雷达介绍_??????
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雷达的知识简介雷达是一种利用射频信号进行探测和测量的技术,广泛应用于军事、航空、气象、地质勘探、交通等领域。
雷达的原理是利用电磁波在空间中传播时的反射和散射现象,通过测量这些反射和散射信号的特性来获取目标的位置、速度、形状等信息。
雷达系统由发射器、接收器和信号处理器组成。
发射器产生一束高频电磁波并发射出去,这些电磁波会在目标上反射或散射,一部分被接收器接收到。
接收器将接收到的信号转化为电信号,并经过放大、滤波等处理后传送给信号处理器。
信号处理器对接收到的信号进行分析和处理,通过计算目标与雷达之间的距离、速度等参数来获取目标的相关信息。
雷达的工作原理是基于电磁波在空间中的传播和反射规律。
当雷达发射出的电磁波遇到目标物体时,部分能量会被反射回来,这部分反射信号称为回波。
根据回波的时间延迟和幅度等特征,雷达可以判断目标物体的位置、距离和速度等信息。
雷达系统中的发射器通常采用高频振荡器和功率放大器组成,能够产生高频电磁波。
这些电磁波的频率通常在几百兆赫兹到几十吉赫兹之间,具有较长的波长。
发射器将电磁波发射出去后,通过天线辐射到空间中。
接收器一般由天线、低噪声放大器、混频器等组成。
天线用于接收回波信号,并将其转化为电信号。
低噪声放大器用于放大接收到的微弱信号,以提高信号的可靠性和灵敏度。
混频器用于将接收到的高频信号与本地振荡器产生的信号进行混频,得到中频信号。
信号处理器是雷达系统中的核心部分,它通过对接收到的信号进行采样、滤波、放大、解调等处理,提取出目标的信息。
信号处理器利用雷达系统中的数学算法和信号处理技术,通过对回波信号的特征进行分析和处理,可以获取目标的位置、距离、速度、形状等信息。
雷达系统的性能取决于发射器的功率、接收器的灵敏度、天线的方向性和信号处理器的算法等因素。
发射器功率的大小决定了雷达的最大探测距离和目标的探测能力。
接收器的灵敏度决定了雷达对微弱回波信号的接收能力。
天线的方向性决定了雷达的目标定位精度和目标的方位角测量能力。
For personal use only in study and research; not for commercial use雷达简介雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。
雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标,测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机(包括信号处理机)和显示器等部分组成。
雷达的工作原理首先是发射机产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离、方向、速度等。
了测定目标的距离,雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间,这个延迟时间是电磁波从发射机到目标,再由目标返回雷达接收机的传播时间。
根据电磁波的传播速度,可以确定目标的距离为:S=CT/2。
其中S:目标距离,T:电磁波从雷达到目标的往返传播时间,C:光速。
雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。
通过机械和电气上的组合作用,雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向,一旦发现目标,雷达读出些时天线小事的指向角,就是目标的方向角。
两坐标雷达只能测定目标的方位角,三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能,—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理.当目标和雷达之间存在着相对位置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变量称为多普勒频移,用于确定目标的相对径向速度,通常,具有测速能力的雷达,例如脉冲多普勒雷达,要比一般雷达复杂得多。
雷达介绍资料汇总雷达是指射频波的电磁能在空间中以高速传输并经过反射、散射、折射等作用返回到雷达接收机,通过测量返回波的特性来获得目标的位置、速度、形状以及其他相关信息的设备。
雷达技术的应用范围非常广泛,包括军事、民用、科研等领域。
本文将对雷达的基本原理、分类、工作方式以及一些典型应用领域进行介绍。
雷达的基本原理包括发射系统、接收系统和信号处理系统。
发射系统负责产生并发射射频波,一般采用脉冲信号。
接收系统用于接收目标返回的波,通过接收天线接收并将其转换为电信号。
信号处理系统对接收到的信号进行处理,包括滤波、放大、解调、去杂等操作。
通过分析处理后的信号,可以获得目标的位置、速度、形状等信息。
雷达按照应用领域和工作频率可以分为军用雷达、民用雷达和科研雷达。
军用雷达主要用于军事侦查、导航、武器系统等方面,其工作频率一般较高。
民用雷达广泛应用于天气预报、航空导航、船舶定位等领域,其工作频率一般较低。
科研雷达用于天文观测、大气物理研究等方面,其工作频率较高。
雷达按照工作方式可以分为连续波雷达和脉冲雷达。
连续波雷达是指不间断地发送连续波信号,并通过接收到的信号中的相位差来确定目标的位置、速度等信息。
脉冲雷达是指发射脉冲信号并测量返回信号的时间延迟,通过计算时间延迟来确定目标的位置、速度等信息。
雷达的应用领域非常广泛。
军事方面,雷达用于目标侦测、火力打击等方面,如远程侦察雷达、防空雷达等。
民用方面,雷达用于天气预报、航空导航、船舶定位等方面,如气象雷达、航空雷达等。
科研方面,雷达用于天文观测、大气物理研究等方面,如射电望远镜、对流层雷达等。
总之,雷达是一种通过测量反射回来的射频波来获取目标信息的设备。
雷达具有广泛的应用领域,包括军事、民用、科研等方面。
雷达的工作原理包括发射系统、接收系统和信号处理系统。
根据应用领域和工作频率,雷达可以分为军用雷达、民用雷达和科研雷达。
根据工作方式,雷达可以分为连续波雷达和脉冲雷达。
各种类型雷达描述讲解雷达是一种利用电磁波进行探测、测量和判断目标存在及其位置、运动状态等信息的仪器。
根据其工作原理、用途和性能等不同,雷达可以分为多种类型。
下面将对各种类型的雷达进行详细讲解。
1. 相控阵雷达(Phased Array Radar)相控阵雷达是一种通过控制大量天线单元的相位和振幅,从而改变发射和接收波束方向或形状的雷达系统。
相对于传统雷达,相控阵雷达具有较高的目标探测率、方位精度和抗干扰能力。
它广泛应用于天气雷达、航空管制雷达和军事雷达等领域。
2. 同步脉冲雷达(Synchronous Pulse Radar)同步脉冲雷达是一种雷达系统,它利用脉冲信号与回波信号的同步关系来测量目标的距离。
该雷达系统具有较好的测距精度,适用于测量目标与雷达的距离较远的应用场景,如航天、航空和海洋导航等。
3. 连续波雷达(Continuous Wave Radar)连续波雷达以连续的电磁波信号进行发射与接收,通过测量回波信号与发射信号的频率差异来计算目标的相对速度。
连续波雷达主要应用于测速雷达、防撞雷达以及距离测量等领域。
4. 天气雷达(Weather Radar)天气雷达是一种特殊类型的雷达系统,用于监测大气中的天气现象,如降雨、雷暴和风暴等。
它可以通过测量回波的强度和频率分析,得出天气的类型、强度和运动情况等。
天气雷达在天气预报、气象监测和空中交通控制等领域起到重要作用。
5. 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)合成孔径雷达是利用航天器或飞机在运动中合成一个长虚拟天线孔径,从而产生高分辨率的雷达图像。
它主要用于地面目标检测和监测,如地质勘探、地表变形监测和林业资源观测等。
合成孔径雷达能够克服大气、云层和深度研究等问题,以获取高精度的地表信息。
6. 目标识别雷达(Target Recognition Radar)目标识别雷达是一种能够识别雷达回波中的目标特征,并据此判断目标的类型、形状和材料等信息的雷达系统。
雷达的资料1. 介绍雷达(Radar)是由Radio(射频)和Detection(侦测)两个词组成的缩写词,是一种利用电磁波进行远距离目标探测和测量的技术。
雷达技术广泛应用于航空、军事、气象、导航、地质勘探等领域。
本文将详细介绍雷达的原理、分类以及应用。
2. 原理雷达的工作原理基于电磁波的特性以及目标的反射。
雷达系统发射高频电磁波,这些波通过空间传播,并当波束遇到目标时,部分电磁波会被目标表面反射回来。
雷达接收器接收反射回来的波,并根据接收到的信号计算目标的位置、速度、距离等参数。
3. 分类根据使用的频率范围、工作方式和应用领域的不同,雷达可以分为不同的类型:- 基于频率范围的分类: - X波段雷达 - C波段雷达 - S波段雷达 - L波段雷达 - Ku波段雷达 - Ka波段雷达 - 基于工作方式的分类: - 连续波雷达(CW雷达) - 脉冲雷达 - 多普勒雷达 - 合成孔径雷达(SAR) - 基于应用领域的分类: - 军用雷达 - 气象雷达 - 航空雷达 - 地质勘探雷达 - 海洋雷达4. 应用雷达技术在各个领域中都有重要的应用。
以下是一些常见的雷达应用: ### 4.1 军事应用雷达在军事中起到了非常重要的作用。
它可以用于远距离探测敌方目标,提供战场情报,指引导弹和飞机等武器系统。
此外,雷达还可以用于侦测隐形飞机、导弹和潜艇等敌方威胁。
4.2 气象应用气象雷达用于测量降水、云团和其他气象现象,帮助气象学家预测天气变化。
通过测量反射回来的电磁波强度和频率变化,气象雷达可以提供降水的类型、强度和分布等信息。
4.3 航空应用航空雷达用于飞行安全和导航。
它可以检测飞行器和其他飞行物体,帮助飞行员避开障碍物,提供飞行路径规划和导航。
航空雷达在机场和航空监控系统中广泛使用。
4.4 地质勘探应用地质雷达可用于勘探地下的水、矿产、地层、沉积物和其他地质特征。
它可以通过检测不同类型物质的电磁波反射信号来提供地下结构和特征的图像。
雷达简介:雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。
事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,传播的速度都是光速C, 雷达差别在于它们各自占据的频率和波长不同。
其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。
目前世界绝大多数雷达都是微波雷达,长波雷达产生在雷达刚刚发明时期,现在很少用。
下面我们看个图,这是我国的一个雷达波段表。
以此为例。
因为我国也是通用国际上的标准。
通过此表我们相信,该黑洞吸收电磁波会让大多数雷达失效。
现在实验室表明,如果根据需要,我们也可以造出更加大些的黑洞。
该黑洞如果装备在飞机、潜艇会什么结果?如果装在大型工程上,都可以直接让对方雷达失效,找不到目标,从而可以达到非常好的隐身效果。
有了这种武器就可以看到敌人,敌人却看不到中国武器,美欧对此种武器的问世,肯定会极度恐慌。
这会让美欧的先进武器顿时失去价值。
如果中国把这种黑洞武器用到了第四代战机上,那么将比美国反射面积极小的F22更加先进。
因为这个可以直接吸收雷达波。
所以有关报道说,中国造的第四代战机隐身很强。
看来不是随意说的。
现在我们分析为什么这种实验现在公布?该款雷达是现在研制出来的吗?众所周知,许多科研项目都是国家立项进行研发,该种研究涉及国防、民用,意义深远。
所以国家让报道该信息的可能性很大。
再加上现在珠海航展,展出大量无人机,导弹等先进武器,说明一个问题,中国对美国施加很大心理压力。
美国想在当今发动战争,就要顾忌能否打胜,所以让美国有更大的顾忌。
这就可以让中国抓住21世纪头20年抓住历史机遇。
对于这种研究,美国科学家亚历山大·基尔迪谢维(Alexander Kildishev) 和伊维根·纳瑞马诺维(Evgenii Narimanov) 一起发表论文才刚刚提出建设的可能性,中国就已经造出来了,说明中国在事关国防方面的研究一点都不落后。
1.雷达的定义雷达是对于远距离目标进行无限探测、定位、侧轨和识别的一种传感器系统。
2.最基本的雷达系统的组成图1-1 雷达系统的基本原理2.1 雷达发射机雷达发射机(transmitter)的作用是产生辐射所需强度的高频脉冲信号,并将高频信号馈送到天线。
2.2 天线天线的作用是将雷达发射机馈送来的高频脉冲信号辐射到探测空间2.3 接收机接收机的主要任务是把微弱的目标回波信号放大到足以进行信号处理的电平,同时接收机内部的噪声应尽量小,以保证接收机的高灵敏度。
2.4 目标检测和信息提取目标检测和信息提取等任务是实现雷达接收机输出信号的进一步处理3. 雷达天线天线是雷达系统中发射和接收电磁波的装置,是雷达系统与外界联系单的纽带。
他的主要作用是:(1) 将雷达发射机产生的高能量电磁波辐射(有一定的方向性)向外部自由空间(空气或其他媒介);(2) 接收目标的回波(包括外部噪声)。
4. 雷达发射机雷达发射机的作用是产生所需强度的高频脉冲信号,并将高频信号馈送到天线发射出去。
常见的雷达发射机可分为单级振荡式发射机和主振放大发射机两类。
4.1 单级振荡式发射机组成图4-1单级振荡式发射机组成框图单级振荡式发射机,由于脉冲调制器直接控制振荡器工作,每个射频脉冲的起始射频相位是由振荡器的噪声决定,因而相继脉冲的射频相位是随机的,即受脉冲调制的振荡器所输出的射频脉冲串之间的信号相位是非相参的。
所以,有时把单级振荡式发射机称为非相参发射机。
4.2主振放大发射机主振放大式发射机由多级组成,图4-2是其基本组成框图。
图4-2 主振放大式发射机组成框图主控振荡器用来产生射频信号;射频放大链用来放大射频信号,提高信号的功率电平;主振放大式因此而得名。
主控振荡器常由基准振荡器、本机振荡器和相干振荡器等组成微波振荡器组。
由于微波振荡器组常由固体器件组成,所以也称它们为固体微波源。
现代雷达要求主控振荡器的输出频率很稳定。
射频放大链一般由一至三级射频功率放大器级联组成。
各种类型雷达描述概述雷达(Radar)是一种利用无线电波探测和测量目标位置与速度的技术。
雷达系统由发射器、接收器、天线、信号处理器和显示器等多个部分组成。
雷达技术广泛应用于军事、民事、天气和导航等领域。
根据其不同的应用和特点,雷达可以分为多种类型,下面将对各种类型雷达进行描述概述。
1. 目标探测雷达(Target Detection Radar)目标探测雷达是最基本的一类雷达,其主要功能是发射连续波或脉冲波并接收目标返回的散射波,通过信号处理分析目标的位置和速度等信息。
目标探测雷达用于、侦察和监视目标,广泛应用于军事和民事领域,如空中监视雷达、海上雷达和地面预警雷达等。
2. 目标跟踪雷达(Target Tracking Radar)目标跟踪雷达是在目标探测雷达的基础上发展而来的,其主要功能是在目标被探测到后,实时跟踪目标的位置、速度和航向等动态信息。
目标跟踪雷达广泛应用于导弹防御系统、空中交通管制和火控系统等领域。
3. 人员探测雷达(Human Detection Radar)人员探测雷达是一种特殊的雷达系统,主要用于探测人类的存在和活动。
这种雷达通常使用毫米波或亚毫米波频段,在室内或室外环境中通过监测人体散射的微弱信号来实现人员探测。
人员探测雷达广泛应用于安防系统、自动驾驶车辆和人机交互领域。
4. 天气雷达(Weather Radar)天气雷达是一种专门用于探测和测量大气中水汽含量和降水等天气现象的雷达系统。
天气雷达通过发射微波信号,并接收被水汽或雨水等散射回来的微波信号来获取天气信息。
天气雷达广泛应用于气象预报、航空和气候研究等领域。
5. 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)合成孔径雷达是一种利用雷达系统的自身运动合成高分辨率雷达图像的技术。
合成孔径雷达通过在飞行或运动的过程中连续接收雷达信号,然后利用信号处理算法合成高分辨率的雷达图像。
合成孔径雷达广泛应用于地质勘探、地表形变监测和环境监测等领域。
介绍雷达语文作文说起雷达,这玩意儿可真是神奇又有趣!你想想,在广阔无垠的天空中,飞机呼啸而过;在波涛汹涌的大海上,船只穿梭往来。
而雷达就像一双无形的超级眼睛,能够在茫茫的空间中准确地捕捉到这些移动的目标,是不是特别厉害?我还记得有一次,我去参观一个科技馆,那里有一个关于雷达的展示区,可让我大开了眼界。
展示区里,有一个巨大的雷达模型,讲解员姐姐站在旁边,生动地给我们讲解着雷达的工作原理。
她指着那些错综复杂的线路和零件,说:“同学们,雷达的工作就像是一场超级捉迷藏游戏。
”我一听,捉迷藏?这可有意思了!她接着说,雷达会发射出一种电磁波,就好像我们扔出去的一个看不见的“探索球”。
这个“探索球”会以极快的速度向四面八方传播出去。
当碰到飞机、船只或者其他物体的时候,它就会像一个被弹回来的皮球一样,带着关于那个物体的信息返回到雷达这里。
我凑到模型前,仔细地看着那些小小的零件,心里琢磨着这神奇的过程。
讲解员姐姐又说:“大家想象一下,如果在一个漆黑的夜晚,没有星星没有月亮,我们什么都看不见。
但是雷达却能通过这些电磁波,准确地知道周围有没有东西,在什么位置,移动速度有多快。
”我忍不住惊叹出声:“哇!”她笑了笑,继续说道:“而且哦,雷达可不只是能发现目标,还能分辨出目标的类型呢。
比如说,通过返回的电磁波的特征,就能判断出是一架大型客机,还是一架小小的直升机;是一艘巨大的货轮,还是一艘轻快的快艇。
”我一边听,一边在心里不停地感叹,这雷达简直就是个无所不能的“超级侦探”!为了让我们更直观地感受雷达的神奇,科技馆还设置了一个模拟雷达操作的游戏。
我迫不及待地坐到了操作台前,眼睛紧紧盯着屏幕。
屏幕上显示着一片虚拟的天空和海洋,我紧张地按下了发射电磁波的按钮,然后就开始焦急地等待着。
不一会儿,屏幕上出现了一些亮点,我的心一下子提到了嗓子眼儿。
根据旁边显示的数据和图像,我努力判断着这些亮点到底是什么。
是友好的飞机,还是未知的目标?那种紧张和兴奋的感觉,就像是我真的在保卫着一片领空和领海。
各种类型雷达描述讲解雷达(Radar)是一种利用电磁波进行探测和测距的技术。
雷达广泛应用于航空、航海、通信、气象、地质勘探等多个领域。
根据其应用和工作原理的不同,雷达可以划分为多种类型,下面将对常见的几种雷达进行描述讲解。
1. 彩色雷达(Color Radar)彩色雷达是一种多波段雷达,它能够通过接收和处理不同波长的雷达回波信号,将目标物上的颜色信息呈现出来。
彩色雷达主要用于水域航行和气象监测领域,可以有效地识别不同类型和强度的降水、冰雹、风暴等天气特征,并提供准确的预警信息。
2.合成孔径雷达(SAR)合成孔径雷达是一种通过合成孔径信号处理技术来获取地面图像的雷达系统。
它可以通过接收和处理雷达回波信号来合成一个宽幅度的有效孔径,从而获得高分辨率的地面图像。
合成孔径雷达在地质勘探、环境监测和军事侦察等领域被广泛使用。
3. 多普勒雷达(Doppler Radar)多普勒雷达是一种利用多普勒效应来测量目标的速度和运动方向的雷达系统。
它通过接收和比较连续的雷达回波信号的频率变化,可以确定目标物体的速度和运动方向。
多普勒雷达广泛应用于气象、航空、航海和交通监测等领域,用于测量风速、降水强度和车辆速度等信息。
4. 相控阵雷达(Phased Array Radar)相控阵雷达是一种通过改变雷达发射和接收的波束方向来实现多方向探测和跟踪的雷达系统。
相控阵雷达由若干个天线单元组成,通过控制每个天线单元的相位和幅度,可以实现快速而精确的波束扫描。
相控阵雷达具有快速反应时间、多目标跟踪和抗干扰能力强等特点,被广泛用于军事防御和空中交通控制等领域。
5. 无源雷达(Passive Radar)无源雷达是一种利用周围的电磁波信号进行目标探测和测距的雷达系统。
它不需要自己发射射频信号,而是利用已经存在的广播电视、无线电或其他雷达信号来进行测量。
无源雷达能够实现隐藏性强、抗干扰能力好等优点,适用于军事侦察和隐身技术等领域。
除了上述常见的雷达类型,还有许多其他特殊用途的雷达,例如气象雷达、导航雷达、火控雷达等。
雷达探测原理雷达(Radar)是一种利用无线电波进行探测和测距的技术手段。
雷达系统通过发射脉冲电磁波并接收其反射信号来获取目标的位置、速度和其他特征信息。
本文将介绍雷达的基本原理和工作过程。
一、基本原理雷达的基本原理是利用电磁波在传播过程中的传播速度及其遇到各种物体时的反射、散射、透过等特性来实现目标探测。
雷达系统由发射机、接收机、天线和信号处理系统组成。
在雷达工作时,发射机向天线输送一定的电能,经过调制形成脉冲信号,然后由天线辐射出去。
当脉冲信号遇到目标物时,部分电磁波会被目标物吸收、反射或散射,其中一部分被接收机的天线接收到。
接收机将接收到的信号进行放大、滤波和解调处理后,通过信号处理系统提取出目标的信息。
二、工作过程雷达在工作过程中经历了发射、传播、接收和信号处理几个步骤。
1. 发射:发射机向天线提供一定的电能信号,通过调制形成脉冲信号。
脉冲信号的特点是脉冲宽度短且能量集中,可以提高目标探测的精度和距离分辨率。
2. 传播:脉冲信号通过天线辐射出去,并沿着一定的传播路径向目标传播。
传播路径中的电磁波会遇到大气、云层、地面等物体,部分能量会被这些物体所吸收、散射或反射。
3. 接收:当脉冲信号遇到目标时,目标会吸收、反射或散射部分电磁波,其中一部分会被雷达接收机的天线接收到。
接收机会把接收到的微弱信号进行放大、滤波等处理,以提高信噪比和增强目标的回波强度。
4. 信号处理:接收机输出的信号经过信号处理系统进行处理,通过解调、滤波、放大等操作,将回波信号与发射信号进行比较,并提取出目标的位置、速度和其他特征信息。
三、应用领域雷达技术广泛应用于军事、民航、海事、气象等领域。
以下是雷达在一些典型应用领域的应用案例:1. 军事应用:军事雷达用于目标探测、识别和跟踪,可在地面、海洋和空中监测敌方的舰船、飞机、导弹等目标,并提供信息支持于战术决策。
2. 民航应用:民航雷达用于航空交通管制,可以监测和引导飞机,确保航班的安全与准时。
雷达介绍资料中文版雷达是一种通过发射和接收电磁波来检测和跟踪目标物体的无线电设备。
雷达的全称是“Radio Detection and Ranging”,中文称为“无线电探测与测距”。
雷达的基本原理是利用电磁波在空气中传播的特性,通过发送一束特定频率的电磁波射向目标物体,然后接收目标物体反射回来的电磁波,并通过对接收到的电磁波的时间延迟、频率和幅度等进行分析,从而确定目标物体的位置、速度和形状等信息。
雷达的三个基本组成部分包括发射器、接收器和显示器。
发射器是负责产生并发射射线的设备,它通常由一个无线电频段发生器和一个设备来放大电磁波信号组成。
接收器则是负责接收和放大目标物体反射回来的电磁波的设备。
显示器则是将接收到的信号进行处理和显示的设备,通常是通过雷达图来显示目标物体的位置和距离等信息。
雷达主要用于军事、航空航天、气象、海洋、交通等领域。
在军事方面,雷达可以用于监测敌方的飞机、船只和导弹等;在航空航天领域,雷达可以用于导航和飞行控制;在气象领域,雷达可以用于监测和预测天气情况;在海洋领域,雷达可以用于监测海浪、海流和船只等;在交通领域,雷达可以用于监测交通流量和避免事故等。
雷达的应用还有很多创新和发展的空间。
例如,随着无人机技术的发展,雷达可以用于监测和控制无人机的飞行;在智能交通系统中,雷达可以用于自动驾驶车辆的导航和避开障碍物。
总结起来,雷达是一种利用电磁波来检测和跟踪目标物体的无线电设备。
它通过发射和接收电磁波来确定目标物体的位置、速度和形状等信息。
雷达在军事、航空航天、气象、海洋、交通等领域有广泛的应用,并且还有很多创新和发展的空间。
雷达的发展对于人类的生活和社会的发展起到了重要的推动作用。
1 .雷达的定义
雷达是对于远距离目标进行无限探测、定位、侧轨和识别的一种传感器系统。
2 .最基本的雷达系统的组成
2.1 雷达发射机
雷达发射机(transmitter )的作用是产生辐射所需强度的高频脉冲信号,并将高频信号馈送到天线。
2.2 天线
天线的作用是将雷达发射机馈送来的高频脉冲信号辐射到探测空间
2.3 接收机
接收机的主要任务是把微弱的目标回波信号放大到足以进行信号处理的电平,同时接收机内部的噪声应尽量小,以保证接收机的高灵敏度。
接收机
图1-1雷达系统的基本原理 目标检测
与信息提
取
到目标的距同波信发射信
收发开关
发射机
2.4目标检测和信息提取
目标检测和信息提取等任务是实现雷达接收机输出信号的进一步处理
3.雷达天线
天线是雷达系统中发射和接收电磁波的装置,是雷达系统与外界联系单的纽带。
他的主要作用是:(1)将雷达发射机产生的高能量电磁波辐射(有一定的方向性)向外部自由空间(空气或其他媒介);(2)接收目标的回波(包括外部噪声)。
4.雷达发射机
雷达发射机的作用是产生所需强度的高频脉冲信号,并将高频信号馈送到天线发射出去。
常见的雷达发射机可分为单级振荡式发射机和主振放大发射机两
类。
单级振荡式发射机,由于脉冲调制器直接控制振荡器工作,每个射频脉冲的起始射频相位是由振荡器的噪声决定,因而相继脉冲的射频相位是随机的,即受脉冲调制的振荡器所输出的射频脉冲串之间的信号相位是非相参的。
所以,有时把单级振荡式发射机称为非相参发射机。
4.1 主振放大发射机
主振放大式发射机由多级组成,图4-2是其基本组成框图。
图4-2主振放大式发射机组成框图
主控振荡器用来产生射频信号;射频放大链用来放大射频信号,提高信号的功率电平;主振放大式因此而得名。
主控振荡器常由基准振荡器、本机振荡器和相干振荡器等组成微波振荡器组。
由于微波振荡器组常由固体器件组成,所以也称它们为固体微波源。
现代雷达要求主控振荡器的输出频率很稳定。
射频放大链一般由一至三级射频功率放大器级联组成。
为了得到所需的雷达波形,还需要对振荡器产生的信号进行调制。
4.2 射频功率源
稳定本机
振荡器 基准 振荡器 相干 振荡器
4.1单级振荡式发射机组成
图4-1单级振荡式发射机组成框图
射频功率源是发射机为雷达提供大功率射频信号的器件。
根据工作方式的不同可以将他们分为四类:线性束功率管、固态射频功率源、正交场(CFA)功率管、其他射频功率源。
4.3脉冲调制器
雷达发射机广泛采用脉冲调制方式,包括从常规的简单矩形脉冲列调制到比较复杂的编码脉冲或脉冲串调制。
脉冲调制器的主要任务是给发射机射频放大链各级提供合适的视频调制脉冲。
脉冲调制器由电源部分、能量储存部分和脉冲形成部分组成,如图4-3所示。
射频
发生器
图4-3脉冲调制器的组成框图
雷达发射机的调制器主要有两种,一种是刚性开关调制器,储能元件是电容器;另一种是软性开关调制器,储能元件是人工线。
5.雷达接收机
5.1雷达接收机的组成
雷达接收机的作用是将从天线接收到的微弱射频信号从伴随的噪声和干扰中分选出来,并经过放大和检波,再送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备。
雷达接收机可以按应用、设计、功能和结构等有多种分类方式。
一般可以将雷达分为超外差式、超再生式、晶体视放式和调谐高频(TRF)式四类。
其中,超外差式接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好和适用性广等优点,是应用最为广泛的一种接收体制。
超外差式接收机的简化框图如图4-4所示。
它主要由高频部分、中频放大器(包括匹配滤波器)、检波器和视频放大器组成。
高频部分又称为接收机“前端”,包括接收机保护器、低噪声射频放大器、混频器和本机振荡器。
图5-1超外差式雷达接收机的简化框图
为了保护雷达接收机很好地工作,不受其他雷达功率辐射及其他有源电子干扰的影响,通常在收发转换开关后面跟一个接收机保护器。
有时将收发开关、接收机保护器及其他防止接收机损坏的装置称为收发开关系统。
混频器是将输入的射频(RF)信号转换为中频(IF)信号的部件。
如果从RF到IF的下变频是一次完成的,就称为一次变频。
有时下变频通过两个混频器和中频放大器分两次完成,这时称为二次变频。
检波器也称解调器,是将调制信号中的载频信号去掉,解调出波形包络信息。
6.相参雷达系统
前面我们已经知道,相参雷达就是指雷达发射波形的相位之间具有确定的关系或具有统一的参考基准。
反之,如果雷达发射波形的相位之间没有确定的关系或没有统一的参考基准,则是非相参雷达。
多数现代雷达系统需要对目标回波进行多普勒效应或脉冲压缩处理,必须采用相参雷达系统。
现对相参雷达系统的主要功能模块做较详细的讨论。
为方便起见,重典型相参雷达系统的组成于图6-1中。
典型相参雷达系统由基准振荡器(referenceoscillator ,RO )、稳定本机振荡器(stablelocaloscillator ,STALO )和相干振荡器(coherentoscillator ,COHO )组成振荡器组。
基准振荡器的振荡频率极其稳定,它驱动稳定本机振荡器和相干振荡器工作,以使两者输出信号之间具有确定的相位关系,从而使发射信号保持稳定相参。
如果STALO 产生的正弦信号可以保持为一个具有固定频率的连续波形,则当雷达接收到目标回波时,回波脉冲的相位与该本振相位比较,可以确定回波脉冲同发射脉冲之间的相对相位关系,达到相位测量的目的。
6.1 振荡频率源
基准振荡器的频率极其稳定,它提供雷达工作所需的基准参考频率,并为雷达系统中的其他电路提供基准的时钟信号。
一般来说,基准振荡器的工作频率范围在10〜100MHz 之间,通常使用的是压电晶体振荡器。
相干振荡器(COHO )的工作频率为f ,且一般情况下f <f ,其中f IFIFRFRF
为载频,由用户给定。
COHO 由基准振荡器驱动。
稳定本机振荡器STALO 的工作频率为f =f -f 。
STALO 通过基准振荡器LORFIF 驱动来获得最大的频率稳定度。
基准振荡器、稳定本机振荡器、相干振荡器三者统称为振荡器组,其典型输出信号是频率为f 和f 的连续波信号,如图6-2所示。
IFLO
波形 发生器 波形信息 发射一振荡器
组
图6-1相参雷达概念性框图
6.2 波形调制
雷达信号是经过调制的射频信号,因调制信号的不同而得到不同的雷达波形。
波形发生器(waveformgenerator )也称激励器(exciter ),产生所需的调制信号波形。
在现代雷达系统中,同雷达发射波形相关的各种波形信息一般通过控制计算机及相关软件来提供,这些波形信息包括频率、脉宽、脉冲重复频率、起止时间、脉冲特征、以及其他相关波形细节等。
具体的模拟信号波形可先由计算机输出相关信息,再通过直接数字合成(DDS )的方法得到。
波形发生器接收到波形信息后,与相干振荡器(COHO )输出的中频信号经混频器混频后,产生低功率的、具有所要求的发射波形的中频信号。
6.3 混频器
在混频器中,来自波形发生器的调制信号将同STALO 输出的本振信号(频率为f =f -f )混频,取其“和”频分量,即得到发射机所需的小功率射频信LORFIF 号。
6.4 限幅器
若由于外部强电磁干扰或目标本身很强的雷达回波信号,使得接收天线的输出信号幅度超过低噪声放大器所能允许的功率极限,将很容易损坏该放大器,甚至接收机的其他精密器件。
为防止这类大功率信号直接进入接收机而对系统产生不良影响,一般采用限幅器(limit-er )。
限幅器是一种非线性器件,它将所有回波信号强度强行限定在规定的范围内。
限幅器的使用有时也可能导致原信号的失真,从而导致目标回波信息的失真。
6.5 信号调节和正交解波
通过正交混频器实现I 、Q 正交检波(也称鉴相)是相参雷达中广为采用的技稳定本机
振荡器 基准 振荡器
i(了9寸
:
图6-2振荡器组的输出波形
术。
经过I、Q正交检波后的信号可由模/数(A/D)变换器离散化采样,并提供给数字信号处理系统作进一步处理,以提取目标的各种信息。