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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

雷达信号分析(第5章)线性调频脉冲信号分析

雷达信号分析(第5章)线性调频脉冲信号分析

1 d td = 2p df
æ p 2ö f ÷ ç f ÷ =ç ÷ ç ÷ K èK ø
线性调频脉冲信号的近似匹配滤波器特性
( f )
B / 2
B/ 2
td
f
T
B
f
H ( f )
td
f1
f2
f3
f4
f5
f6
0
f1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6
f
t
二、近似匹配滤波器的输出
输入信号的复包络为 ： 近似匹配滤波器输出为：
t sin[pB t(1 - )] T pB t
10 8 6 4
BT 10
2 0
2
4
6
8 10
B归一化为1

压缩比：
D=
BT 50
2T T = = BT 1 1 2 B B
20 15 10 5
0
5
10
15
20
距离旁瓣：来因、影响

2、 t = 0
c(0, x ) = T sin(pxT ) pxT

B

A
C
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

C
T
B
T

VA
VB
VC VA VB
VC
3、存在距离旁瓣 MSR=-13.2dB 旁瓣的坏处：
0

C
A B

掩盖小目标（广义分辨） 减小了系统动态范围
5.6 线性调频脉冲信号的处理
一、近似匹配滤波器的实现
BT > 30 时:
m (f ) = 1 æf ö ç ÷ ÷e rect ç ÷ ç èB ÷ ø K

现代雷达系统分析与设计第8章课件

现代雷达系统分析与设计第8章课件
第8章 雷达信号检测
➢ 8.1 基本检测过程 ➢ 8.2 雷达信号的最佳检测 ➢ 8.3 脉冲积累的检测性能 ➢ 8.4 二进制积累 ➢ 8.5 自动检测——恒虚警率处理 ➢ 8.6 计算检测性能的MATLAB程序
学习交流PPT
1
具有随机特性，在这种条件下发
现目标的问题属于信号检测的范
畴，而测定目标坐标则是参数估
第m个脉冲的回波为
学习交流PPT
56
是与s(t)不相关的加性白噪声。M
个脉冲进行相干积累处理得到的
信号为
(8.3.2)
z(t)中的总噪声功率等于其方
差，更准确的表示为
学习交流PPT
57
有
(8.3.4)
其中，
是单个脉冲噪
声功率，且每个周期噪声的功率
相等。当m≠l时，δml＝0；当m ＝l时，δml＝1。观察式(8.3.2)和
离会减小。因此，Tfa的选取依赖
于雷达的工作模式。
表征虚警的大小有时还用虚
警次数nfa，它表示在平均虚警时
间内所有可能出现的虚警总数。
Fehlner将ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ警次数定义为
学习交流PPT
(8.2.20)
37
电压VT的概率，即目标被检测到
的概率。根据式(8.2.9)的概率密
度函数，计算检测概率Pd为
(8.2.21)
其中对检测点两侧若干个距离单元分别求平均后送到选大值电路将两者之间的较大者作为噪声和干扰的估计值zcacfar在杂波边缘虚警增大是由于强杂波已到达检测门限而有一142学习交流ppt将检测点前后的参考单元分别平均估值并选用其中的较大值作为平均值估值输出这时可以解决虚警率增大的问题但杂波边缘信号检测能力的损失将相应增143学习交流ppt图827gocfar处理原理框图144学习交流ppt窗中出现多个空间邻近干扰目标引起的cacfar检测器检测性能下降的问题socfar处理原理框图如图828所示

雷达信号分析与处理第一章第二章

雷达信号分析与处理第一章第二章

了解雷达发射的信号形式对雷达测量精度、分 辨力及抗干扰能力等性能的影响； 掌握利用模糊函数进行雷达信号的分析方法和 对雷达信号进行匹配处理的方法；


为研究各种新型雷达信号和分析雷达系统性能 打下理论基础。
2
第一部分 信号分析与处理基础 （复数表示、信号相关、匹配滤波）--- 基础

第二部分 雷达测量精度、分辨力及模糊函数 （测距测速精度、距离速度分辨力、模糊函数及 其性质）--- 工具
R( f ) s(t ) cos(2 ft )dt


I ( f ) s(t )sin(2 ft )dt


实信号频谱的实部是偶函数，虚部是奇函数，因此
S ( f ) R( f ) jI ( f ) R( f ) jI ( f ) S ( f )

[性质6] 调制特性 说明调制信号的频谱是原信号（非调制信号）频谱在频域上向正负频率方向 各搬移频率 后的两个频谱之和的一半，也就是说，信号的调制过程就是把 原信号的频率平移 的过程。

s(t ) cos(2 f 0t )
1 S ( f f0 ) S ( f f0 ) 2
S ( f ) s(t )e


j 2 ft
dt
s(t ) S ( f )e j 2 ft df


S(W) 或 S(f) 存在的充分条件是 s(t) 绝对可积，即



s(t )dt
13
在雷达工程术语中，时间函数 s(t)称为雷达信号的时间波形，频率函数 S(W) 或 S(f) 称为雷达信号的频谱密度或频谱。
BGM-109陆攻型导弹
SA-15 空射对地巡航导弹

《雷达回波识别分析》课件

《雷达回波识别分析》课件

03
雷达回波分析应用
天气预报
天气预报是雷达回波分析的重要应用领域之一。通过分析雷 达回波数据，气象学家可以监测和预测天气系统的移动、发 展和消亡，从而为公众提供准确的天气预报和预警信息。
雷达回波分析可以帮助气象学家识别降水系统，如暴雨、冰 雹、龙卷风等，并预测其可能的影响范围和强度。这有助于 提前采取措施，减少灾害损失。
，需要深入研究其传播规律和特性。
多模式、多频段雷达数据融合算法
02
多模式、多频段雷达数据的融合需要发展高效、可靠的算法和
技术，以提高数据融合的准确性和实时性。
雷达回波信号处理和目标识别技术
03
雷达回波信号处理和目标识别技术是雷达回波技术的核心，需
要不断研究和改进，以提高其准确性和可靠性。
雷达回波技术未来发展方向
带宽和存储空间。
03
复原处理
对失真或损坏的回波信号进行 复原，提高信号的可识别性。
雷达回波特征提取
03
幅度特征
频率特征
波形特征
提取回波信号的幅度信息，如峰值、平均 值、方差等，用于描述目标的大小和强度 。
分析回波信号的频率成分，提取出与目标 特性相关的频率特征，如多普勒频移。
描述回波信号的波形形状，如周期、相位 、波形变化等，用于区分不同类型目标。
雷达回波模式识别算法
01
02
03
统计模式识别
基于统计学原理，对提取 的特征进行分类和识别， 如支持向量机、朴素贝叶 斯等。
神经网络模式识别
利用神经网络的自学习能 力，对回波信号进行分类 和识别，如卷积神经网络 、循环神经网络等。
模糊模式识别
利用模糊逻辑和模糊集合 理论，对回波信号进行分 类和识别，如模糊K近邻 、模糊聚类等。

第2部分雷达信号频率的测量-PPT课件

第2部分雷达信号频率的测量-PPT课件
第2 章 雷达信号频率的测量
2.1 2.2 2.3 2.4 概述 频率搜索接收机 比相法瞬时测频接收机 信道化接收机
2 ．1
概述
要点： l 重要性 l 主要技术指标 l 技术分类 1．重要性 载波频率是雷达的基本、重要特征，具有相对稳 定性，使信号分选、识别、干扰的基本依据。
2．主要技术指标
1) 测频时间 定义：从信号到达至测频输出所需时间，是确定 或随机的。 要求：瞬时测频，即在雷达脉冲持续时间内完成 载波频率测量。 重要性：直接影响侦察系统的截获概率和截获时 间。
f
1．微波鉴相器
1） 简单微波鉴相器原理如图
功率 分配 延时 线 相加 器 检波 器
鉴相输出信号: T是延迟线的延迟时间。
2 U 2 kA 1 cos T 0
微波鉴相器用于实现信号的自相关运算，因此需要考虑 以下条件： •相干的基本条件： T • 否则不能进行相关运算。 单值测量条件：
测频时间(续)
• 频域截获概率: 即频率搜索概率，单个脉冲的频率搜索概率定义为
P IF1 f r f 2 f1
fr ―― 测频接收机瞬时带宽， f2-f1 是测频范围，即侦察频 率范围 • 截获时间: 达到给定的截获概率所需的时间，如果采用瞬时测频接 收机，则单个脉冲的截获时间为
tIF T tth 1 r
. .
m2
第一本振组 第二本振组
纯信道化接收机工作原理（续）
第一分路器: 第一中放带宽: 第一中频频率: 第一本振组： 第二分路器 : 第二中放带宽 : 第二中频频率: 第二本振组 :
f f f m r 1 2 1 1
m1
f f f j 0 . 5 f , j 0 , m 1 L 1 j 1 i 1 r 1 1

雷达信号分析与处理第一章第二章

雷达信号分析与处理第一章第二章

s(t) S ( f )e j2 ftdf
S(W) 或 S(f) 存在的充分条件是 s(t) 绝对可积，即 s(t)dt
雷达信号分析与处1理3
第二章 雷达信号与线性处理系 统
在雷达工程术语中，时间函数 s(t)称为雷达信号的时间波形，频率函数 S(W) 或 S(f) 称为雷达信号的频谱密度或频谱。
s(t) S( f ) 表示信号s(t) 和其频谱S(f)
复数表示
s(t) s1(t) js2 (t) S( f ) R( f ) jI ( f )
e j2 ft cos(2 ft) j sin(2 ft)
s1(t)
R( f ) cos(2 ft) I ( f )sin(2 ft)df
雷达信号分析与处理6
第一章 绪论
雷达发明之前的防空：盲人雷达；光学测距仪
1935年，英国皇家物理研究所的沃森．瓦特博士进行无线电科学考察 荧光屏上的亮点 载重汽车上的第一台雷达 东海岸对空警戒雷达网
雷达信号分析与处理7
第一章 绪论
二 、雷达测量原理
Radar-- Radio detection and ranging（无线电探测和测距）
测距 测高 测速
三、雷达与通信信号区别 1电磁波频率；
3天线方向性；
5信号处理；
2传输目的； 4主要考虑方面；
雷达信号分析与处理8
第一章 绪论
1.2 研究雷达信号的目的和意义
一、雷达所面临的问题 四大威胁 电子干扰 (干扰机:压制式、欺骗式)
徘徊者EA-6B
低空突防(巡航导弹)
咆哮者EF-18G
新型运8电子干扰机
第一章 绪论
二、新型雷达 1.低截获概率雷达； 2.超宽带雷达； 3.稀疏布阵雷达； 4.无源雷达； 5.双/多基地雷达； 6.星载毫米波雷达； 7.雷达组网； 8.多域融合探测系统

电子对抗原理--雷达系统结构-信号处理 ppt课件

电子对抗原理--雷达系统结构-信号处理 ppt课件

Pi max D(dB) 10lg Pi min
式中 Pi max 为接收机不发生过载允许输入的最大信 号功率，Pi min 为最小可检测信号功率。
接收机增益
接收机增益指输出信号功率与输入信号 功率之比，如下式所示：

po G pi
式中 po 、pi 分别为输出信号功率和输入 信号功率。
接收机增益控制
CLK
10MHz OSC 8xRocketIO
SPI
串行 FLASH
FPGA
TMS320C6748B ZCEA4 456MHz
IO
FPGA
FPGA
XC6SLX150T FGG676
XC6VLX240T-1FFG1156I
EMIF IO
XC6VLX240T-1FFG1156I
IO EMIF
TMS320C6748B ZCEA4 456MHz
雷达面临的威胁及对抗措施



电子干扰 反辐射武器： 反辐射导弹、反辐射无人驾驶飞机 超低空飞行器： 具有掠地、掠海能力的低空、超低空飞机和巡航 导弹 隐身飞行器： 隐身飞机、隐身无人机、隐身巡航导弹、隐身舰 船等，雷达散射面积比常规兵器小20～30dB
雷达对抗措施
低截获概率： 低截获概率雷达（伪随机信号，降低发射功率）、 双（多）基地雷达 波形捷变、频率捷变、极化捷变、超低副瓣 超宽带（UWB）雷达、毫米波雷达 对抗电子干扰：空域滤波、副瓣对消、副瓣逆影 对抗反辐射武器： 控制开关机时间、使用雷达诱饵、双（多）基地雷 达 对抗超低空飞行器： 机载雷达、气球载雷达、毫米波雷达等 对抗隐身飞行器： 米波雷达、 双（多）基地雷达
接收机噪声



雷达接收机噪声的来源主要分为两种： 内部噪声 外部噪声 内部噪声主要由接收机中的馈线、放电保护器、 高频放大器或混频器等产生。接收机内部噪声 在时间上是连续的，而振幅和相位是随机的， 通常称为“起伏噪声”。 外部噪声是由雷达天线进入接收机的各种人为 干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线 热噪声等，其中以天线热噪声影响最大。

雷达接收机分析PPT课件

雷达接收机分析PPT课件

临界灵敏度
Si,min kT0 Bn F0M
Si,min kT0 Bn F0
第34页/共66页
令M=1
对数表示
Si,min (dBmW)
10lg
Si,min 103
(dBmW)
Si,min (dBmW) 114dB 10lg Bn (MHz) 10lg F0
一般接收机的灵敏度在-90~-110dBmW
视频放 至终端设备 大器
高频部分
本振
1、高频部分，又称接收机前端，包括接收机保护器、低噪声高 频放大器、混频器和本机振荡器
2、中频放大器，包括匹配滤波器
3、检波器和视频放大器 第5页/共66页
天线
近程增益 控制 (ST C)
AGC
收发开关 接收机保护器 低噪声高频放大器
混频器 中频放大器 中频增益衰减 中频滤波器
其中 N1 F1 1kT0BnG1 N2 F2 1kT0BnG2
第25页/共66页
级联电路的噪声系
数
• 两级电路级联时接收机总噪声系
数
F0
F1
F2 1 G1
n级电路级联时接收机总噪声系数为
F0
F1
F2 1 G1
F3 1 G1G2
Fn 1 G1G2 Gn1
第26页/共66页
重要结论：
内容提要
接收机的任务和组成 接收机的主要质量指标 接收机的噪声系数和灵敏度 接收机的高频部分 本机振荡器和自动频率控制 接收机的动态范围和增益控制 滤波和接收机带宽
第1页/共66页
雷达接收机的任务
通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号 从伴随的噪声和干扰中选择出来，并经过放大 和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算 机控制的雷达终端设备中。

雷达信号分析与处理第五章

雷达信号分析与处理第五章


f
2
1 df K
2
2


1 df K
( T ) 2 3
( B)2 3
( 02单
2B ) T
t dt
(
2 单
dt
( T ) 2 ) 3

(2 ) t (2 Kt) dt

T 2 T 2

2 BT
3
( 单 0)
14
dt
第五章 线性调频脉冲信号
5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数
23

第五章 线性调频脉冲信号
3、B和T独立选取 4、多普勒不敏感 二、缺点 1、组合值
A
A( A , A )
A

A k A A1 A A1 k A
0
A1 A
A

A1
A
A
A( A , A )
k A1 A k A
一、现代雷达对波形的要求


测距精度和距离分辨力要求大带宽B，以保证大的 0 、We 测速精度和速度分辨力要求大时宽T，以保证大的 、Te 为了提高作用距离，必须具有大时宽T
二、如何获得大时宽带宽信号
02
(2 ) 2



f 2 ( f ) df
2 2
-
(f ) df



-
(t ) dt
2
(t ) dt
2
2
(2 ) 2 t 2 (t ) dt
2




-
(t ) dt
2

雷达信号分析与处理

雷达信号分析与处理

课程内容绪论1 1 绪论1.1 研究雷达信号的目的意义1.2 雷达信号的复数表示1.3 雷达信号的相关特性最佳线性滤波器2 2 最佳线性滤波器雷达测量精度和分辨力3 3 雷达测量精度和分辨力3.1 “点目标”回波的数学模型3.2 雷达测距精度3.3 雷达测速精度3.4 信号的非线性相位特性对测量精度的影响 3.5 雷达不定原理3.6 距离分辨力3.7 速度分辨力模糊函数4 4 模糊函数4.1 模糊函数的推导4.2 模糊函数与分辨力的关系4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系4.4 模糊函数的主要性质4.5 模糊图的切割4.6 模糊函数与精度的关系4.7 利用模糊函数对典型脉冲雷达信号进行分析调频脉冲信号5 5 调频脉冲信号5.1 线性调频脉冲信号的产生5.2 线性调频脉冲信号的频谱5.3 线性调频脉冲信号的波形参量5.4 线性调频脉冲信号的模糊函数 5.5 线性调频脉冲信号的性能5.6 线性调频脉冲信号的处理方法 5.7 线性调频脉冲信号的加权处理相位编码脉冲信号6 6 相位编码脉冲信号6.1 二相编码信号6.2 二元伪随机序列6.3 巴克（Barker）序列6.4 巴克码的处理6.5 巴克码旁瓣的抑制6.6 增加巴克码长度的方法6.7 相位编码信号多普勒敏感问题 6.8 多相编码信号简介相干脉冲串信号7 7 相干脉冲串信号7.1 相干脉冲串信号7.2 均匀脉冲串信号的频谱7.3 均匀脉冲串信号的模糊函数7.4 均匀脉冲串信号的处理7.5 均匀脉冲串信号的性能7.6 其它脉冲串信号介绍参考书：1、贾鸿志，《雷达信号分析》，南理工2、林茂庸，《雷达信号理论》，国防科技出版社3、N. LEVANON, E. MOZESON, RADAR SIGNALS,A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION4、W.S. BURDIC, RADAR SIGNAL ANALYSIS绪论1 绪论11.1研究雷达信号的目的意义一、雷达所面临的问题�电子干扰(干扰机,欺骗式)�低空突防(巡航导弹)�ARM(百舌鸟反辐射导弹)�隐身(F117A隐身攻击机)二、雷达发射的信号与通信不同，信息在回波中，与发射信号形式有关。

雷达一些基本原理ppt课件

雷达一些基本原理ppt课件
雷达方程的推导过程
通过电磁波传播、目标反射、接收处理等过程，推导出雷达方程的 具体形式。
雷达方程的意义
为雷达系统设计、性能分析和优化提供了理论依据，有助于指导雷 达系统的实际应用。
最小可检测信号计算
最小可检测信号的定义
在给定虚警概率和检测概率条件下，雷达系统能够检测到的最小 目标回波信号。
最小可检测信号的计算方法
根据雷达方程和噪声特性，通过理论计算或仿真实验确定最小可检 测信号的大小。
影响最小可检测信号的因素
包括雷达系统参数、目标特性、传播环境等，需要综合考虑各种因 素进行优化设计。
系统性能评估指标
探测距离
衡量雷达系统对远距离目标的 探测能力，与发射功率、天线 增益、目标反射截面等因素有
关。
分辨率
表征雷达系统区分相邻目标的 能力，包括距离分辨率、方位 分辨率和俯仰分辨率等。
02
电磁波与天线
电磁波特性与传播方式
电磁波基本特性
电磁波是一种横波，具有电场和 磁场分量，可以在真空中传播，
速度等于光速。
电磁波谱
电磁波谱包括无线电波、微波、红 外线、可见光、紫外线、X射线和 伽马射线等，不同波段的电磁波具 有不同的特性。
电磁波传播方式
电磁波传播方式包括直射、反射、 折射、衍射和散射等，这些传播方 式决定了雷达探测的基本原理。
雷达一些基本原理ppt课件
目录
பைடு நூலகம்
• 雷达概述 • 电磁波与天线 • 雷达信号处理 • 雷达测距测速原理 • 雷达方程与性能分析 • 现代雷达技术发展趋势
01
雷达概述
雷达定义与发展历程
雷达定义
利用电磁波的反射特性来探测目 标的位置、速度等信息的电子设 备。

雷达原理ppt课件

雷达原理ppt课件

l 波形条件――信号调制参数在侦察设备的检 测能力之内。
雷达干扰的基本原理
雷达发射
传播
目标
雷达接收
空间
干扰机
雷达干扰的机理和途径：
l 破坏电波传播路径
l 产生干扰信号进入雷达接收机，破坏 目标检测
l 减小目标的雷达截面积
雷达对抗的主要技术特点
1) 宽频带、大视场 雷达侦察系统的频率覆盖范围为：10～40GHz， 75~140GHz 具备陆、海、空、天全空域、全方位、全高度 的对抗能力 2) 瞬时信号检测、测量和高速信号处理 适应传统脉冲雷达、捷变频雷达、低辐射雷达 信号的检测与识别能力，对雷达参数的测量实时 完成，信号的处理必须是高速实现。
雷达干扰的分类
按作用原理分 遮盖性干扰
在雷达接收机中，干扰与目标回波叠 加在一起，使雷达难以从中检测目标信 息。 欺骗性干扰 在雷达接收机中，干扰与目标回波难以 区分，以假乱真，使雷达不能正确检测 目标信息。
雷达干扰的分类
按雷达、目标、干扰机相对位置分
远距离支援干扰(SOJ)，干扰机远离目标，通过 辐射强干扰信号掩护目标，一般为遮盖性干扰，干 扰雷达旁瓣。
雷达 侦察 设备
干扰 决策
资源 管理
干扰 资源库
功率 合成
波束 形成
国外电子战装备技术发展现状与趋势
由于美国是当今世界最发达国家，其技术水平 代表了当今世界的最高水平，因此这里重点介绍 有关美国的电子战装备技术的发展现状与趋势。
美军“2010年联合设想”是其确定其装备技术 发展方向和未来高技术作战的基本出发点。以信 息技术为核心的高技术迅猛发展而引发的这场新 军事革命，将改变21世纪初叶的战场格局，并给 未来高技术局部战争带来深刻而深远的影响。为 了赢得高技术战争，迎接和推动新军事革命，美 国军方提出了“2010年联合设想”，为其武装部 队的发展，提供了作战标准，成为其三军设想的 基础。
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