微波技術 雷達介紹

微波應用之雷達雷達（Rador）是微波的最早應用之一。Rador一詞是RadioDetectionandRanging的縮寫，意為無線電探測與測距。雷達是運用各種無線電定位方法，探測、識別各種目標，測定目標坐標和其它情報的裝置。WhatisRador?雷達的基本組成及作用1、定時器：（觸發(fā)電路、同步電路等）是雷達的指揮中心，產(chǎn)生周期性的窄脈沖。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，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。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，并接收此方向物標反射回來的雷達波（回波）送接收機。天線是雷達實現(xiàn)大空 域、多功能、多目標的技術關鍵之一。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。

V幾十V6、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；且配有測量系統(tǒng)（人工加了一些符號）供隨時測量。7、雷達電源：把船電變成雷達所需的中頻交流電。400~2000Hz收/發(fā)開關定時器發(fā)射機顯示器天線控制器接收機雷達系統(tǒng)的基本組成框圖天饋子系統(tǒng)顯示子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)射頻收發(fā)子系統(tǒng)中央處理子系統(tǒng)信號處理子系統(tǒng)現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的組成框圖現(xiàn)代PK傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的雷達主要用于探測目標的距離、方位、速度等尺度信息，隨著計算機技術、信號處理技術、電子技術、通信技術等相關技術的發(fā)展，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)還能識別目標的類型、姿態(tài)，實時顯示航跡甚至實現(xiàn)實時進行圖像顯示。所以，現(xiàn)代雷達系統(tǒng)一般由天饋子系統(tǒng)、射頻收發(fā)子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)及中央處理子系統(tǒng)等組成。電磁波在傳播過程中遇到物體會產(chǎn)生反射，當電磁波垂直入射到接近理想的金屬表面時所產(chǎn)生的反射最強烈，于是可根據(jù)從物體上反射回來的回波獲得被測物體的有關信息。雷達工作機理一.雷達測距原理1、物理基礎：超高頻無線電波在空間直線傳播；遇物標能良好反射2、測距公式：Δt：往返于天線與目標的時間C:電磁波在空間直線傳播速度二.雷達測方位原理1、利用收發(fā)定向天線，只向一個方向發(fā)射雷達波且只接收此方向上的目標的反射回波2、天線旋轉(zhuǎn)依次向四周發(fā)射雷達波，則可探知周圍物標的方位——天線的方向即目標的方向3、方位同步系統(tǒng)雷達測距與測方位原理圖方向掃描量程:回波(at10nm)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Fig.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.波長λ

S波段10cm波長2000~4000MHz7.5~15cm3050MHzX波段3cm波長8000~12500MHz2.4~3.75cm9375MHz

。天氣好:Xband;天氣壞(雨/雪):Sband2.脈沖寬度τ每次發(fā)射脈沖的射頻振蕩持續(xù)時間.0.05~0.2us雷達相關技術參數(shù)3.脈沖重復頻率f/脈沖重復周期Tf（P.R.FPulseRepeatFrequency）

每相鄰兩次發(fā)射脈沖的時間間隔

。（400~4000Hz）4.發(fā)射峰值功率Pt:在脈寬持續(xù)時間內(nèi)的功率5.發(fā)射平均功率Pm:在脈沖重復周期內(nèi)的功率Tpptmt=6.接收機靈敏度Prmin:表示接收機接收微弱信號的能力Prmin=kT△f·N△f接收機通頻帶N接收機噪聲K波爾茲曼常數(shù)T接收機端絕對溫度7.接收機帶寬△f指在放大情況下，允許通過接收機的信號頻率范圍。長脈沖→窄范圍的頻譜△f↑→噪聲↑→靈敏度↓→失真↓△f↓→噪聲↓→靈敏度↑→失真↑兼顧:遠量程△f↓→靈敏度↑近量程△f↑→靈敏度↓航海雷達1～25MHz10.垂直波束寬度θ

V

表示在垂直面內(nèi)的波束半功率點的寬度。為防止船舶搖擺時不至丟失目標，一般15o~30o

。

HBWVBW棒狀波束8.天線增益定向天線最大輻射方向的功率與點狀天線各向均勻輻射的平均功率之比。

表示定向天線的功率集束能力。

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4Ge--?aGeAAˉ-?aGllp9.水平波束寬度θ

H

在水平面內(nèi)的波束半功率點的寬度。

θH半功率點ABBCC水平方向性圖PLR半功率點LqH方位分辯率一般為1o雷達分類（1）按定位方法可分為：有源雷達、半有源雷達和無源雷達。（2）按裝設地點可分為：地面雷達、艦載雷達、航空雷達、衛(wèi)星雷達等。（