现代雷达系统分析与设计(陈伯孝)第9章资料
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现代雷达技术6个基本问题1,雷达的任务和特点是什么?答:传统雷达的任务仅要求对目标距离、方位、高度进行测量,而高性能雷达则还需要测量目标的速度、加速度、目标回波特性起伏、极化特性、尺寸形状,甚至要求对目标进行微波成像;需要增大雷达作用距离,改善雷达分辨率,提高雷达数据率;并且要求雷达能对目标进行跟踪、识别和分类。
现代雷达系统采用最先进的微电子技术、计算机技术、现代信号处理技术等,使系统具有体积小,质量轻,功能丰富,具有数字化、信号多样化,调制方式复杂化、频带宽带化、网络化、智能化等特点,较传统雷达有着更远的探测距离,更好的分辨率、数据率、资源利用率,更强的自适应能力,更高的抗干扰能力和可靠性。
2,雷达的基本组成有哪些?答:(一)半波振子雷达想要探测目标,就要有无线电波。
雷达中能在空间激起无线电波的工具就是振子,其实就是一根金属棒。
电子在金属棒中来回反弹的过程叫做电振荡,如果反弹的过程中没有任何阻力的话,这种反弹会一直持续下去。
金属越长,电子流来回振荡一周所需要的时间也就越长,振荡频率也就越低了。
在振荡一周的时间内,电子流走过的距离就是波长。
显然,电子流在这段时间内,走过的距离恰好是金属棒长度的两倍。
所以,这种金属棒常称为半波振子。
半波振子上电子流的很高频率的电振荡,会在空间激发出频率相同的无线电波,它以光速飞快地离开振子向四面八方飞逝而去;半波振子是雷达向空间发射无线电波的器件。
因为半波振子能向空间发射无线电波,所以有时把它称为辐射器。
(二)发射机半波振子中电子流的来回振荡会遇到阻力,要是不给它供给能量,使其克服各种阻力,这种振荡很快就会停止下来。
所以雷达中有一部机器,它能驱使半波振子上电子流的振荡按照我们的需要,强有力进行,这种机器叫雷达发射机,是半波振子的能源。
雷达发射机供给半波振子以高频率电振荡的能量,半波振子在空间激起无线电波。
一旦关断雷达发射机,半波振子也就停止向空间发射无线电波了。
所以控制发射机通断,就可以控制向空间发射无线电波。
雷达系统设计与模拟雷达系统是一种利用电磁波来侦测物体并获得其位置、速度、大小和形状等信息的技术。
它在国防、交通、气象、地质勘探等领域有着广泛的应用。
为了更好地发挥雷达系统的作用,需要对其进行设计和模拟。
一、设计雷达系统的基本原理和步骤设计雷达系统需要首先了解其基本原理,即雷达利用电磁波与物体相互作用后,记录反射回波的时间、频率、强度等信息,从而获得物体的位置和速度等参数。
在此基础上,雷达系统的设计步骤如下:1.确定应用领域和任务需求:不同的领域和任务对雷达的性能和参数有不同的需求。
比如,军用雷达需要具有抗干扰能力和隐身侦测能力;民用雷达需要具有高精度和高灵敏度等特点。
2.确定设计参数:根据任务需求,确定雷达系统的频率、功率、天线、接收机等参数。
3.进行模拟仿真:利用仿真软件建立雷达系统模型,模拟雷达信号的传播和物体的反射。
通过仿真分析,优化雷达系统的性能和参数。
4.设计实验验证:对设计完成的雷达系统进行实验验证,验证其性能和参数是否符合预期。
二、雷达系统模拟的方法和技术雷达系统的模拟是指通过计算机软件模拟雷达信号的传播和反射等过程,从而预测雷达的性能和参数,并对其进行优化。
常用的雷达系统模拟方法和技术包括:1.有限差分时间域(FDTD)方法:FDTD方法是一种数值求解电磁场方程的方法,可以用于模拟雷达信号的传播和反射等过程。
它具有计算精度高、能耗低等优点。
2.物理光学(PO)方法:PO方法是一种基于物理光学理论的模拟方法,将电磁波视为光线,通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算速度快、适用于大尺寸目标等优点。
3.射线追踪(RT)方法:RT方法是一种基于几何光学理论的模拟方法,将电磁波视为射线,通过反射和折射等过程来预测雷达信号的传播和反射。
它具有计算快速、适用于多目标同时反射等优点。
三、雷达信号处理的方法和技术除了设计和模拟雷达系统外,还需要对雷达信号进行处理,以获得目标的位置、速度、大小和形状等信息。