雷達原理與系統(tǒng)教學(xué)課件復(fù)習(xí)過程

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四、雷達的作用原理由雷達發(fā)射機產(chǎn)生的電磁波經(jīng)收發(fā)開關(guān)后傳輸給天線(tiānxiàn)，由天線(tiānxiàn)將此電磁波定向輻射于大氣中。電磁波在大氣中以近光速傳播，如目標恰好位于定向天線(tiānxiàn)的波束內(nèi)，則它將要截取一部分電磁波。目標將被截取的電磁波向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷達接受方向。雷達天線(tiānxiàn)搜集到這部分散射的電磁波后，經(jīng)傳輸線和收發(fā)開關(guān)反饋給接收機。接收機將這微弱信號放大并經(jīng)信號處理后即可獲取所需信息，并將結(jié)果送至終端顯示。第一頁，共20頁。常規(guī)(chángguī)雷達工作流程第二頁，共20頁。多普勒雷達(léidá)工作流程第三頁，共20頁?！?.2雷達(léidá)目標位置的測量電磁波的速度(sùdù)（v）=光速（c）.目標物的位置：方位角、水平距離(jùlí)、高度電磁波在傳播過程中遇到目標產(chǎn)生二次散射，是雷達發(fā)現(xiàn)目標的物理基礎(chǔ)。電磁波在均勻介質(zhì)中的勻速直線傳播，是雷達測定目標距離的物理基礎(chǔ)。雷達定向發(fā)射和接收電磁波，是雷達測定目標角位置的物理基礎(chǔ)。目標回波的多普勒效應(yīng)，是雷達測定目標速度的物理基礎(chǔ)。第四頁，共20頁。一、測距原理(yuánlǐ)測距物理(wùlǐ)基礎(chǔ)：目標反射;等速直線傳播.用脈沖測距法：測的是水平(shuǐpíng)距離R.2R=C·△t△t——電波在RD與目標間往返傳播時間;C=3×108m/s.式中:R=C/2·△tR

雷達天線目標第五頁，共20頁。距離的單位：國內(nèi)常用:“Km（千米）或“m”國外常采用:“mile（英里(yīnglǐ)）”“ft英尺”、“nmile（海里）”或“yd”（碼）換算關(guān)系：1000yd=3000ft=0.914km≈0.568mile1nmile=1.853km第六頁，共20頁。二、測方位(fāngwèi)原理目標(mùbiāo)方位角：指真北與雷達和目標(mùbiāo)聯(lián)線在水平面上投影的夾角。即斜距R在水平面上的投影OB與正北（真北）之間的夾角。RD——測方位物理基礎(chǔ)直線傳播（微波）天線定向收、發(fā)第七頁，共20頁。RD天線是一種定向天線(dìngxiàngtiānxiàn)。所以天線的方向始終要對準目標物。這就需要顯示器上的掃描線必須與天線旋轉(zhuǎn)同步，即掃描線方向=天線方向、掃描線方位=回波方位。要實現(xiàn)(shíxiàn)這個目標——雷達的標定——找到二者的起始位置的參考點——真北方向。角度采用(cǎiyòng)度或密位表示,其關(guān)系為：360度=6000密位1度=16.7密位國外常用角度單位為弧度，度及毫弧度關(guān)系為：1弧度=57度=1000毫弧度1毫弧度=0.057度第八頁，共20頁。注意：關(guān)于真北(zhēnběi)的概念及三北方向*我國通用(tōngyòng)的標準方向有真子午線方向、磁子午線方向和坐標縱軸方向，簡稱為真北方向、磁北方向和軸北方向，即三北方向。1．真子午線方向：通過地球表面某點的真子午線的切線方向，稱為該點的真子午線方向，即真北方向。它是通過天文測量或用陀螺經(jīng)緯儀測定的。第九頁，共20頁。2．磁子午線方向：通過地球表面某點的磁子午線的切線方向稱為該點的磁子午線方向，即磁北方向。它是用羅盤儀測定的，磁針在地球磁場的作用下自由(zìyóu)靜止時所指的方向即為磁子午線方向。第十頁，共20頁。3．坐標縱軸方向：在高斯(ɡāosī)平面直角坐標系中，其每一投影帶中央子午線的投影為坐標縱軸方向，即軸北方向。若采用假定坐標系則坐標縱軸方向為標準方向。在同一投影帶內(nèi)，各點的坐標縱軸線方向是彼此平行的。第十一頁，共20頁。三北(sānběi)之間的關(guān)系*1 2 –γ

+δ

α

A

β

三種方位角之間的關(guān)系

第十二頁，共20頁。過1點的真北方向與磁北方向之間的夾角稱為磁偏角，用δ表示。過1點的真北方向與坐標縱軸北方向之間的夾角稱為子午線收斂角，用γ表示。δ和γ的符號規(guī)定(guīdìng)相同：當(dāng)磁北方向或坐標縱軸北方向在真北方向東側(cè)時，δ和γ的符號為“＋”；當(dāng)磁北方向或坐標縱軸北方向在真北方向西側(cè)時，δ和γ的符號為“－”。同一直線的三種方位角之間的關(guān)系為：A=β+δA=α+λα=β+δ+λ1 2 –γ

+δ

α

A

β

三種方位角之間的關(guān)系

第十三頁，共20頁。真北是通過地面或圖面上某點指向北地極的方向，即經(jīng)線（亦稱子午線）所指的北，磁北則是通過地面或地圖上某點指向北磁極的方向，由于磁極與地極并不完全一致，所以磁北方向與真北方向常有一定的夾角。這個夾角叫做磁偏角。由于多種因素的影響，各個地區(qū)磁偏角的大小常有不同。在一個地方用羅盤確定方向時，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐拇牌怯枰?yǔyǐ)訂正。第十四頁，共20頁。全國(quánɡuó)各城市的磁偏角地名磁偏角地名磁偏角地名磁偏角地名磁偏角漠河11°00‘齊齊哈爾9°54‘哈爾濱9°39‘長春(chánɡchūn)8°53‘滿洲里8°40‘沈陽7°44’旅大6°35‘北京5°50‘天津5°30‘濟南5°01‘呼和浩特4°36‘徐州4°27‘上海4°26‘太原4°11‘包頭4°03’南京4°00‘合肥3°52‘鄭州3°50‘杭州3°50‘許昌3°40‘九江3°03‘武漢2°54‘南昌2°48‘銀川2°35‘臺北2°32‘西安2°29‘長沙2°14‘贛州2°01'衡陽1°56‘廈門1°50‘蘭州1°44‘重慶1°34‘貴陽1°17‘遵義1°26‘西寧1°22’桂林1°22‘成都1°16‘廣州1°09‘柳州1°08‘昆明1°00‘南寧0°50‘湛江0°44’海口0°29‘拉薩0°21’珠穆朗瑪0°19‘西沙群島0°10‘曾母暗沙0°24‘(東）南沙群島0°35’(東）烏魯木齊2°44'(東)東沙群島1°05‘第十五頁，共20頁。三、測速原理(yuánlǐ)當(dāng)目標相對于RD運動后，出現(xiàn)△fD(回波(huíbō)相對于發(fā)射ft的頻率偏移)，此時，目標相對于RD的徑向速度為：式中VR——目標與雷達的相對（徑向(jìnɡxiànɡ)）速度（m/s）λ——RD工作波長（m）fd——雙程多普勒頻率（Hz）在海上,速度單位俗稱為“節(jié)”（1Kn）,即1nmile/hv地平線D0

第十六頁，共20頁。兩個(liǎnɡɡè)概念：多普勒頻移與徑向速度1、多普勒頻移：當(dāng)目標物與雷達之間存在相對運動時，接收到回波信號的載波頻率(pínlǜ)相對于原來的發(fā)射的載波頻率(pínlǜ)產(chǎn)生一個頻率(pínlǜ)偏移，這個頻率(pínlǜ)偏移在物理學(xué)上稱之為多普勒頻移2、徑向速度：物體（目標）在觀察著視線方向的速度。第十七頁，共20頁。NzRH地平線h修正Dβ

彎曲的地平線0P

四、目標(mùbiāo)高度測量例：飛機(fēijī)著陸Nz——正北P——目標(mùbiāo)R——斜距D——水平距H——高度——方位角β——仰角測R、α、β可定目標空間位置考慮到地平線上彎曲的，H應(yīng)予修正。hA-天線高度；ρ——地球曲率半徑；R2/(2ρ)——h修正=R2/17000H=hA+

Rsin+R2/17000米地球曲率補償高度:地曲補償?shù)谑隧?，?0頁。收發(fā)開關(guān)天線功率放大器低噪聲放大器本振混頻器中頻匹配放大器濾波器第二檢波器視頻放大器顯示器一.框圖(kuàngtú)如下圖：§1.3脈沖雷達的基本(jīběn)組成天線(tiānxiàn)伺服系統(tǒng)定時器調(diào)制器第十九頁，共20頁。。發(fā)射機產(chǎn)生的雷達信號(通常是重復(fù)的窄脈沖(màichōng)串)天線輻射到空間。收發(fā)開關(guān)雷達工作時實現(xiàn)收發(fā)共用(ɡònɡyònɡ)一個天線目標截獲并反射一部分雷達信號雷達天線(tiānxiàn)收集回波信號接收機加以放大。如果接收機輸出的信號幅度足夠大，就說明目標已被檢測。雷達通常測定目標的方位和距離，但回波信號也包含目標特性信息。顯示器顯