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雷达系统工作原理详解雷达是一种广泛应用于军事、航空、气象等领域的设备，其工作原理基于电磁波的传播和反射。
本文将详细解释雷达系统的工作原理，并探讨其在不同领域的应用。
一、基本原理雷达系统通过向目标发射脉冲电磁波，并接收目标反射回来的回波来确定目标的位置、距离、速度等信息。
雷达系统由发射机、接收机、天线和信号处理器组成。
1. 发射机发射机产生一系列高频脉冲信号，并通过天线发射出去。
这些脉冲信号的频率通常在微波到毫米波段，具有较高的能量和较短的脉冲宽度。
2. 接收机接收机接收目标反射回来的回波信号，并将其放大和处理，以提取有效的信息。
接收机必须能够有效地区分回波信号和背景噪声，并能够处理不同强度和频率的信号。
3. 天线天线是雷达系统的重要组成部分，它负责发射和接收电磁波。
天线的设计要满足较高的增益和较窄的波束宽度，以便提高目标检测的准确性和精度。
4. 信号处理器信号处理器对接收到的回波信号进行分析和处理，以提取目标的相关信息。
信号处理器可以采用数字信号处理技术，对信号进行滤波、幅度测量、频率分析等操作。
二、工作流程雷达系统的工作流程可分为发射和接收两个主要阶段。
1. 发射阶段在发射阶段，雷达系统通过发射机发射一系列脉冲信号。
这些脉冲信号经过天线发射出去，并传播到目标物体上。
2. 接收阶段目标物体会将部分电磁波回射回雷达系统。
接收机接收到这些回波信号后，通过天线传输到信号处理器。
信号处理器分析回波信号，并提取目标的相关信息。
三、应用领域雷达系统在军事、航空、气象等领域有着广泛的应用。
1. 军事应用军事雷达系统可用于侦察、追踪和指挥控制等。
雷达系统可以用于监测敌方舰艇、飞机和导弹等目标，提供战场情报和目标定位信息。
2. 航空应用航空雷达系统常用于飞行器的导航和避障。
它可以帮助飞行器在恶劣天气条件下准确控制航向，并检测和避免与其他飞行器或地形障碍物的碰撞。
3. 气象应用气象雷达系统可以用于监测天气现象，如降雨、雷暴等。
运动目标回波信号和固定目标（包括地波）回波信号的主要区别是运动回波信号带有多普勒频移。
假设雷达发射信号的频率为0f ，初相为0ϕ的全相参脉冲信号，那么发射信号序列可以用下图1表示。
图一可以表示为：00()()cos(2)x t rect t A f t πϕ=⋅+如果只关注正弦波部分，则发射信号脉冲部分为：00()cos(2)S t A f t πϕ=+那么在照射到距离为R 处的目标时回波为：r 00()cos[2()]r S t KA f t t πϕ=-+其中K 为衰减系数，r t 为反射时间。
2r R t c= 如果当目标以速度为r V 朝向雷达运动的时候：(t)r R R V t =-所以：2()2(t)r r R V t R t c c-== 那么目标回波和发射信号的相位差是时变的：0024()/c r r f t f R V t ϕππ=-=--当目标是运动的时候，发射与接收的信号之间有一个频率差，用d f 表示：21d =2d r d V f t ϕπλ=⨯ 假设基频为0f 雷达信号经过反射之后变为0d f f +，接收之后对信号进行数字下变频（DDC ）将原有的信号的载频0f 去除，获得只含有频移d f 的信号。
图二 所以在全相参雷达中，可以使用正交相位检波器来获得中频信号的基带信号()x t ，有时也称()x t 为中频信号的复包络。
即：(t)()=()+j ()()j I Q x t x t x t a t e ϕ=上式中：()()cos (t)()()sin (t)I Q x t a t x t a t ϕϕ==通过低通滤波器之后，输出的双正交通道信号分别为：()()cos (t)(t)cos(2)()()sin (t)(t)sin(2)I d Q d x t a t Ka f t x t a t Ka f t ϕπϕπ====脉冲压缩： 此时正交两路信号为经过调制（线性调制，非线性调制或相位编码）的大时宽带宽信号。
脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真姓名：--------学号：----------2014-10-28西安电子科技大学一、雷达工作原理雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为”无线电探测和测距”，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置.因此，雷达也被称为“无线电定位"。
利用电磁波探测目标的电子设备。
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform）,然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射,经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。
但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾,我们采用脉冲压缩技术,即使用线性调频信号。
二、线性调频（LFM）信号脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。
这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation）信号，接收时采用匹配滤波器（Matched Filter)压缩脉冲。
LFM信号的数学表达式：（2.1）- 1 -- 2 -其中c f 为载波频率，()t rect T为矩形信号：（2。
2)其中BK T=是调频斜率，信号的瞬时频率为()22c T T f Kt t + -≤≤，如图（图2.1.典型的LFM 信号（a ）up-LFM(K>0）(b ）down —LFM(K 〈0)）将式1改写为：（2。
3）其中（2。
《雷达对抗原理》(赵国庆著)课后答案免费下载《雷达对抗原理》(赵国庆著)内容提要第1章雷达对抗概述1.1 雷达对抗的基本概念及含义1.1.1 雷达对抗的含义及重要性1.1.2 雷达对抗的基本原理及主要技术特点1.1.3 雷达对抗与电子战1.2 雷达对抗的信号环境1.2.1 现代雷达对抗信号环境的特点1.2.2 信号环境在雷达对抗设备中的描述和参数1.3 雷达侦察概述1.3.1 雷达侦察的任务与分类1.3.2 雷达侦察的技术特点1.3.3 雷达侦察设备的基本组成1.4 雷达干扰概述1.4.1 雷达干扰技术的分类1.4.2 雷达干扰设备的基本组成习题一参考文献第2章雷达信号频率的测量2.1 概述2.1.1 雷达信号频率测量的重要性2.1.2 测频系统的主要技术指标2.1.3 现代测频技术分类2.2 频率搜索接收机2.2.1 搜索式超外差接收机2.2.2 射频调谐晶体视频接收机2.2.3 频率搜索形式2.2.4 频率搜索速度的选择2.3 比相法瞬时测频接收机2.3.1 微波鉴相器2.3.2 极性量化器的基本工原理2.3.3 多路鉴相器的并行运用2.3.4 对同时到达信号的分析与检测2.3.5 测频误差分析2.3.6 比相法瞬时测频接收机的组成及主要技术参数 2.4 信道化接收机2.4.1 基本工作原理2.4.2 信道化接收机存在的问题2.4.3 信道化接收机的特点和应用 2.5 压缩接收机2.5.1 Chirp变换原理2.5.2 表声波压缩接收机的工作原理 2.5.3 压缩接收机的参数2.6 声光接收机2.6.1 声光调制器2.6.2 空域傅立叶变换原理2.6.3 声光接收机的工作原理2.6.4 声光接收机的主要特点习题二参考文献 ?第3章雷达的方向测量和定位3.1 概述3.1.1 测向的目的3.1.2 测向的方法3.1.3 测向系统的主要技术指标3.2 振幅法测向3.2.1 波束搜索法测向技术3.2.2 全向振幅单脉冲测向技术3.2.3 多波束测向技术3.3 相位法测向3.3.1 数字式相位干涉仪测向技术3.3.2 线性相位多模圆阵测向技术3.4 对雷达的定位3.4.1 单点定位3.4.2 多点定位习题三参考文献 ?第4章雷达侦察的信号处理4.1 概述4.1.1 信号处理的任务和主要技术要求 4.1.2 信号处理的基本流程和工作原理 4.2 对雷达信号时域参数的'测量4.2.1 tTOA的测量4.2.2 PW的测量4.2.3?AP的测量4.3 雷达侦察信号的预处理4.3.1 对已知雷达信号的预处理4.3.2 对未知信号的预处理4.4 对雷达信号的主处理4.4.1 对已知雷达信号的主处理4.4.2 对未知雷达信号的主处理4.5 数字接收机和数字信号处理4.5.1 数字接收机4.5.2 数字测频4.5.3 数字测向4.5.4 信号脉内调制的分析习题四参考文献 ?第5章雷达侦察作用距离与截获概率5.1 侦察系统的灵敏度5.1.1 切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS的定义 5.1.2 切线信号灵敏度PTSS的分析计算5.1.3 工作灵敏度的换算5.2 侦察作用距离5.2.1 简化侦察方程5.2.2 修正侦察方程5.2.3 侦察的直视距离5.2.4 侦察作用距离Rr对雷达作用距离Ra的优势 5.2.5 对雷达旁瓣信号的侦察5.3 侦察截获概率与截获时间5.3.1 前端的截获概率和截获时间5.3.2 系统截获概率和截获时间习题五参考文献第6章遮盖性干扰6.1 概述6.1.1 遮盖性干扰的作用和分类6.1.2 遮盖性干扰的效果度量6.1.3 最佳遮盖干扰波形6.2 射频噪声干扰6.2.1 射频噪声干扰对雷达接收机的作用6.2.2 射频噪声干扰对信号检测的影响6.3 噪声调幅干扰6.3.1 噪声调幅干扰的统计特性6.3.2 噪声调幅干扰对雷达接收机的作用 6.3.3 噪声调幅干扰对信号检测的影响 6.4 噪声调频干扰6.4.1 噪声调频干扰的统计特性6.4.2 噪声调频干扰对雷达接收机的作用 6.4.3 噪声调频干扰对信号检测的影响 6.5 噪声调相干扰6.5.1 噪声调相干扰的统计特性6.5.2 影响噪声调相干扰信号效果的因素 6.6 脉冲干扰习题六参考文献第7章欺骗性干扰7.1 概述7.1.1 欺骗性干扰的作用7.1.2 欺骗性干扰的分类7.1.3 欺骗性干扰的效果度量7.2 对雷达距离信息的欺骗7.2.1 雷达对目标距离信息的检测和跟踪7.2.2 对脉冲雷达距离信息的欺骗7.2.3 对连续波调频测距雷达距离信息的欺骗 7.3 对雷达角度信息的欺骗7.3.1 雷达对目标角度信息的检测和跟踪7.3.2 对圆锥扫描角度跟踪系统的干扰7.3.3 对线性扫描角度跟踪系统的干扰7.3.4 对单脉冲角度跟踪系统的干扰7.4 对雷达速度信息的欺骗7.4.1 雷达对目标速度信息的检测和跟踪7.4.2 对测速跟踪系统的干扰7.5 对跟踪雷达AGC电路的干扰7.5.1 跟踪雷达AGC电路7.5.2 对AGC控制系统的干扰习题七参考文献第8章干扰机构成及干扰能量计算8.1 干扰机的基本组成和主要性能要求8.1.1 干扰机的基本组成8.1.2 干扰机的主要性能要求8.2 干扰机的有效干扰空间8.2.1 干扰方程8.2.2 干扰机的时间计算8.3 干扰机的收发隔离和效果监视8.3.1 收发隔离8.3.2 效果监视8.4 射频信号存储技术8.4.1 模拟储频技术(ARFM)8.4.2 数字储频技术(DRFM)8.5 载频移频技术8.5.1 由行波管移相放大器构成的载频移频电路 8.5.2 由固态移相器构成的载频移频电路习题八参考文献第9章对雷达的无源对抗技术9.1 箔条干扰9.1.1 箔条干扰的一般特性9.1.2 箔条的有效反射面积9.1.3 箔条的频率响应9.1.4 箔条干扰的极化特性9.1.5 箔条回波信号的频谱9.1.6 箔条的战术应用9.2 反射器9.2.1 角反射器9.2.2 龙伯透镜反射器9.3 假目标和雷达诱饵9.3.1 带有发动机的假目标9.3.2 火箭式雷达诱饵9.3.3 投掷式雷达诱饵9.3.4 拖曳式雷达诱饵9.4 隐身技术习题九参考文献《雷达对抗原理》(赵国庆著)目录该书系统介绍了雷达对抗的基本原理,系统的组成,应用的主要技术等。
基本雷达信号处理流程一、脉冲压缩窄带（或某些中等带宽）的匹配滤波：相关处理，用FFT数字化执行，即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩）快速卷积，频域的匹配滤波脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高；脉宽越大，带宽越窄，雷达能量越小，探测距离越近；D=BT（时宽带宽积）；脉压流程：频域：回波谱和参考函数共轭相乘时域：相关即输入信号的FFT乘上参考信号FFT的共轭再逆FFT；Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));Task1f0=10e9;%载频tp=10e-6;%脉冲宽度B=10e6;%信号带宽fs=100e6;%采样率R0=3000;%目标初始距离N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs;Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).^2).*exp(-2j* pi*f0*tau);%回波信号S=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(i*pi*beita*(t-tp/2).^2);%发射信号（参考信号）x 10x 10x 10So=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));%脉压 figure(7);plot(t*c/2,db(abs(So)/max(So)))%归一化dB grid on-400-350-300-250-200-150-100-500二、去斜处理（宽带的匹配滤波）去斜处理“有源相关”，通常用来处理极大带宽的LFM波形（如果直接采样的话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多，所以要经过去斜处理）Stretch方法是针对线性调频信号而提出的，其方法是将输入信号与参考信号（经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频，则每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行DFT处理，即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜率。
雷达接收机信号处理流程雷达接收机信号处理可是个超有趣的事儿呢！咱先说说啥是雷达接收机信号处理的源头吧。
那得从接收到的信号开始呀。
这个信号呢，就像是远方的小伙伴给雷达发送来的小秘密一样。
它可能带着各种各样的信息，不过刚接收到的时候可有点乱糟糟的，就像你刚从外面疯玩回来，头发乱得像个鸟窝似的。
那接下来就要对这个乱糟糟的信号进行放大啦。
为啥要放大呢？你想啊，这个信号可能一开始很微弱，就像小蚂蚁的力气那么小。
把它放大了，就好比给小蚂蚁吃了变大药，这样后面处理起来就容易多啦。
而且放大这个过程也不是随随便便的，得按照一定的规则来，就像我们玩游戏得遵守游戏规则一样。
再之后就是滤波这个步骤啦。
滤波就像是一个超级厉害的筛子。
这个信号里面啊，可能有很多我们不想要的“杂质”，就像沙子里面的小石子。
滤波这个筛子呢，就能把那些不好的东西给筛出去，只留下我们想要的纯净的信号，就像从沙子里把金子筛出来一样厉害呢。
然后就是下变频这个操作啦。
这就像是把一个在很高很高的地方的东西拉到比较低的地方。
为啥要这么做呢？因为这样能让信号更容易被处理，就像把高处的东西拿到你面前，你就能看得更清楚、摸得更明白一样。
接着还有一个重要的步骤叫解调。
解调这个词听起来有点高大上，其实简单理解呢，就是把信号里面隐藏的真正信息给“扒”出来。
就像是你收到了一封神秘的信，解调就是把信上的密码解开，看到里面到底写了啥有趣的事儿。
之后就是对解调出的信号进行检测啦。
这个检测就像是医生给病人做检查一样，看看这个信号有没有什么问题。
如果有问题，可能就需要重新调整前面的步骤啦。
再然后就是对检测好的信号进行估值。
估值呢，就是大概估摸一下这个信号的各种参数，就像你去买菜的时候，大概估摸一下这个菜够不够全家人吃一样。
最后就是数据处理这个大环节啦。
这个时候，前面那些步骤得到的各种成果就像一堆小积木一样，要把它们组合起来，变成一个完整的、有意义的数据。
就像你把小积木搭成一个超级酷炫的城堡一样，这个数据就能被雷达系统好好地利用起来啦。
