第一章雷達基本工作原理-雷達與雷達模擬器

第一章雷達基本工作原理§1.1引言1.1.1基本概念“雷達”譯自英文詞匯——Radar

——Radiodetectionandranging

——

無線電探測和測距。

定義：雷達是一種通過發(fā)射電磁波和接收回波，對目標進行探測和測定目標信息的設備。1.1.2雷達技術的發(fā)展1886-1888Hertz(Germany):實現(xiàn)了電磁波振蕩，發(fā)射，接收。1914(American):回聲探測器－雷達的初始模型。

Marconi(Italy):提出一個可實踐的雷達系統(tǒng)。1930Blair:脈沖回波測量（距離，方向）系統(tǒng)，基本雷達.RCACo.(American):發(fā)明了機載雷達。(America):“NewYork”巡洋艦首先安裝艦載雷達。AfterWWII成為了發(fā)展快速的導航儀器。中國:主要從發(fā)達國家引進技術,目前已生產(chǎn)具有自主產(chǎn)權的航海雷達。現(xiàn)代雷達/ARPA:具有計算機,構成組合導航

integratednavigationsystem(Loran,GPS,ECDIS),及自動船橋系統(tǒng)Automaticbridgenavigationsystem.1.1.3海上雷達的用途航海雷達特點:厘米波長（3厘米，10厘米）

脈沖發(fā)射，導航(1)避碰距離，方位測量目標參數(shù)(2)無視線限制(1)遠距離探測盡早發(fā)現(xiàn)目標三個主要用途:???????????íì(2)定位航行方向掃描量程:回波(在10nm)Δt＝123.5μs熒光屏邊緣本船目標島嶼12nm目標90°245°245EBL901802700方位標志海圖平面雷達平面距離與方位測量掃描線固定距標圈HL島嶼本船雷達不能“感知”目標的背面，因此目標的后沿是不可見的.§1.2雷達的測距與測向原理

（1）測距原理：

1）物理基礎：超高頻無線電波在空間等速直線傳播；遇物標良好反射。

2）測距公式：R=C·t/2（t=t2t1C=300m/s）（2）測方位原理：

1）利用定向收發(fā)天線，只向一個方向發(fā)射雷達波且只接收此方向上目標反射的回波，天線的方向即是目標的方位；

2）天線旋轉依次向四周發(fā)射雷達波，則可探知周圍目標的方位。發(fā)射脈沖回波顯示器回波(2)發(fā)射機接收機電源船電船首線微波傳輸線天線方位回波T/R觸發(fā)器TransmitterReceiverT/R天線收發(fā)機顯示器ARPA(1)觸發(fā)器方位與船首線§1.3雷達的基本組成部分及作用（1）定時器（亦稱觸發(fā)電路、觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器、定時電路、同步電路）（Trigger）：是雷達的指揮中心；產(chǎn)生周期性的窄脈沖即觸發(fā)脈沖（定時脈沖、同步脈沖）。送：①發(fā)射機：控制發(fā)射開始。②接收機：控制近距離增益。③顯示器：控制計時開始。（2）發(fā)射機：在觸發(fā)脈沖控制下產(chǎn)生周期性的大功率射頻脈沖（微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達波）。（3）收發(fā)開關：發(fā)射時，關閉接收機入口，保護接收機，大功率射頻脈沖送天線；接收時，關閉發(fā)射機通路，微弱回波能量送接收機。保護接收機?！?.3雷達的基本組成部分及作用（4）天線：定向收發(fā)天線，將發(fā)射機送來的射頻脈沖聚成細束集中向一個方向發(fā)射，接收此方向目標反射回來的雷達波（回波）送接收機。（5）接收機：超外差式，將微弱回波信號放大千萬倍以符合顯示器要求。（6）顯示器：平面位置顯示器（PPI），計時及計算，將目標回波按目標的實際距離和方位顯示在熒光屏上；配有測量系統(tǒng)供隨時測量。（7）雷達電源：把船電變成雷達所需的中頻電。400～2000Hz。ARPA:Automaticradarplottingaids——aplottingdevice整機工作過程通電后，雷達電源產(chǎn)生的中頻電加到各分機。定時器產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖一路送顯示器控制掃描系統(tǒng)在熒光屏上形成距離掃描線；一路送發(fā)射機，控制發(fā)射機產(chǎn)生發(fā)射脈沖，經(jīng)收發(fā)開關、波導管送天線并發(fā)射出去，當雷達波遇到目標，被反射回來，一部分反射信號被天線接收，送入接收機，構成目標回波脈沖，經(jīng)放大并變換成視頻脈沖，加到陰極射線管，在掃描線相應的位置上形成加強的回波亮點。天線的旋轉方位角信號經(jīng)方位同步系統(tǒng)送入顯示器，使掃描線與天線同步旋轉。天線旋轉向四周發(fā)射雷達波，被目標反射回來的雷達波在相應的掃描線上形成目標回波亮點。利用測量標志可測量目標的距離和方位。電磁波特性直線傳播二次輻射（反射）目標雷達目標雷達所能發(fā)現(xiàn)的所有目標。船舶島嶼（陸地）浮標海浪雜波雨雪雜波目標信息相對位置（距離和方位）真速度真航向