答案:D9. 雷达测速的原理是什么?A. 多普勒效应B. 相位差C. 时间差D. 频率差答案:A10. 雷达的探测范围与天线的什么特性有关?A. 增益B. 波束宽度C. 极化方式D. 所有以上因素答案:B二、多选题(每题3分,共5题)1. 雷达的主要应用领域包括哪些?A. 军事B. 航空C. 航海D. 气象答案:ABCD2. 雷达信号处理中常用的技术有哪些?A. 滤波B. 压缩C. 匹配滤波D. 频谱分析答案:ABCD3. 雷达系统的干扰源可能包括哪些?A. 自然干扰B. 人为干扰C. 电子干扰D. 机械干扰答案:ABC4. 雷达波的极化方式有哪些?A. 线性极化B. 圆极化C. 椭圆极化D. 随机极化答案:ABC5. 雷达信号的调制方式包括哪些?A. 调幅B. 调频C. 调相D. 脉冲调制答案:ABCD三、判断题(每题1分,共5题)1. 雷达波不能穿透云层。
雷达系统导论(第三版)目录作者介绍:Skolnik博士:美国国家工程院院士,IEEE会士担任美国海军研究实验室雷达分部负责人已有30余年,第一个在雷达技术与应用方面获得IEEE Dennis J.Picard 章;同时是IEEE Harry钻石奖,JohnsHopkins大学著名男毕业生奖,以及美国海军著名文官服务奖的获得者。
Skolnik博士曾是IEEE会刊编辑,编著有《雷达手册》(由McGraw—Hill出版社出版,中文版第二版由电子工业出版社出版)和《雷达应用》(由IEEE出版)等书。
国际雷达会议资料:/search/searchresult.jsp?history=yes&queryText=%28%28rad ar+conference%29%3Cin%3Emetadata%29第1章雷达简介1.1 基本雷达1.2 雷达方程的简单形式1.3 雷达框图1.4 雷达频率1.5 雷达的应用1.6 雷达的起源参考文献习题第2章雷达方程2.1 引言2.2 噪声中信号的检测2.3 接收机噪声和信-噪比2.4 概率密度函数2.5 检测和虚警概率2.6 雷达脉冲的积累2.7 目标雷达横截面积2.8 雷达横截面积的起伏2.9 发射机功率2.10 脉冲重复频率2.11 天线参数2.12 系统损耗2.13 其他有关雷达方程的考虑参考文献习题第3章MTI雷达和脉冲多普勒雷达3.1 引言3.2 延迟线对消器3.3 参差脉冲重复频率3.4 多普勒滤波器组3.5 数字MTI处理3.6 运动目标检测器3.7 MTI性能的限制3.8 运动平台的MTI(AMTI)3.9 脉冲多普勒雷达3.10 其他的多普勒雷达参考文献习题第4章跟踪雷达4.1 用雷达跟踪4.2 单脉冲跟踪4.3 圆锥扫描和顺序波束转换4.4 跟踪精度的限制4.5 低角跟踪4.6 距离跟踪4.7 其他有关跟踪雷达的专题4.8 跟踪雷达的比较4.9 监视雷达自动跟踪参考文献习题第5章噪声中的信号检测5.1 引言5.2 匹配滤波器接收机5.3 检测准则5.4 检波器5.5 自动检测5.6 积累器5.7 恒虚警率(CFAR)接收机5.8 雷达操作员5.9 信号管理参考文献习题第6章雷达信号的信息6.1 引言6.2 基本雷达测量6.3 雷达测量的理论精度6.4 模糊图6.5 脉冲压缩6.6 目标识别参考文献习题第7章雷达杂波7.1 雷达杂波介绍7.2 表面杂波雷达方程7.3 地杂波7.4 海杂波7.5 表面杂波的统计模型7.6 气象杂波7.7 大气回波的其他来源7.8 杂波中目标的检测参考文献习题第8章雷达波的传播8.1 引言8.2 平坦地面的前向散射8.3 球形地球表面的散射8.4 大气折射——标准传播8.5 非标准传播8.6 绕射8.7 大气衰减8.8 环境噪声或外部噪声8.9 其他的传播影响参考文献习题第9章雷达天线9.1 雷达天线的功能9.2 天线参数9.3 天线辐射方向图和孔径照射9.4 反射面天线9.5 电子扫描相控阵天线9.6 移相器9.7 频率扫描阵列9.8 相控阵的辐射器9.9 用于相控阵的结构9.10 机械扫描平面阵列天线9.11 方向图综合9.12 误差对方向图的影响9.13 低副瓣天线9.14 相控阵雷达的成本9.15 关于相控阵天线的其他论题9.16 相控阵雷达系统结论9.17 关于天线的其他论题参考文献习题第10章雷达发射机10.1 引言10.2 线性束功率管10.3 固态射频功率源10.4 磁控管10.5 正交场放大器10.6 其他射频功率源10.7 雷达发射机的其他方面参考文献习题第11章雷达接收机11.1 引言11.2 接收机噪声系数11.3 超外差接收机11.4 收发开关和接收机保护器11.5 雷达显示器参考文献习题。
雷达原理试题及题库答案一、单项选择题1. 雷达的基本原理是()。
A. 反射原理B. 折射原理C. 散射原理D. 衍射原理答案:A2. 雷达测距的基本量是()。
A. 距离B. 速度C. 方位D. 仰角答案:A3. 雷达天线的主要作用是()。
A. 发射电磁波B. 接收电磁波C. 转换电能为机械能D. 转换机械能为电能答案:A4. 雷达的最小作用距离取决于()。
A. 发射功率B. 接收机灵敏度C. 天线增益D. 以上都是答案:DA. 多普勒效应B. 傅里叶变换C. 相位差D. 时间差答案:A二、多项选择题6. 雷达的主要组成部分包括()。
A. 发射机B. 天线C. 接收机D. 显示器答案:ABCDA. 线性极化B. 圆极化C. 椭圆极化D. 随机极化答案:ABC8. 雷达信号处理的内容包括()。
A. 信号检测B. 信号提取C. 信号分析D. 信号合成答案:ABC9. 雷达的主要性能参数包括()。
A. 作用距离B. 分辨率C. 精度D. 可靠性答案:ABCD10. 雷达的分类方式有()。
A. 按工作频段B. 按用途C. 按工作方式D. 按极化方式答案:ABC三、判断题11. 雷达的分辨率与其工作频率成反比。
()答案:×(错误)12. 雷达的天线增益越高,其作用距离越远。
()答案:√(正确)13. 雷达的最小作用距离与接收机灵敏度无关。
()答案:×(错误)14. 雷达波的极化方式不会影响其探测性能。
()答案:×(错误)15. 雷达的测速原理基于多普勒效应。
()答案:√(正确)四、填空题16. 雷达的________是雷达系统的核心,负责发射和接收电磁波。
答案:天线17. 雷达的________是雷达系统的关键部件,负责将接收到的电磁波转换为电信号。
答案:接收机18. 雷达的________是雷达系统的重要组成部分,负责显示雷达信号和目标信息。
答案:显示器19. 雷达的________是雷达系统的主要性能参数之一,决定了雷达的作用距离。
雷达定位与导航第一节物标得雷达图像2203、船用导航雷达得显示器属于哪种显示器__________。
A.平面位置 B.距离高度C.方位高度D。
方位仰角2204、船用导航雷达发射得电磁波属于哪个波段__________。
A.长波B.中波C。
短波D。
微波2205、船用导航雷达可以测量船舶周围水面物标得__________.A.方位、距离B.距离、高度C.距离、深度 D.以上均可2206、船用导航雷达显示得物标回波得大小与物标得__________有关。
A.总面积B.总体积C。
迎向面垂直投影D。
背面水平伸展得面积2207、船用导航雷达发射得电磁波遇到物标后,可以__________。
A。
穿过去B.较好得反射回来C.全部绕射过去D。
以上均对2208、本船雷达天线海面以上高为16米,小岛海面以上高为25米,在理论上该岛在距本船多远得距离内才能探测得到__________.A.20米B。
20海里C.20千米D.以上均不对2209、本船雷达天线海面以上高度为16米,前方有半径为4海里得圆形小岛,四周平坦,中间为山峰,海面以上高度为25米。
当本船驶向小岛时,雷达荧光屏上首先出现得回波就是小岛那个部分得回波__________。
A.离船最近处得岸线B.离船最远处得岸线C。
山峰D.A、C一起出现2210、本船雷达天线海面以上高度16米,前方有半径为2海里得圆形小岛,四周低,中间为山峰,海面以—上高度为49米门当本船离小岛4海里时,雷达荧光屏上该岛回波得内缘(离船最近处)对应于小岛得__________。
A.山峰B。
离船最近得岸线C。
山峰与岸线间得某处D.以上均不对2211、对于一个点目标,造成其雷达回波横向扩展得因素就是__________。
A.目标闪烁B。
水平波束宽度C.CRT光点直径 D.A+B+C2212、远处小岛上有两个横向分布得陡峰,间距为1海里,海面以上高度均为36米,本船雷达天线海面以上高度为16米,本船离岛至少__________海里外时,小岛回波将分离成两个回波.A.6 B。
(完整版)雷达系统导论第3-4章作业答案雷达系统导论作业[1] 3.1沿圆轨道绕地球飞行的卫星高度为5000海里,速度为2.7海里/秒。
(a )如果UHF (450MHz )雷达位于轨道平面内,当卫星刚出现在地平线上时观察到的多普勒频移是多少(地球半径为3440海里,忽略大气折射和地面反射的影响)?(b)当卫星处于天顶时多普勒频移是多少?解答:(a )当卫星刚出现在地平线上时径向速度为)(1.15000344034407.2cos 节=+?=+?==h R R v v v r α (注:1节=1海里/小时,1海里=1.852公里)故多普勒频移)(7.1)45.01.143.343.32)(Hz GHz f v v Hz f t r r d =??===((节)λ(b)当卫星处于天顶时径向速度为)(7.2节=r v故多普勒频移)(17.4)45.07.243.343.3)(Hz GHz f v Hz f t r d =??==((节)[2] 3.2. 220MHz VHF 雷达的最大非模糊距离为180海里。
(a )第一盲速(单位为节)是多少?(b) 重复习题(a ),但雷达工作在1250MHz 的L 波段。
(c) 重复习题(a ),但雷达工作在9375MHz 的X 波段。
(d)为了获得与(a )中的VHF 雷达一样的盲速,(c) 中X 波段雷达的非模糊距离(海里)为多少?(e)如果需要第一盲速为(a )中盲速的雷达,你愿意选择VHF 雷达还是X 波段雷达?请解释你的回答(有可能没有唯一解)。
解答:(a )Hz R c f c R T un p un p 450010852.11802103223 8===?=,(节)595045001022010397.097.0)()(97.0)(681==??==p p f f c Hz f m kt v λ (b )Hz f p 4500=,(节)1047450010125010397.0)()(97.0681===Hz f m v p λ (c )Hz f p 4500=,(节)140450010937510397.0)()(97.0681===Hz f m v p λ (d )海里)公里(8.1)(33.3450021032228==??===?=p p un un p f c cT R c R T (e )如果需要第一盲速为(节)5950)()(97.01==Hz f m v p λ,从上面的计算可以看出,随着雷达工作频率的升高(波长的减小),要求p f升高,则最大非模糊距离pun f R 2=下降,例如(d)中X 波段雷达的非模糊距离仅为1.8海里,对许多雷达应用来说太短了(脉冲多普勒雷达可使用高雷达工作频率)。
2021雷达原理课后作业(1)2021年雷达原理课程作业2021年春季第2周(3月13日)作业1.详述雷达系统为什么能观测并定位远程运动目标。
2.详述雷达系统就是如何观测并定位远程运动目标的。
3.某单基地雷达发射矩形脉冲信号,工作频率为f0,发射脉冲前沿的初相为?0,有1个目标位于距离r处为,恳请得出目标发送脉冲前沿的初二者表达式(须存有必要的推论过程)4.恳请图画出来雷达升空脉冲串成的射频信号波形示意图,并标明必要的雷达信号参数(例如脉冲时阔等)。
5.cos(2?f0t+?0)与cos(2?f0t+12?fdt+?1)是否是相弁信号?其中fd、?0与?1都就是未明常数。
6.某目标雷达脉冲信号的信噪比snr=71,恳请折算成db值并得出笔算过程。
7.有人说“雷达系统是一种通信系统。
”你是否认同此观点,并请给出2条以上理由。
8.解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。
请画出iq正交解调的原理框图。
9.请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。
10.为什么现代多功能雷达大都使用主振压缩式发射机?举例说明何时可以使用单级震荡式发射机。
2021年春季第3周(3月20日)作业1.雷达信号频宽为b,恳请从有助于目标检测的角度详述雷达接收机频宽应当如何挑选出。
2.详述噪声系数的定义。
雷达接收机噪声系数的上限就是多少db?3.详述接收机噪声频宽与接收机动态范围的定义。
4.某雷达固定在某地进行一整年的性能测试,一年内雷达架设地点、架设方式、软硬件等自身条件没出现任何变动,农舍及其与雷达之间的周边地貌环境也不行任何变化。
冬天时,它能够检测至对面山顶的农舍,但在夏天时,它却经常检测没该农舍,恳请表述原因。
5.某雷达升空矩形脉冲串成信号,载频为f0,脉冲宽度为?,幅度恒定,没有频率调制和相位调制。
请问该雷达的目标回波通过匹配滤波后,信噪比(snr)能够提高多少db?6.硬件系统完全相同的两部雷达接收机的灵敏度与否也一定相同?恳请根据雷达接收机灵敏度公式详述理由。
雷达通用教材试题及答案一、选择题1. 雷达的工作原理是什么?A. 反射声波B. 反射电磁波C. 接收无线电波D. 接收声波答案:B2. 雷达的频率范围通常是多少?A. 300MHz-3GHzB. 3GHz-30GHzC. 30GHz-300GHzD. 3kHz-300kHz答案:B3. 以下哪个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:D二、填空题1. 雷达的_________是雷达系统的核心部分,负责产生雷达波。
答案:发射机2. 雷达的_________用于将雷达波发射到目标区域。
答案:天线3. 雷达的_________负责接收反射回来的雷达波。
答案:接收机三、简答题1. 简述雷达的基本工作过程。
答案:雷达的基本工作过程包括发射机发射电磁波,天线将电磁波发射出去,目标物体反射电磁波,接收机接收反射回来的电磁波,最后通过处理反射信号来确定目标的位置和速度。
2. 雷达在军事和民用领域有哪些应用?答案:在军事领域,雷达用于目标探测、跟踪和识别。
在民用领域,雷达用于气象监测、航空交通管制、海洋监测等。
四、计算题1. 已知雷达发射的电磁波频率为5GHz,波长为多少?答案:根据公式λ = c / f,其中c为光速,约为3×10^8 m/s,f为频率,5GHz=5×10^9 Hz,可得波长λ = 3×10^8 / (5×10^9) = 0.06m。
五、论述题1. 论述现代雷达技术的发展对军事和民用领域的影响。
答案:现代雷达技术的发展极大地提高了目标探测的精确度和速度,增强了军事防御和打击能力。
在民用领域,雷达技术的应用提高了气象预报的准确性,保障了航空和海上交通的安全,同时也为资源勘探和环境监测提供了重要工具。
周二晚上六点,船舶原理,A105周三早上十点,航海雷达,G105,晚上六点,英语阅读与写作,A1071。
试述雷达测距、测方位原理利用电磁波特性:直线传播(微波波段) 匀速传播(同一媒质中)反射特性(在任何两种媒质的边界面)测距:通过无线电信号往返时间的精确测量,并在雷达显示器内设置一个计时系统实现测距. 公式:s=(c*Δt)/2物理量:s物标离天线的距离;c电磁波在空间的传播速度,c=300m/us;Δt无线电波往返于雷达天线与物标之间的时间示意图:测方位:在天线缓慢旋转时测量反射信号的最大幅度,即当在某个方向收到物标回波时,只需记下此时的天线方向就可知道物标的方向了.2.试画出船用雷达基本组成框图,并说明各部分的作用框图:1)触发电路:每隔一段时产生一个尖脉冲,同时送到发射机、接收机、显示器三部分,使它们同步工作。
(触发电路决定工作开始的时间)2)发射机:触发脉冲到来后,立刻产生一个大功率,微波波段,具有一定宽度的脉冲包络射频(雷达工作频率,微波波段)的信号。
3)发收开关:发射时;将发射机与天线接通,并将天线与接收机断开.接收时;将发射机与天线断开,并将天线与接收机接通。
4)天线:把发射机送来的微波能量聚成细束朝一个方向发射出去,同时只接收从该方向反射的回波。
5)接收机:将天线送来的回波信号,进行混频、放大、检波处理.得到表示目标大小的视频信号。
6)显示器:在屏上扫描出一条径向亮线,用径向亮线上的加亮点或线段,来显示目标的距离,该扫描亮线随天线同步转动,扫描亮线与0°刻度线用来显示目标的方位。
7)雷达电源设备:把各种船电变换成雷达所需的具有一定频率、功率和电压的专用电源。
3。
发射机由哪些部分组成?各部分作用是什么?⑴触发脉冲产生器:相当于时钟电路,使雷达各部分同步工作。
⑵调制器及预调制器:触发脉冲一到,预调制器输出具有一定宽度、一定幅度的正极性矩形控制脉冲去控制调制器,使调制器产生具有一定宽度、一定幅度的负极性高压矩形脉冲加到磁控管的阴极。
9.1 ( a)推导尺寸为 D 的均匀照射线源口径的场强方向图的表达式。
( b)大致画出它的辐射功率方向图的图形。
(c) 如果天线的尺寸是 60 波长,那么主波束的头两个零点间宽度是多少? (d) 半功率点宽度是多少?(a) E( ) sin[ ( D / )sin ](D / )sin(b)-10-20-30edut in-40gam-50-60-70-80-80-60-40-20020406080angle(c)60πsin φ πφ0.955 o所以两零点宽度 1.9o(d)半功率点宽度 0.2693o9.7 为什么抛物面可以做成一个好的反射面天线?抛物面表面可以把从馈源辐射的球面波转成平面波,因此当被在焦点的馈源适当照射时,抛物面产生一个几乎对称的笔形天线方向图。
9.8 下列抛物反射面天线在什么情况下可以使用:(a) 旋转抛物面(b) 旋转抛物面的一段 (c) 抛物柱面(d) 圆形环抛物面 (e) 偏馈抛物面(f) 卡塞格伦 (g) 镜面扫描天线 (h) 球面反射面天线(i) 透镜天线?旋转抛物面跟踪雷达旋转抛物面的一段二维对空警戒雷达抛物柱面需要精确的俯仰波束赋形偏馈抛物面既不存在由于孔径遮挡的方向图畸变,也没有任何显著数量的辐射被馈源截获引起阻抗失配。
卡塞格伦射电天文和空间通信镜面扫描天线体积小,重量轻,适合载荷有限的场合。
球面反射面天线对任何入射角均可反射到馈源,适合射电天文透镜天线天线辐射波束中的旁瓣和后瓣小,方向图较好;②制造透镜的精度要求不高,制造方便,重量比较轻,适合机载,星载等情况。
9.10 列出现有的五种获得相移的基本方法,并给出基于每种方法的移相器的例子。
为了获得相移的方法归纳如下:频率f应用于串联传输线,如蛇形馈电线长l可以用电子开关接入或去掉传输线的长度来实现移相,如二极管移相器。
导磁率当加上的磁场变化时,铁氧体材料显示导磁率的变化,从而产生相位变化,如铁氧体移相器。
雷达定位与导航第一节物标的雷达图像2203. 船用导航雷达的显示器属于哪种显示器__________。
A.平面位置B.距离高度C.方位高度D.方位仰角2204. 船用导航雷达发射的电磁波属于哪个波段__________。
A.长波B.中波C.短波D.微波2205. 船用导航雷达可以测量船舶周围水面物标的__________。
A.方位、距离B.距离、高度C.距离、深度D.以上均可2206. 船用导航雷达显示的物标回波的大小与物标的__________有关。
A.总面积B.总体积C.迎向面垂直投影D.背面水平伸展的面积2207. 船用导航雷达发射的电磁波遇到物标后,可以__________。
A.穿过去B.较好的反射回来C.全部绕射过去D.以上均对2208. 本船雷达天线海面以上高为16米,小岛海面以上高为25米,在理论上该岛在距本船多远的距离才能探测得到__________。
A.20米B.20海里C.20千米D.以上均不对2209. 本船雷达天线海面以上高度为16米,前方有半径为4海里的圆形小岛,四周平坦,中间为山峰,海面以上高度为25米。
当本船驶向小岛时,雷达荧光屏上首先出现的回波是小岛那个部分的回波__________。
A.离船最近处的岸线B.离船最远处的岸线C.山峰D.A、C一起出现2210. 本船雷达天线海面以上高度16米,前方有半径为2海里的圆形小岛,四周低,中间为山峰,海面以—上高度为49米门当本船离小岛4海里时,雷达荧光屏上该岛回波的缘(离船最近处)对应于小岛的__________。
A.山峰B.离船最近的岸线C.山峰与岸线间的某处D.以上均不对2211. 对于一个点目标,造成其雷达回波横向扩展的因素是__________。
A.目标闪烁B.水平波束宽度C.CRT光点直径D.A+B+C2212. 远处小岛上有两个横向分布的陡峰,间距为1海里,海面以上高度均为36米,本船雷达天线海面以上高度为16米,本船离岛至少__________海里外时,小岛回波将分离成两个回波。
雷达系统导论作业第一章
1.1
(a)要获得 60nmi 的最大非模糊距离,雷达的脉冲重复频率应是多少?
(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少?
(c)如果雷达的脉冲宽度为 1.5 s,则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围是多少米?
(d)两个相等尺寸的目标如果要被 1.5 s 的脉冲宽度完全分辨出来,则两者必须
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?
解答:
(a) R un C
T p
C
,60nmi =0.081T p ( s) ,2 2 f p
T p 2R un R un (nmi) 60
(us) 7.4 10 4 (s) ,
c 0.081 0.081
f p
1
1350HZ T p
(b) T R T p 740.74( s)
(c)c3 108 1.5 10
c 450
(d) 225(m)
2 2
(e) P av f p P t 1.5 10 6
450(m)
6 1.34 103800 103 1.608kW
(f)d c f p 2.01 10 3
T p
1.2 一部地基对空监视雷达工作频率为1300MHz( L 波段)。
它对于 1 m2(=1m2)雷达横截面积的目标的最大检测距离为 200nmi。
天线尺寸为 12m 宽× 4m 高,天线
孔径效率为a 0.65 。
接收机最小可检测信号 S min =10 -13W ,确定:
(a)天线有效孔径 A e (m2 ) 和天线增益G[用数字和dB表示,其中,G(dB)=10lgG];
(b)发射机峰值功率;
(c)实现 200nmi 最大非模糊距离的脉冲重复频率;
(d)如果脉冲宽度为 2 s ,发射机的平均功率;
(e)占空比因子;
(f) 水平波束宽度 ( )。
解答:
(a) A e a A 0.65 12 4 31.2 m2
G 4 A e
7.36
3
10lg(7.36
3
38.67dB
2
10 ,G(dB) 10 )
(b)
1 4
2 S
min = 4 2 13
R
max [ PGA te ]4,P t R max (4 ) (200 1852) (4 ) 10 1.284 106W
(4 ) 2 S GA 7410 31.2 1
min e
(c) f p
c 3 108
405Hz 2R un 2 200 1852
(d) P
av P t f p 1.29 106 2 10 6 405 1.045kW
(e) 占空因子 = f p 2 10 6 405 8.1 10 4
(f) B 65
D 65 0.23 1.25
12
1.3
(a)雷达发射机平均功率为 200W,脉冲宽度为 1 s ,脉冲重复频率为1000Hz,则
雷达的峰值功率是多少?
(b)如果这部地基空中监视雷达的频率为 2.9GHz(S 波段),矩形天线尺寸为 5m 宽× 2.7m 高,天线孔径效率a0.6 ,最小可检测信号 S min =10 -12W (依据雷达方
程中 P t是峰值功率), =2m2,则地基雷达的作用距离(nmi)是多少?
(c) 接受到的回波信号功率是距离的函数,画出10~80nmi 的关系图。
解答:
(a) P t = P
av 200 200kW f p 10 6 1000
(b) A e 5 2.7 0.6 8.1m2 ; c 0.203m
f
R4 max PGA te = (2 105 ) (9506.664) (8.1) 2 1.968 1020
(4 )2 S min (12.57)2 10 12
R max =118.4km=64nmi
(c)
PG t PGA t e P r
4 R2
A e
2 R4
4 R2 (4 )
P r (2 105 ) (9506.664) (8.1) (2) = 1.952 108
(4 )2 R4 R4
R 10nmi时, P r 1.66 10-9 W
R 20nmi时, P r 1.04 10-10 W
R 30nmi时, P r 2.0 10-11W
R 40nmi时, P r 6.4 10 -12W
R 50nmi时, P r 2.6 10-12 W
R 60nmi时, P r 1.28 10-12 W
R 70nmi时, P r 7.0 10 -13W
R 80nmi时, P r 4.0 10-13W
1.4 月球作为一个雷达目标可作如下描述:到月球的平均距离为 3.844×108m(大约 208 000nmi );实验测量的雷达横截面积为 6.64×1011m2(在一系列雷达频率上的平均值);月球半径为 1.738×106m。
(a)雷达脉冲到月球的往返时间 (s)是多少?
(b)要没有距离模糊,则脉冲重复频率应该是多少?
(c)为了探索月球表面的特性,需要有一个比 (b)更高的脉冲重复频率( PRF)。
如果要观察从月球前半球来的回波,则脉冲重复频率可以多高?
(d)如果天线直径为 60feet,孔径效率为 0.6,频率为 430MHz,接收机最小可检测信号为 1.5×10-16W,则要求峰值功率是多少?,你的答案会令你吃惊吗?如果是,为
什么?
(e) 半径为 a 的完全导电光滑球体的雷达横截面积为a2。
如果月球是一个完全光滑、导电的表面,则其雷横截面积是多少?为什么测量的月球雷达横截面积(上面给出的)
与该值不同?
解答:
(a)R(nmi)=0.081T R ( s)
T R = 208000
=2.57s 0.081
(b) R
un c , f p c 0.390Hz
2 f p 2 R un
(c) f p c 0.392Hz
2 (3.844 108 1.738 106 )
(d) A e 0.6 262.54 157.53
G 4 a
A
4064.88 2
P t R4 max (4
) 2 S min =1.2kW
GA e
由于天线口径大,检测灵敏度高,天线增益打,故所需峰值功率小。
(e) a2 3.14 (1.738 106 )2 9.48 1012 m2
雷达横截面积更多的与目标形状而不是物理尺寸有关。
1.5 装在汽车上的雷达,用来确定在其正前方行驶的车辆的距离。
雷达的工作频率为
9375MHz ( X 波段),脉冲宽度为10ns,最大作用距离为50feet。
(a)对应于 500feet 的脉冲重复频率是多少?
(b)距离分辨率是多少?
(c)如果天线波束宽度为6,则在 500feer 距离上,横向距离分辨率是多少?你认为该横向距离
分辨力足够吗?
(d)如果天线尺寸为 1feet×1feet,天线效率为 0.6,则天线增益是多少?
(e)如果最小可检测信号为5×10-13 W ,找出检测 500feet 距离上雷达横截面积为10 m2 目标所需的平均功率。
解答:
(a)500feet=500 0.3048m=152.4m
R un (km) 0.15T p ( s), T p = 0.1524
=1.016 10-6 s, f p 1 0.98MHz 0.15 T p
(b) c 0.5 3 108 10 8 1.5m
2
(c)
6
2 152.4 15.95 360
(d) 1feet=0.3048m
A 0.30482 9.29 10 2 m2
A e A 0.6 9.29 10 2 =5.57 10 2 m2
G 4 A e
683.20 2
(e) P t R4 max (4 )
2
S
min =0.112mW
GA e
1.7 谁发明了雷达?(请解释你的答案)
解答:德国人 Chrisian Hulsmeyer。
他利用 Hertz 的实验结果发明了一台单基地脉
冲雷达。
此雷达可检测船只,且广泛地应用于海上防撞。
1.8 已经给出雷达方程的三种简单形式。
在式( 1.9)中,波长是分子,在式( 1.10)中,波长是分母,而在式( 1.7)中,没有波长的明确表示。
你对下列问题作何
答复:“雷达作用距离是如何随雷达波长而变化的,其他一切都不变(相同时)?”解答:雷达最大作用距离可表示为:
2 2 1
2
1
2
1
P t G 4 P t 4 A e 4
R
max
3 (1.9), R max
A e
(1.10), R max
P t G
(1.7)
4 S
min 4 2 S min 4 2
S
min
式( 1.9)表示当天线有效孔径面积为常数(不随波长变化,与波长无关)时,
雷达作用距离随 1 / 2变化;式( 1.10)表示当天线增益为常数(与波长无关)时,雷达作用距离随 1 / 2变化;对于与波长无关的式(1.7),必须使用两部天线,发射天线必须具有与波长无关的增益,接收天线必须具有与波长无关的有效孔径。