当前位置：文档之家 › 雷达(幻灯片)(6)(ARPA)PPT课件

雷达(幻灯片)(6)(ARPA)PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：3.54 MB
  • 文档页数：51

下载文档原格式

  / 51

合集下载

相控阵雷达ppt课件(2024版)

相控阵雷达ppt课件(2024版)
8
第五章 相控阵雷达
§5.1概述
相控阵： 相位可控的阵列。相控阵天线是由许多辐射单元排
列组成的，每个单元的馈电相位均可灵活控制，改变波 阵面。
相控阵的概念很明确、很简单，但它与其他许多技术 有关，研究较早，发展较慢。目前处于迅速发展、激烈 变化的时期。
9
相控阵采用的高技术：
计算机技术 固态技术 信号处理技术 光电子技术 新材料技术 以及器件、结构、工艺的发展
铁氧体(4段) 波导 图5.7铁氧体移相器
铁氧体移相器结构如图5.7。其中，铁氧体上的线圈未画出。利 用线圈对每段铁氧体独立充磁，改变各段磁化状态，从而改变波导 中的相位移。
速度慢、体积大、、功率大
移相的量化误差。
23
波束形成网络
波束形成分发射波束形成、接收波束形成， 一般指接收波束形成。
射频波束形成 中频波束形成 数字波束形成 多波束形成
线性调频扫描 非线性调频扫描
噪声
|f2-f1| |f2-f1|
B
分辨率 1/比特率
1/|f2-f1| 1/|f2-f1|
1/B
4
9.脉冲压缩原理:
设信号函数为s(t),对应的匹配滤波器的冲激响应为： h(t)=s*(t0-t) 经过匹配滤波器的输出信号y(t)为：
y(t) s(t) * h(t) s()s*( t t0)d
F Fa Fe
Fe(θ)称为阵元因子。
关于阵列天线的栅瓣
阵列因子图： 主瓣
栅瓣
栅瓣
-π/2
0
π/2
π
3π/2 2π
图5-2阵列因子图
15
主瓣
栅瓣
栅瓣
-π/2
0
π/2
π

雷达创意数据分析PPT图表 (6)

雷达创意数据分析PPT图表 (6)
editable. It can be replaced with your own style.
标题文本
This is a sample text. You simply add your own text and description here. This text is fully
editable. It can be replaced with your own style.
双击输入替换内容替换内容双 击输入替换内容替换内容
在此处添加标题
双击输入替换内容替换内容双 击输入替换内容替换内容
01
04
02
03
在此处添加标题
双击输入替换内容替换内容双 击输入替换内容替换内容
在此处添加标题
双击输入替换内容替换内容双 击输入替换内容替换内容
单击此处输入标题名称 This is a good space for a short subtitle
点击添加文字
点击添加文字点击添加文 字点击添加文字点击添加 文字点击添加文字点击添 加文字
单击此处输入标题名称 This is a good space for a short subtitle
Make Money
标题文本 dolor sit amet, consectetur
adipiscing elit.
adipiscing elit.
Life
标题文本 dolor sit amet, consectetur
adipiscing elit.
Shopping
标题文本 dolor sit amet, consectetur
adipiscing elit.
单击此处输入标题名称 This is a good space for a short sub文字。

自动雷达标绘仪(ARPA)

自动雷达标绘仪(ARPA)

1
②组合式
设备少、 价格低
精度高、 画面清晰 直观方便
2
按 显 示 目 标 动 态 方 式 不同分
①矢量型
②图示型 目 标 动 态 用 （ PAD 型 ） PAD显示 ①径向园 扫描 ②电视光 栅光标
3
按 扫 描 方式分
复习思考题：


1、普通船用雷达用于船舶避碰时有哪些局限性？
2、如何利用人工标绘求相遇船的碰撞参数？ 3、画出ARPA系统的简框并简要说明其工作概况。 4、ARPA有哪些输入输出信息？
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch1 绪论
2-1 各种传感信号的预处理
一、预处理的内容、必要性
1、必要性

5种传感器信号——模拟 → 数字 雷达回波处理：杂波抑制、检测判断等。 原始视频雷达信号的杂波处理及方位、距离信号 的量化处理； 陀螺罗经航向信号和计程仪航速信号的量化处理。
2、内容


《航海雷达与ARPA〉第二篇
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
SHM
VR
B 两船保速保向时预计的视运动
A(目标）
V0
D
VT
CPA C
DCPA
O (本船)
图2-1-1人工标绘图
人工标绘进行避碰的步骤
1、选择要进行标绘的相遇船回波（A）
2、监视该目标回波的移动
3、隔一定时间间隔（6min）标出B点
360 0
0.088 0 212
《航海雷达与ARPA〉第二篇
Ch2 ARPA基本原理
如采用专用同步机加A/D转换器
模拟信号输入
数字信号输出

航海雷达与ARPA

航海雷达与ARPA

CPA : closest point of approach 最接近点，至CPA 的距离TCPA : time to CPA 到达CPA 的时间PPC : possible point of collision 可能碰撞点PAD : predicted area of danger 预测危险区VRM : variable range marker 可移动距标，活动距标EBL : electronic beaning line 电子方位线STC : sensitivity time control 海浪干扰抑制FTC : fast time constant 雨雪干扰抑制AFC : auto frequency control 自动频率控制IR/RIC : radar interence cancel 同频雷达干扰抑制1.测距原理：因为超高频无线电波在空间传播时具有等速，直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射性，记录雷达脉冲波离开雷达的时间t1和无线电脉冲遇到物标反射回到天线的时间t2，则物标距离天线的距离S 可由下式求的：T C T T C S ∆=-=2)(212 2.提高雷达的测距精度注意事项：1.正确调节显示器控制面板上的各控制按钮，使回波饱满清晰。

2.选择包含所测物标的合适量程，使物标回波显示于1/2~2/3量程处。

3.应定期将活动距标与固定距标进行比对，进行校准。

4.活动距标应和回波正确重合，即距标圈内缘与回波前沿相切。

5.尽可能选用短脉冲发射工作状态，以减少回波外侧扩大效应。

3.提高雷达的测方位精度注意事项：1.正确调节各控钮，使回波饱满清晰。

2.选择合适量程，使物标回波显示于1/2~2/3量程区域，并注意选择图像稳定显示方式（如“北向上”）。

3.调准中心，减少中心差。

实现应垂直屏幕观测，以减少视差。

4.检查船首线是否在正确的位置上。

应校准罗经复示器、主罗经及船首线所指航向值三者是否一致。

雷达显示方式及ARPA简介解析

雷达显示方式及ARPA简介解析

北向上真运动显示方式优缺点：
优点： 直观、方便。就像在空中所看到海面上的实际情 况一样，在狭水道航行时更有利。
不足： 当航向处在090°～270°之间时，观测、使用就会 不大习惯，有时还容易搞错左、右舷，这对避让 及航行会造成不利。
2020/10/14
47 - 14
一、雷达的显示方式——真运动显示方式
不足： 转向或航向不稳时，会因图像频繁移动留下的 弧形余辉而变得模糊，影响正常观测。
2020/10/14
47 - 6
一、雷达的显示方式——相对运动显示
2、指北向上显示模式
需要输入罗经航向，用N UP表示。 特点：
（1）方位圈0°在荧光屏正上方并代表罗北，船首 线指向实际航向。物标显影在固定方位圈上的 读数是真方位——“真方位显示方式” ；
特点： 代表本船位置的扫描中心及运动目标回波均按其
真实航向及成比例航速在屏面上进行移动，而固 定目标回波不动。需要输入航向、航速。 分类：
按速度类别来分，包括：对水真运动与对地真运 动显示方式，避碰用对水真运动方式更准；
按速度输入源来分，包括：计程仪真运动和模拟 真运动。
2020/10/14
一、雷达的显示方式——相对运动显示
3、航向向上显示模式
需要输入航向，用CRS UP表示。 特点：
（3）本船转向时，船首线随航向转动，固定 目标回波则在屏上不动，保持了图像的稳定、 清晰。当航向改变完毕，只要按一下“新航向 向上”(New Course up)按钮，则船首线、图 像及可动方位圈一起转动，直到船首线指向固 定方位刻度圈的0°为止。因此，它总是可以保 持直观的观测。
2、航向向上真运动显示方式
特点： 与相对运动航向向上显示方式一样，

航海雷达与ARPA.

航海雷达与ARPA.
轴部分涂油脂） ②每月清洁电动机整流子，碳刷长度<13mm应予更换
3．雷达为何采用中频电源 1）避免其他低频电源干扰 2）船电负载多，变化大，电压不稳 3）防止各类高频干扰（互相干扰，中频电源隔离久） （雷达电源克服上述问题，满足radar的要求，显然要满足一定的技术
要求，下面谈一谈这些技术指标。） 4．主要技术要求 1）船电变化±20%，中频电源输出电压变化±5%。（稳压，雷达的要
求） 2）能24小时连续工作，适应温差大，温度高，盐雾重的环境。（雷达
工作环境的要求） 3）中频电源频率为400~2000度。（量程的要求，因触发与中频电频率
同）
（电源之后，全机最基本的单元为触发（从显示器反向说明基本性）， 本单元虽简单，但为全机时钟，很重要，下面分析之。）
第三节 雷达发射机
去天线
中频电源
触发脉冲产 生器
①
预调制器
去去 接显 收示 ② 机器
调制器 ③
磁控管 ④
低压 电源
自
动
发
延
射
时
开
开
关
关
收发机险丝 高压保险丝
中频电源
特高压
门
电源
开
关
去接收机
5）调制器波形： 波形好：主要指前沿陡，后沿陡，顶部平坦。 3：磁控营 1）：磁控营的作用及输入输出信号 磁控营的作用：在调制器输出的负高压作用下，产生矩形调制的微 波振荡脉冲。
船电
起动器 整流器
保护电路
功放
中频电源
控制功率
控制频率
调压器
方波产生器
2．中频变流机组
1）基本原理及组成： 电动机带动发电机转动，使发出的电的频率和电压值，恰为雷达中频电源所需的

2024版探地雷达应用ppt课件

2024版探地雷达应用ppt课件

图像增强和特征提取方法研究
图像增强
通过直方图均衡化、对比度拉伸等方法提高图像 质量
特征提取
利用边缘检测、纹理分析等手段提取图像中的关 键信息
多尺度分析
采用小波变换、多分辨率分析等方法，实现多尺 度特征提取
目标识别和分类算法应用
目标识别
基于模板匹配、深度学 习等方法实现目标识别
分类算法
应用支持向量机、随机 森林等分类器对目标进
测精度和效率；
应用拓展
探地雷达将在更多领域得到应用， 如环境监测、资源勘探等，和队 伍建设，提高从业人员素质和能 力水平；
政策支持
加大对探地雷达领域的政策扶持 力度，推动相关产业发展和技术
创新。
感谢您的观看
THANKS
探地雷达应用ppt课件
目 录
• 探地雷达基本原理与技术 • 探地雷达系统组成及性能指标 • 典型应用场景分析 • 数据处理与解释方法探讨 • 现场操作规范与安全防护措施 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
探地雷达基本原理与技术
探地雷达工作原理
01
02
03
发射高频电磁波
通过发射天线向地下发射 高频电磁波，电磁波在地 下介质中传播时会遇到不 同电性的分界面。
学习收获
01
掌握探地雷达基本原理和应用技能，了解其在各领域的应用价
值；
实践经验
02
分享在实际操作中遇到的问题及解决方法，交流学习心得和体
会；
互动交流
03
针对课程内容和实践经验，展开深入讨论和交流，互相学习借
鉴。
未来发展趋势预测及建议
技术创新
随着科技的不断进步，探地雷达 技术将不断创新和完善，提高探

自动雷达标绘仪(ARPA)

自动雷达标绘仪(ARPA)

种传感信号的预处理
一、预处理的内容、必要性
1、必要性
5种传感器信号——模拟 → 数字 雷达回波处理：杂波抑制、检测判断等。
2、内容
原始视频雷达信号的杂波处理及方位、距离信号 的量化处理；
陀螺罗经航向信号和计程仪航速信号的量化处理。
《航海雷达与ARPA〉第二篇
◆ 反之？
◆ 试比较 M/N=6/8 和 M/N=2/3 对应ARPA的 检测性能。
《航海雷达与ARPA〉第二篇
二、目标录取的方法及特点
Ch2 ARPA基本原理
目标录取概念：
①含义——跟踪目标的选择及其跟踪的开始； ②任务：把所要跟踪目标的初始位置距离、方位数据，
告知跟踪器（计算机）； ③目录录取方式：
② 航行参数：
◆目标船相对速度（REL SPD）、相对航向（ REL CRS）、真速度（TRUE SPD）和真航向（TRUE CRS） 5、CPA TCPA安全界限值（ MINCPA 、 MINTCPA ） ① MINCPA（CPA安全界限值） 允许目标安全通过本船所需要求的最小会遇距 ② MINTCPA（TCPA的安全界限值） 允许目标到达CPA点的最小时间
8、判断碰撞危险
CPA>MINCPA 当
TCPA>MINTCPA
则判断为安全船，无碰撞危险
CPA<=MINCPA 当
TCPA>MINTCPA
危险船但尚不紧迫，本船应考虑避让措施
CPA<=MINCPA 当
0 <TCPA <= MINTCPA
非常危险船，本船应立即采取避让措施
6、采取避让措施
SHM
O2
4）跟踪器：
对已被录取的目标进行自动跟踪并建立目标的 运动轨迹 5）电子计算机：
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
检测中，为判别信号和干扰，即判别每一个量化单元内有无目 标，采用了M/N准则。M/N准则的原意是M OUT OF N，缩写为 MOON。即在N次探测中，若某个单元有M及以上次数探测到回 波，则判断这个单元为有回波。
显然，N大，目标不易丢失。M大，不易发生误将干扰认为目 标的错误。故6/8比2/3的检测性能好。
二．局限性（P113） 1．由于采用低亮度显示，仅提供原始视频显示回波图像， 杂波处理简单，图像质量差，因而难以确保在杂波干扰背 景中可靠识别物标回波。 2．由于采用实时扫描，只能显示目标的当前位置，不能直 接显示目标的航向、速度，更不能预测未来及显示历史航 迹，因而不能看清现场运动态势，难以判断目标是否存在 碰撞危险。 3．由于不能直接给出碰撞参数，只能通过人工标绘求出， 费时、不直观、不准确，不适应多目标、快速逼近及机动 频繁的场合。 4．不能直接验算避碰效果。
用矢量前方的六边形表示预测危险 区PAD（Predicted Area of Danger） ，有真矢量和相对矢量可供选择。其 特点是避碰应用直观、简便。但多目 标时屏面混乱。目前仅SPERRY公司 采用。 三 按显示方式分类： 1 径向圆周扫描 2 TV光栅扫描
09.11.2020
9
第二章 ARPA基本工作原理(P119)
操船指令
09.11.2020
7
第三节 ARPA系统的分类及特点(P117) 一．按系统组合方式分类 1．分立式ARPA系统 2．组合式ARPA系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
09.11.2020
8
二．按显示目标动态的方式分 1．矢量型ARPA
用矢量表示本船和被跟踪船的动态 （包括当前位置、航向、速度、预测 位置等）。有真矢量和相对矢量可供 选择。其特点是综合画面清晰，为目 前多数ARPA所采用。 2．图示型ARPA
如：CPA>MIN CPA; TCPA>MIN TCPA: 安全 CPA≤MIN CPA;TCPA>MIN TCPA: 危险,但不紧迫 CPA≤MIN CPA;TCPA≤MIN TCPA: 非常危险,立即避让
7)求安全避让的航向、速度（要求先输入本船的航向、速度）
09.11.2020
2
2. Manual plotting(P111) 1) 速度三角形△ABD VR = AB：目标相对速度（6 min ）- 目标相对运动线：
②距离、方位信号的量化及数字化
2）陀螺罗经航向及计程仪 航速的量化、数字化。
09.11.2020
11
第二节 目标自动检测、录取和跟踪 一．数字式目标自动检测（P121、122） 1．定义
在噪声、干扰背景中识别目标的存在，称为雷达信号检测。 2．方法
ARPA的信号检测是在信号的预处理后进行的，即在预处理后 的剩余杂波背景中进行的。为满足ARPA的高速度、大容量及高 精度的要求，ARPA中均采用数字式目标自动检测装置。
操船指令
09.11.2020
5
二．ARPA本机 1．接口电路(Interface)： 将传感器信号进行极性、幅度变换，模数变换。 2．预处理电路(Pre_Process)： 对雷达原始视频进行杂波处理及模数变换。 3．目标检测(Target Detector)：对预处理的回波信号进行自动检测。 4．目标录取(Target Acquisition)：人工或自动将检测目标位置数据送入跟踪器 5．跟踪器：对已录取目标进行自动跟踪，建立运动轨迹 6．电子计算机(Computer)：是ARPA的核心，控制自动录取、跟踪、计算目标航 行、碰撞参数、判断有无碰撞危险、各种计算与标绘。
09.11.2020
4
第二节 ARPA系统的组成及各部分的作用(P115)
一．传感器( Sensor) 1．雷达：触发脉冲、视频、首线、天线方位信号 2．陀螺罗经(Gyrocompass) ：本船航向信号 3．计程仪(Log)：本船航速信号 4．外存储器(Memory)（磁带、盘、光盘） ：视频地图、电子海图。
操船指令
09.11.2020
6
7．显示器(Indicator)：包括PPI显示器及数据显示器。前者显示目 标回波数字视频或原始视频、矢量、图形、字符。后者显示航行、 碰撞参数。（两者可分开也可合一） 8．控制台：通过对操纵杆、键、钮，把操作信息送入计算机；接 收来自计算机的各种报警信息及操船指令。 9．电源：将雷达中频电源变成ARPA需要的各种电源。
第一节 各种传感信号的预处理
一．预处理的必要性 抗杂波处理可减少ARPA在对目标的自动检测、录取及跟
踪过程中发生误、漏、丢现象，提高ARPA工作的可靠性和精 度。
对陀螺罗经航向及计程仪航速的量化、数字化可使其符合 计算机的要求。
09.11.2020
10
二．预处理的内容（P119） 1）雷达原始视频的预处理： ①杂波处理：海浪、雨雪、同频 干扰及机内噪声的抑制。
第二篇 自动雷达标绘仪（ARPA）
Automatic Radar Plotting Aids 第一章 绪论
09.11.2020
1
第一节 普通船用雷达用于避碰的局限性 一．雷达在避碰中的应用(P111) 1．相对运动用于避碰-人工标绘： 1）选物标 2）测量物标初始位置 3）监视物标移动 4）隔一定时间（如6分钟）再测量物标位置 5）求相对运动参数：相对航向、速度、 6）求CPA、TCPA并与设定的MIN CPA MIN TCPA比较。
RML －VO = AD：反向本船速度 VT = DB：目标真速度（6 min ）- 目标真运动线： TML 2) 碰撞三角形△BCO
DCPA = OC C点是本船O到RML的垂足，称作CPA：目标船离本船 最接近点(Closest Point of Approach)
TCPA = BC/ VR 目标线：OB 3)判断目标A的碰撞危险 如CPA≤09.m11.2i0n20 CPA－危险目标，当DCPA＝0，即RML 3
09.11.2020
12
二 目标的录取、跟踪（P122-125） 定义：对需要跟踪的目标的选择及其跟踪的开始，称为ARPA的目标录取。 任务：目前，航海雷达的ARPA录取的任务包括目标的方位、距离数据的录取 。专门用途的设备还包括目标属性和尺度数据的录取。 方法： （一）人工录取(Manual Acquisition) 1．方法 采用操纵杆（Joystick）或操纵球或键钮将录取符号（○、□、＋、⊙等）套住目 标，再按一下录取键就完成了录取动作 2．录取原则 先近距离、船首、右舷、左舷。 3．优缺点 优点：可按危险程度作出录取的先后次序，选择性强、目的性强。 缺点：速度慢，不适应多目标。易疏忽、漏录目标、并需连续观测，不断更新 换旧，负担重。 4．性能标准 见标准二及三-1。