雷达 最大探测距离及其影响因素

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增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。

《雷达基础知识》专题一：距离雷达系统的基本功能是可以探测目标并测量相关参数，包括目标的距离、速度和角度等。

下图显示了雷达系统的基本处理过程，包括发射机、天线、接收机、显示器等部分。

雷达系统的处理过程雷达发射机产生信号，放大后通过天线以电磁波的形式辐射出去，遇到物体反射的回波被天线接收，雷达想要探测的物体称为“目标”，而将其他物体的回波称为“杂波”。

天线接收到的信号经过放大并进行信号处理，获得目标信息后由屏幕显示出目标的距离、速度和方向等多维度的信息。

距离的探测由于电磁波的速度恒定为c=3*10^8m/s，那么若能测量出接收目标回波时刻相对于发射时刻的时间差t，那么就可以通过R=ct/2来计算目标距离。

脉冲宽度与最小探测距离对于单站脉冲体制的雷达，由于在发射信号时并不接收目标回波，因此存在一定测距的盲区，也就是雷达有最小探测距离。

距离盲区与发射的脉冲宽度相关，对于脉冲宽度1us对应150m 的距离盲区，对于稍大脉宽的信号将有太大的距离盲区，例如100us 的脉宽就有15km距离盲区。

当然，采用收发分置或者连续波雷达将会解决距离盲区的问题，但会带来例如隔离等其他问题。

PRF与最大不模糊距离脉冲重复频率(PRF)是脉冲重复间隔(PRT)的倒数，PRT=1/PRF。

它将直接影响最大不模糊距离，也就是目标的回波在当前PRF即可返回。

如果目标的雷达回波信号在下一个或下几个脉冲回波中才回来，那么就存在距离模糊。

我们可以通过参差PRF来解决，根据回波在不同PRF脉冲中位置的不稳定性来解模糊。

点此查看：解距离模糊的方法当然，对于相控阵雷达，通过灵活的波束指向控制以不接收先前脉冲的回波也可以解决距离模糊的问题。

占空比如上图，占空比是脉冲宽度与脉冲重复间隔(周期)的比值，等于脉冲发射的平均功率与脉冲峰值功率的比值。

从雷达方程可以看出雷达最大的探测距离是与发射机的输出功率直接相关的，最大发射功率通常是受限的，但是可以通过提高占空比来增加平均功率，从而增加探测距离。

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增益，min P 为二次雷达最小可检测功率，典型值为-85dBm ，即3.16×10-12。

雷达最大不模糊距离公式
雷达最大不模糊距离公式是指雷达在特定频率下，能够探测到的最远距离，而不会出现距离模糊的现象。

这个公式常常被用于雷达系统的设计和性能评估中。

雷达最大不模糊距离公式的计算方法如下：
最大不模糊距离 = 光速 / (2 * 频率 * 脉宽)
其中，“光速”表示光在真空中传播的速度，约为3*10^8米/秒；“频率”表示雷达发射信号的频率，单位为赫兹；“脉宽”表示雷达发射的脉冲的宽度，单位为秒。

这个公式的意义是，当雷达发射的脉冲宽度比较窄时，就可以探测到距离较远的目标而不产生距离模糊的现象。

因此，如果我们要增大雷达的最大探测距离，就需要增加雷达发射信号的频率或者减小脉冲宽度。

需要注意的是，除了雷达本身的性能参数外，还有其他因素也会影响雷达的探测距离，例如天气条件、目标反射特性等。

因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，进行准确的雷达系统设计和性能评估。

- 1 -。

雷达--------探测距离、分辨⼒、距离精度、⽅位精度、抗⼲扰⼒雷达的技术指标⼤致包括其探测距离、分辨⼒、距离精度、⽅位精度、抗⼲扰⼒等。

下⾯就详细介绍⼀下各项技术指标。

1、探测距离关于探测距离⾸先先从来了解⼀下雷达⽅程的简单⾏式。

（1）上式中右侧第⼀项表⽰的是增益为Gt的天线辐射功率为Pt在离雷达距离R处的功率密度。

右侧第⼆项的分⼦σ是⽬标截⾯积（平⽅⽶），是⽬标返回雷达⽅向的能量的度量；分母表⽰回波信号能量在返回向雷达的途径上随距离的发散程度（为⽬标截⾯积）。

这两项相乘得到的是每平⽅⽶上返回雷达的功率。

Ae称为有效孔径⾯积。

Pr为接收功率。

所以求得的雷达的最⼤作⽤距离应为接收功率Pr等于雷达最⼩可检测信号Smin时雷达的探测距离。

所以：（2）其中与发射增益Gt⼀样还有接收天线增益Gr。

⽽接收天线增益Gr与有效孔径⾯积Ae的关系为：（3）将3式代⼊2式中可得：（4）其中λ为雷达的信号波长。

上式中的Smin受噪声以及系统的限制。

可表⽰为：（5）其中k为玻尔兹曼常数，T0为噪声温度。

B为接收系统等效带宽。

Mn为识别系数。

Ls是系统损耗。

Nf为噪声系数。

2、分辨⼒包括距离分辨⼒和⽅位分辨⼒：距离分辨⼒：主要取决于码元宽度、码元宽度⼜取决于编码调制速率。

⽅位分辨⼒：与天线的⽅位波束宽度有关。

（对于⾮合成孔径雷达，⽅位分辨⼒仅取决于天线波束宽度。

当两个⽬标同时在波束内⽽且距离相等，雷达并不能判定⽬标数量，于是只能认为探测到⼀个⽬标。

天线孔径越⼤，这个指标越⾼，天线尺⼨越⼤）。

3、距离精度引起距离误差的误差源有热噪声、⽬标闪烁误差、码元前后沿抖动、距离标定误差、接收通道延迟变化、零点漂移等，其中主要是热噪声误差。

a）数据量化误差，由量化引起的误差为：R M--------最⼤探测距离，Q--------计算机字长。

b)脉冲抖动由信号发⽣器输出的定时同步脉冲抖动引起的测距误差c为光速，最⼤脉冲抖动量。

c)距离时钟量化fc为距离时钟频率。

雷达流速计波束最大距离
雷达流速计是一种流量测量仪器，通常用于测量液体或气体的流速。

它是一种非接触式的测量方法，使用电磁波测量流体中的运动速度，并根据流量计算流速。

雷达流速计的工作原理是通过向流体发射微波信号，然后测量信号的反射时间来计算流体的速度。

当微波信号与流体接触时，一部分信号被反射回来，这种反射称为回波。

雷达流速计会测量回波的时间差，然后将其转化为流体的速度。

雷达流速计的波束最大距离通常取决于雷达的发射功率和接收
灵敏度。

发射功率越大，波束能够达到的距离就越远，因为信号强度足以穿透更多的流体。

与此同时，高灵敏度也可以提高波束的最大距离，因为它可以检测到较弱的回波信号。

总的来说，雷达流速计的波束最大距离通常为几十米到数百米。

这种测量方法非常适合在高温、高压、高粘度以及带有颗粒物质的液体或气体中进行流量测量。

它具有高精度、高稳定性和长期运行的优点，被广泛应用于化工、石油、制药和食品等行业。

- 1 -。

４４影响Raytheon 雷达距离精度和方位精度的因素分析刘新国（民航山东空管分局，山东济南250107）摘要：分析影响设备距离精度和方位精度的因素，提高设备性能。

以测距和测方原理为依据，从雷达脉冲形状、天线波束形状、电磁波在大气的传输、接收机噪声、信号处理等方面，定量分析了各个因素影响的程度。

接收机噪声对雷达的方位精度影响最大，脉冲前沿的抖动和大气的反射、折射对测距精度影响最大。

降低接收机的整体噪声，提高方位精度；同时将脉冲前沿做的尽量小，最理想情况下为方波，对反射做误差修正，提高测距精度。

关键词：距离精度；方位精度；零值深度；信噪比；IAU ；脉冲测角；延时中图分类号：TN957.51文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2019）02-0044-020引言《空中交通管制二次监视雷达设备技术规范》对雷达的性能要求做出了明确规定，这些参数包括覆盖范围、距离参数、方位参数、代码的有效性、目标处理能力、抗干扰能力等。

其中距离精度和方位精度分别作为距离参数和方位参数的组成部分，是雷达性能的重要指标。

技术规范要求测距精度不应大于29m 。

测角精度不应大于0.05°。

测距精度和方位精度的好坏直接影响了飞机的定位精度，如果误差偏大，会影响自动化终端的多雷达融合，产生DUP 告警，影响飞行安全。

1雷达三要素要测量飞机在空中的具体位置，需要三维信息。

斜距R ：雷达到目标的直线距离OP 。

方位ｓ～0.ls ～0.lt 1；同时，计数脉冲频率稳定性大幅度降低；导致距离量化误差t 1消除。

基于晶体振荡器，能够确保频率的稳定度，其整体稳定度最高能够控制在10-6－10-7，从而进一步降低计数脉冲因不稳定导致出现的误差。

通过对计数器时钟频率f 的提升，能够进一步降低距离量化误差。

2.4接收机系统噪声引起的误差天线接收的高频微弱回波信号经低噪声高频放大器放大后，送入混频器的一个输入端。

在雷达接收机的输出端，微弱的回波信号总是和系统内部噪声及其他干扰混杂在一起的，信号检测就是在这些杂乱的信号中选出有用信号进行后级处理。

激光雷达量程参数激光雷达（Lidar）是一种利用激光技术进行测距和测量的传感器。

它广泛应用于无人驾驶、机器人导航和地图制作等领域。

激光雷达的量程参数是指其能够测量的最大距离和最小测量范围。

1. 最大测量距离激光雷达的最大测量距离通常由其发射功率和激光束的展宽角度决定。

发射功率越大，激光束的能量越强，能够测量的距离就越远。

而激光束的展宽角度越小，激光束的能量就能够更集中，从而能够达到更远的距离。

一般而言，激光雷达的最大测量距离可以达到几百米甚至几千米。

2. 最小测量范围激光雷达的最小测量范围取决于其发射和接收装置的性能。

发射装置产生的激光脉冲需要足够短，并且能够在最小测量范围内形成一个清晰的回波信号。

接收装置需要具备高灵敏度和高分辨率，以便能够准确地测量回波信号的时间和强度。

一般而言，激光雷达的最小测量范围可以达到几厘米甚至更小。

3. 量程参数的影响因素激光雷达的量程参数受多种因素的影响。

首先，大气介质对激光束的传播会产生一定的衰减和散射，从而限制激光雷达的最大测量距离。

其次，目标的反射率和表面特性也会影响激光雷达的测量范围。

对于较暗或具有强烈反射的目标，激光雷达可以测量的距离较远；而对于较亮或具有弱反射的目标，激光雷达的测量范围会相应减小。

4. 量程参数的应用激光雷达的量程参数对于不同应用有不同的要求。

在无人驾驶领域，激光雷达需要具备较长的最大测量距离，以便能够及时发现前方障碍物并做出相应的决策。

而对于机器人导航和地图制作等应用，激光雷达则需要较高的测量精度和较小的最小测量范围，以便能够获取更加准确和详细的环境信息。

总结起来，激光雷达的量程参数是指其能够测量的最大距离和最小测量范围。

这些参数受到多种因素的影响，如发射功率、激光束展宽角度、大气介质、目标反射率和表面特性等。

不同的应用对激光雷达的量程参数有不同的要求，需要根据具体的应用场景选择适合的激光雷达产品。

激光雷达的发展将进一步推动无人驾驶、机器人导航和地图制作等领域的发展，为人们创造更加智能和便利的生活。

雷达探测距离最大探测距离1．定义：最大探测距离Rmax是考虑地球曲率、天线高度、目标高度、电波折射时，雷达观测的最大距离。

最大作用距离rmax一、几种常见回波特性1．船舶回波范围：万吨船：10～16海里，救生艇：2海里2．浮标：增设角反射器，增强反射能力3．冰山：葫芦形冰山反射能力最差4．孤立小岛：定位好5．陡岸、岬角：定位导航用6．过江电缆：回波是一个点回波7．快速目标：回波是跳跃式回波（一串回波点，亮度较暗）8．平板形物体：光滑表面（如大建筑物的墙、礁石、冰山、沙滩及泥滩的斜面、没有植物覆盖的山坡等）：垂直入射波将全部返回，如入射角不是垂直方向，则反射波偏离雷达而去。

9．粗糙表面（如断裂成很多面的断崖峭壁、覆盖有树林灌木或鹅软石的斜丘等）：则不管入射角如何，仍有部分散射波返回雷达。

10．球形物体：反射性能很差，表面光滑者尤其如此。

11．圆柱形物体：如烟囱等，其水平方向的影响与球体相似，垂直方向与平板相似。

12．锥体：反射性能很差，只有雷达波与其母线垂直时，其反射性能才与圆柱形物体相似。

13．不同材料：导电性能好的材料其雷达波的反射系数也高。

l 最小作用距离rmin最小作用距离分为二种：rmin1、rmin2（要搞清楚两者与什么因素有关）rmin1与上图中所标注的因素有关。

rmin2与收发开关的恢复时间△t有关，还与脉冲宽度τ有关。

rmin1，rmin2取最小值为rmin，最小作用距离又称盲区。

观测法：雷达观测近距离内逐渐靠扰的小船，测出其亮点消失的距离即为盲区。

大气折射1.超折射2.次折射3.大气波导。