雷达原理习题解答1
雷达原理习题解答
电子科技大学信息对抗技术系《雷达原理教研组》
2005.9
第一章
1-1. 解：
目标距离：68
5100010310 1.510()15022
c
R m km τ-???==
=?= 波长m 1.01031039
8
=??=
λ，多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.02
4=?=
=
λ
，线速度s m V /100060cos 500=?
= 1-2. 解： a ）Km Km R 6.3751.01004
1
max =??
?
???= b ）dB k S kS i i 72.05
1
,511.010min min -===∴?=?Θ
1-3. 解： T r 同步器输出
调制器输出 发射机高放输出
接收机高放输出 t r 混频输出 中放输出
第二章
2-1. 解：
重复周期：ms T r 110001==
，平均功率：W P av 240010003
1085=??= 工作比： 003.01000
3
==
D 2-2. 解：
对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机，3参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。 2-3. 解：
[]dBc KHz L 501010000010lg 101-=??
? ???=
2-4. 答：
（1）p44图2.18中V2的作用是：在阴极负高压作用期间，在管腔产生
高功率的电磁振荡，并通过腔的耦合探针将电磁能输出到腔外； （2）p47图2.23中V D1的作用是当PFN 谐振充电到2倍电源电压后，防
止PFN 向电源的放电，而保持在2倍电源电压状态；V D2的作用是在PFN 放电期间改善其与负载的匹配，并抑制不匹配时产生的振荡；
（3）在p45图2.21中若去掉V 2，则在C 0上可进行正常充电过程，但没
有放电开关V 2后，只能通过R 放电，放电时间过长，且波形很差，微波管可能因连续工作时间过长而损坏，不能正常工作。 2-5. 解：
充电等效电路 R 放电等效电路 E C C R H 2-6. 解： 0
10V
PFN 特性阻抗：H c R C L Z =Ω=?==--50010
102510
6
，为匹配放电 脉冲宽度：s LC n μππτ942.010********=??==-- 2.7. 解：
谐振充电要求：()
H L L ch ch
44.8103105,1051031
9
2
449=??
??
? ???=?=?-----ππ
匹配放电要求：等效阻抗Ω==='5.1674/670/2n R R H H
， H L L
μ28105.167.5.16710
929
=?=Ω=--
充电等效电路L ch 放电等效电路
E 3C C L C L C L R H
若重频改为1000Hz ，可在L ch 后加二极管，或将L ch 改为33.76H 。 2.8． 解： a ） b ） c ）
i c
上升时间s i C E t c s μ15.080
1012000010
0=?==-
下降时间()s i C E E
t d
g d μ15.080
1012007010
≈?=+=
-
G 1管平均功率W t f i E s r c 4321015.060080600002
60
=????=- G 2管平均功率
()W t f i E E
s r d g 4321015.060080600352
60
≈????=+-
第三章
3-1. 解：均按等效噪声温度比较 行波管高放：F=6dB=3.98，T e =（3.981）290K=864.2K 参量放大器：F=1.8dB=1.51，T e =（1.511）290K=147.9
K
量子放大器：10K ；外噪声T A =300K
因此，仅从高放的噪声系数来说：量子放大器噪声性能最好，参量放大器次之，行波管放大器性能最差。
外噪声功率比行波管噪声小，比参放和量放的噪声大。 3-2. 解：
329
.9101032901038.11.01),/(1.1.0126230=?????+=∴?+==?-F BG kT N F W N ())(5.2415290329.72901K F T e =?=-=
3-3. 解：
无源总损耗729.09.09.09.0=??，混频器噪声系数102.02==c F
总噪声系数44.42
.010729.01
410729.0110729.013729.0122=??-+?-+-+=
F 去掉低噪声高放29.342
.0729.01
4729.0110729.01=?-+-+=F
3-4. 解：临界灵敏度dBm dBm S i 45.1058.1lg 106.114min =++-= 3-5. 解：
接收机总噪声系数9478.53
.015072.01315072.017.672.012.472.01=??-+?-+-+=
F 外噪声引起的总噪声系数2581.7290
3809478.50=+=+='T T F F A 接收机带宽MHz B 46.010337
.16
=?=
- 接收机灵敏度dBm dBm S i 76.10532581.7lg 1046.0lg 10114min -=+++-= 3-6. 解：
外噪声引起的总噪声系数4290
29030=+=+='T T F F A ，()K T e ?=?-=87029014 接收机带宽MHz B 37.110
137
.16
=?=
- 临界灵敏度dBm dBm S i 61.1064lg 1037.1lg 10114min -=++-=
单值测距围Km f c R r 250600
210328
=??==
第四章
4-1. 解：
X 偏转板 140V 100V 300V
67s
Y 467s
辉亮 1ms
4-2. 解：
扫略线长度A 、B 同长，C 、D 同长，且A 、B 是C 、D 的两倍 量程A 最小，B 、C 相同，且为A 的两倍，D 最大，且为A 的3倍 4-3. 解：
X 左偏转板
X 右偏转板
Y 上偏转板
Y 下偏转板
4-4. 解：
（1）发射脉冲 扫略线圈电流
辉亮信号 （2）扫略线圈电流
辉亮信号67s
4-5. 解：
目标距离Km ms V cm
V cm Km R 150/100/1010150=??
=
距离量程Km ms
V cm
V cm Km 300/10/1020150=??
若将量程提高一倍，扫略电压正程时间需提高一倍，斜率降为50V/ms 。 4-6. 解：
未改改u x u g
4-7.解：
按照57自左下而上、再由上而下用顺序点阵法分解，
如图所得序列为下表：（1为有辉亮，0为无辉亮）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 辉亮0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1
按照57自左下而上、再由上而下用程控点阵法分解，
如图所得序列为下表：（1为有辉亮，0为无辉亮）
序号增量数+X -X +Y -Y 辉亮
1 1 0 0 1 0 0
2 1 1 0 0 1 1
3 2 1 0 0 0 1
4 1 1 0 1 0 1
5 1 0 0 1 0 1
6 1 0 1 1 0 1
7 3 0 1 0 0 1
8 3 0 0 1 0 1
9 4 1 0 0 0 1
书写速度：顺序点阵法每字符固定为35节拍（时钟周期），程控点阵法取决于所写字符，本例中为17节拍（增量数之和），所以较快；
存储容量：顺序点阵法固定为35bit，程控点阵法取决于所写字符，本例中为517=85bit，所需容量较大。
第五章
5-1．解：
根据雷达方程：()()4
212142
24114
22224
1212,,44????
??=∴==R R R R R A G P R A G P e t e
t σσσσπσπσ 5-2． 解： 根据雷达方程：()
()()
()
σσσπσπσ162,2444
04
04
02
24
2
2==
=
R R R A G P R
A G P t e
t e
t t
5-3． 解：
（1）根据RCS 的定义：1
2
2
2214,4S S R R S S πσπσ=∴= （2）目标等效球体的总散射功率2214R S S P πσ== （3）σ与入射功率无关，所以不变 5-4． 解：
（1）在自由空间的最大跟踪距离()Km R 6.631101.0410********
113226max =?
??
?
????????=-ππ （2）信标作用距离()Km R 316228101.0410410102
1
726
max 1=?
??
?
???????=-ππ 雷达作用距离()Km R 316228101.041041012
1132max 2=?
??
?
???????=-ππ 信标跟踪时最大作用距离{}Km R R R 316228,m in max 2max 1max == 5-5. 解： 虚警时间满足10
6
1039.110
236001,1-?=??=
∴=fa fa fa P B
P T 虚警数96102.710236001
?=??==fa
fa P n 由于2
22σT V fa e
P -
=，所以
()
737.61039.1ln 2ln 210=?-=-=-fa T
P V σ
5-6. 解：
（1）根据全概率公式：
()()()()()52.01.04.08.06.0//=?+?=+=A B P A P A B P A P B P ，()()48.01=-=B P B P
（2）根据条件概率()()()()()B A P B P A B P A P B A P //,==，所以
()()()()923.052
.08
.06.0//=?==
B P A B P A P B A P
5-7. 解：
由p137图 5.7在%50,106==-d fa P P 时，查得检测因子为11.2dB ，在
%90,1012==-d fa P P 时，查得检测因子为16.3dB ；
由p148表 5.3，小型歼击机=2m 2，大型远程轰炸机=40m 2，相差
dB 01.13202
40
==，检测信噪比增加：dB 91.72.113.1601.13=+-，对检测距离影响：5767.19775.1491.7==dB 倍 检测距离为：300Km 1.5767=473.01Km 。 5-8．解：
（1）天线扫描周期s 41560=，脉冲积累数204360
3
600=??
=n 由p137图 5.7查得单脉冲检测%90,1012==-d fa P P 时，信噪比为15.6dB ，由p140图5.10查得%90,1012==-d fa P P ，n=20检测因子为5.3dB,对距离改善()dB 575.243.56.15=-，作用距离为：
Km 543103002575.0=?
（2）天线扫描周期s 2060=，脉冲积累数10020360
3
600=??
=n 由p140图5.10查得%90,1012==-d fa P P ，n=100检测因子为0.7dB,对距离改善()dB 725.347.06.15=-，作用距离为：Km 707103003725.0=? （3）SWELLING Ⅰ型起伏时，由p151图5.15查得信噪比附加8dB ，相参
积累20的改善为13dB ，对作用距离影响33.125.14/)813(==-dB ，作用距离为：Km 40033.1300=?
5-9. 解：
以直视距离()Km 65.17010010001.4=+?为宜 5-10. 解：
（1）天线口径不变，波长使增益成为e A G 2
4λπ
=
，
当波长从10cm 变到3.2cm 时，增益提高766.92.3102
=??
?
??倍，Km R 8844766.91004
1
max =???
????= （2）按非起伏目标，P d =0.9，P fa =10-10由p140图5.10查得dB D 6.40=，
当P fa =10-6，P d =0.9时，dB D 8.20=，距离增加到：
109.145.04
8
.26.4==-dB 倍，Km R 9.110109.1100max =?= （3）由于()
a H +=2001.480，所以m H a 84.282001.4802
=??
?
??-≥ （4）天线扫描速度提高一倍则脉冲积累数减为10，查p140图5.10得
dB D 60=，距离为
923.035.04
6
6.4=-=-dB 倍，Km R 3.92923.0100max =?= 5-11. 解： 天线增益提高11.113102
=??
? ??，最大作用距离04
1
0max 732.11008111.11R R R =??? ??
??= 5-12. 解：
204.050=?，理想中频积累达到相同积累效果时需要20个脉冲。
5-13. 解：
（1）接收灵敏度dBm dBm S i 54.982lg 1029029010lg 106.1lg 10114min -=+??
?
?
?+
++-= ()()Km R 6.191101043056.010104
1
854.94.032
8
9
max =???
?
???????=-π
（2）输入端信号功率()()()dBm W P r 27.941010105.143
056.01010427.124
.04532
86-==??????=
-π
输入端噪声功率dBm dBm B KT A 96.1116.1lg 10114-=+-= 输入端信噪比()dB 69.1796.11127.94=---
输出端信噪比降低F 倍，为()dB 276.711lg 1069.17=- 5-14. 解： 虚警概率()62
252107.32
2
--
-
?===e
e
P T V fa σ，按610-=fa P 、m=12dB 、非起伏目标，
由p137图5.7得75.0=d P 。接收带宽MHz B 685.010237
.16
=?=- 系统噪声系数dB F 07.605.4290
20
106.0==+
= 灵敏度dBm dBm S i 57.971207.6685.0lg 10114min -=+++-= 最大作用距离()()Km R 750101.045042.171024
1
757.9222
9
max
=?
??
?
?????????=-ππ 5-15. 解：
直视距离()Km 6.187********.4=+?，接收带宽MHz B 85625.010
6.137
.16
=?=- 脉冲积累数7.16400360
5.1660=??=
n ，由p140图5.10得非起伏dB D 5.50=，由p151图5.15得附加7dB ，使dB m 5.1275.5=+=，
接收灵敏度dBm dBm S i 4.905.1215lg 1085625.0lg 10114min -=+++-= 不考虑地面反射、大器衰减时的最大作用距离为
()()Km R 194101.0415461034
1
04.9222
8max
=???
?
????????=-ππ
与直视距离综合后为187.6Km 。仰角为?=??
?
??--06.06.1872.01sin 1，由p157图5.18a 得双程衰减2.6dB ，平均每公里双程衰减为Km dB /014.06.187/6.2=，
由p158图5.20按194Km 得修正后最大作用距离为160Km 。 考虑地面反射后Km Km R 31310
6.11.0200
10002sin
21605
max =?????≈π
第六章
6-1. 解： 频率计指示：MHz c R f 3
2300250222=??=?=
? 测距精度：m c F R 875.1102221035010222656=?????=????=δ 距离分辨力：m c F R 75.310221035010226
5
6=????=???
?=?
6-2. 解： 距离μ
2F
c R ?≈
，式中，μ,,F c ?分别为电波传播速度，收发频差，调频斜率 测距误差m f c R 5.110541010010346
3
8=?????=?≈?-μ 6-3. 解：
（1）当准确跟踪时，图中A 、B 、C 、D 、E 五点波形
A
B
C
D
（2）回波脉冲中心滞后两波门中心、且0 B C D E （3）该时间鉴别器的时间误差鉴别特性 -3/2 -/2 0 /2 3/2 t 第七章 7-1 解： 单向和双向辛克函数方向图中，0 3602θθπ '? = = b ，其中00,θθ'分别是以弧度、度为单位的零点波束宽度； 单向高斯函数方向图中，18 .15 .0θ= a ，5.0θ是半功率波束宽度 双向高斯函数方向图中，67 .15 .0θ=b a ，5.0θ是半功率波束宽度 7-2 解： 相位法测角的物理基础是：利用目标回波在不同天线口面的波程差形成的信号相位差，且在一定的条件下，该相位差与回波到达方向成单值影射关系，通过测量相位差可唯一确定目标方向。 最大信号法以接收信号功率最大时的天线波束指向作为目标所在方向；等信号法以相邻波束接收信号功率相等时的天线等波束指向作为目标所在方向，其精度高于最大信号法。 7-3 解： 理论读数测得的角度应为：?=??? ? ? ???=??? ??????=--4712.19360602sin 36060sin 11d λθ 两天线测角应为：?=?? ? ?? ???=??? ??????=--8275.20360642sin 36064sin ?11d λθ 三天线测角时，长基线无模糊相位应为： ?=?+????? ?????=+?????? ? ? ? ? ??='42666360360764int 360360int 1312 1312 13 ???d d 三天线测得角度应为：?=?? ? ?? ???=??? ??????=--7609.193605.3426sin 360426sin ?11d λθ 所以三天线测角的精度较高。 7-4 解： 天线波束的扫描方法有机械扫描和电扫描方法，机械扫描的优点是：扫描围大，扫描控制简单，缺点是：扫描速度慢，惯性大；电扫描的优点是：扫描速度快，波束数量、形状、驻留时间等控制灵活，缺点是：扫描控制复杂。 7-5 解： 1、根据无栅瓣条件，每个阵元间距130sin 21 sin 21max =? ?=< θλ d 2、选择 9.0=λ d ，扫描角为6时，相邻移相器的相移量 ?=????=867.336sin 9.0360?，采用4位数字移相器时移相器控制数据()()()11,1,0,5.05.22360,mod int 5.03602360,mod int 4Λ=??? ???+???=?? ????+????=i i i i n ??，得 到各数字移相器控制数据如下表： i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 n(i) 0 2 3 5 6 8 9 11 12 14 15 1 扫描角为30时，相邻移相器的相移量?=????=16230sin 9.0360?，得到各数字移相器控制数据如下表： i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 n(i) 0 7 14 6 13 4 11 2 10 1 8 15 3、当扫描角为030±时，?=? ??=??=4.430cos 129.030cos 5.0N d θ 7-6 解： 图中所示的相邻移相器相位为：?=? ? =452 36024 ?，所以 ?=?? ???????=????????=--478.14360452sin 360sin 11?λθd 若波束指向角为θ-，则各移相器控制数据分别为：0，14，12，10； 若波束指向角为θ2，则相邻移相器相移量应为： ()?=???=????=142.87484.05.0360478.142sin 360λ ?d 各移相器控制数据分别为：()()3,2,1,0,5.05.22360,142.87mod int =?? ? ? ??+????=i i i n i 0 1 2 3 n(i) 0 4 8 12 7-7 解： 根据最大作用距离确定雷达的脉冲重复周期：ms c R T r 210 3300 225 max =??== 波束立体角：232/232?=???==βαθθθ 搜索空域立体角：()2924715sin 45sin 3.57360?=?-?????=V 搜索周期：0759.165.613 10210161.38363 s NT V T r s =???= =-θ 数据率：01622.065.6111===s D 7-8 解： 波导波长：() () cm a g 68.76210110212 2 00 =?+= += λλλ 相邻馈线长度L 引起的相移为：?=??=1500360g L λ?，取模后?=60? 波束指向角为：?=?? ???????=??? ????? =--47.19360602sin 360sin 11?λ θd 。 7-9 解： 相邻馈源的波程差：()()g g tg tg d l λλββ3.115sec 15sec =?+?=+=? 产生的相邻相位差：?=???=468360g l λ?，取模后?=108? 波导波长：() cm g 68.762101102 =?+= λ，馈源间距：cm d g 68.7==λ 波束指向角为：?=?? ????????=??? ????? =--2336068.710810sin 360sin 11?λ θd 7-10 解： 1、 该系统原理是：利用不同抽头的迟延线形成相移，该相移正好与电 波相移一致，合成不同指向的同时多波束。在图示系统中的3波束指向如下图： 2、 当020=?θ时，需要的相邻相移为： Λ,2,1,0,36056.613605.012320sin 360±±=???+?=??+??=???=n n n d λ ? 30MHz 频率的空间波长为10m ，电缆波长为：m g 44.425.2/100===ελλ 传播速度为：881033.125.2/103?=?==εc c g 电缆长度：m l 76.044.436056.61=???= ?，迟延时间ns t 7.510 33.176 .08 =?=? 3、 形成5个间隔020=?θ的波束，5路接收延迟线设置如下图。 A 0 B 00 左2 左1 中 右1 右2 L L L B 1 C 1 D 1 4L L L L 4L A 4 B 2 C 2 D 2 E 4 左2波束=A 8+B 64+D 2+E 0 L L 左1波束=A 4+B 3+C 2+D 1+E 0 B 3 D 3 中间波束=A 0+B 0+C 0+D 0+E 0 4L 3L 2L 3L 4L 右1波束=A 0+B 1+C 2+D 3+E 4 右2波束=A 0+B 2+C 4+D 6+E 8 A 8 B 6 C 4 D 68 7-11 解： 由于目标偏离等信号方向（锥轴方向），在天线扫描过程中，引起目标回波信号振幅受到角度偏离的调制，调制深度取决于偏离角的大小，调制频率与锥扫频率一致，调制初相取决于目标偏离的方向。 7-12 解： ○ 1误差包络 120 2V 0 2/s ○ 2当目标处于位置B ，相位鉴别器的方位基准信号采用t s ωsin ，仰角基准信号采用t s ωcos ，此时天线等信号轴O 点将向B 点平移运动，直到与B 点重合。 第八章 8-1 解： f d ○ 1αλ sin 2v f d = -/2 0 /2 ○ 2αα≈<<=sin ,0D OB AO , 当O 点为时间零点时，()001D vt D vt tg -≈-=-α，0f c =λ，带入○ 1式得到：0 022sin 2cD t f v v f d -==αλ f d 回波频率为0 2 00'0 C 2, D v f k kt f f =-= 0 t 相干检波器输出为如图所示，包络受多卜勒频率调制的脉冲串 通信原理大作业 班级： 学号： 姓名： 2PSK信号的调制与解调 分析： 调制： 随机产生一段码元，设：码元个数为60，载波频率采用8KHz，每个周期8个采样点，信号波特率为1000，所以每个码元内有64数据，对这60*64个数据，得出2PSK信号。对原始信号和2PSK信号画图比较。 解调： 采用相干解调，通过混频器后可以得到带有载波的信号，通过滤波器后就可以得到基带信号。对原始信号和解调后的基带信号画图比较。 程序： clc close all clear all codn=60; % 仿真的码元个数 fc=8e+3; % 载波频率 fs=fc*8; %数据采样率 bode=1000; %信号波特率 code=round(rand(1,codn)); %产生随机信码 code_len=round(1/bode/(1/fs)); %得到一个码元周期的数据长度 for i=1:codn %产生双极性数字基带信号 x0((i-1)*code_len+1:code_len*i)=code(i); end x=2*x0-1; %x中有code_len(一个码元中的数据个数)*codn(码元个数) car=cos(2*pi*fc/fs*(0:length(x0)-1)); %产生载波 y=x.*car; %2PSK信号等于双极性数字基带信号乘以载波figure subplot(2,1,1) plot(x) axis([0 length(x0) -1.5 1.5]) grid on zoom on title('原始基带信号') subplot(2,1,2) plot(y) 一、绪论 雷达：无线电探测与测距。利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。 雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。 组成框图 雷达测量原理 雷达发射信号： 雷达接收信号： 雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息 雷达组成： 天线：向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波 收发开关： 发射状态将发射机输出功率接到天线，保护接收机输入端 接收状态将天线接收信号接到接收机，防止发射机旁路信号 发射机：在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波 接收机：放大微弱的回波信号，解调目标信息 雷达的工作频率： 工作频率范围：22mhz--35ghz 扩展范围：2mhz--94ghz 绝大部分雷达工作在：200mhz--10000ghz 雷达的威力范围：最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围 分辨力：区分点目标在位置上靠近的能力 距离分辨力：同一方向上两个目标之间最小可区别的距离 角度分辨力：在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度 数据率：雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数，也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。 跟踪速度：自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度 发射功率的和调制波形： 发射功率的大小直接影响雷达的作用距离 发射信号的调制波形： 早期简单脉冲波形，近代采用复杂波形 脉冲宽度：脉冲雷达发射信号所占的时间。影响探测能力和距离分辨力 重复频率：发射机每秒发射的脉冲个数，其倒数是重复周期。决定单值测距的范围，影响不模糊速区域大小 天线波束形状天线：一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示 天线的扫描方式：搜索和跟踪目标时，天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。机械性扫描和电扫描 接收机的灵敏度：通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下，接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。这个功率越小接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离越远。 显示器的形式和数量：雷达显示器是向操纵人员提供雷达信息的一种终端设备，是人际联系的一个环节。 电子战对抗中的雷达： 电子战（EW ）:敌我双方利用无线电电子装备或器材所进行的电磁信息斗争，包括电子对抗和电子反对抗。 电子对抗（ECM ）：为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息（电磁侦察），削弱或破坏其使用效能所采取的一切战术、技术措施（电子干扰、伪装、隐身和摧毁） 电子反对抗（ECCM ）：在敌方实施电子对抗的条件下，保证我方有效采用电磁信息所采取的一切战术、技术措施（反侦察、抗干扰、反伪装、反隐身、反摧毁） 雷达反干扰 天线抗干扰：低旁瓣、旁瓣对消、波束控制、随机扫描 发射机抗干扰：提高有效辐射功率、频率捷变、频率编码、频率分集、脉冲压缩、波形隐蔽、窄脉冲、重频时变 接收机、信号处理机抗干扰：接收机抗饱和、重频、脉宽鉴别、MTI 、MTD 、积累检测 二、发射机 发射机任务：产生大功率高频振荡发射信号。脉冲雷达要求发射机产生一定宽度、一定重复频率、一定波形的大功率射频脉冲列 基本类型：连续波发射机、脉冲调制发射机（单极振荡式发射机、主振荡式发射机） 输出功率：发射机送到天线输入端的功率 峰值功率：脉冲期间发射机输出功率的平均值（不要过分增大法设计的峰值功率） 平均功率：脉冲重复周期内输出功率的平均值： 工作比D: 常规脉冲雷达工作比0.001 脉冲多普勒雷达工作比10-2 ~10-1量级 连续波雷达工作比100% 总功率：发射机输出功率与输入功率之比 主振放大式发射机特别注意改善输出级效率 信号形式： 信号形式由雷达体制决定 常规脉冲雷达为简单脉冲波形，特殊体制雷达为复杂调制波形 t r av P T P τ=r r T F D ττ= = 西安电子科技大学 考试时间 120 分钟 试题（A） 班级学号姓名任课教师 一、选择（请将答案填写到下面表格中）（每题2分，共2×10=20分） 1、多路信号复用方式中不含以下哪一种？（） A. 频分复用 B. 时分复用 C. 码分复用 D. 相分复用 2、以下属于全双工通信的是：（） A. 广播 B. 对讲机 C. 电话 D.无线寻呼 3、根据香农公式可知为了使信道容量趋于无穷大，不可以采取下列措施：（ ) A、噪声功率为零 B、噪声功率谱密度始终为零 C、信号发射功率为无穷大 D、系统带宽为无穷大 4、设某随参信道的最大多径时延差等于2ms，为了防止出现频率选择性衰落，该信道的相关带宽为：（） A、500Hz B、>500Hz C、<500Hz D、2KHz 5、即使在“0”、“1”不等概率出现情况下，以下哪种码仍然不包含直流成分：( ) 第1页共6页 第2页 共6页 A 、AMI 码 B 、双极性归零码 C 、单极性归零码 D 、差分码 6、二进制数字基带传输系统的误码率计算公式为：( ） A 、()()0/11/0P P P e += B 、()()()()1/010/10P P P P P e += C 、()()10P P P e += D 、()()()()0/111/00P P P P P e += 7、功率利用率最低调制方式是：（ ） A 、2ASK B 、2FSK C 、2PSK D 、2DPSK 8、对二进制频带传输系统而言，下列说法错误的是：（ ） A 、FSK 、PSK 、DPSK 的抗衰落性能均优于ASK ； B 、ASK 、PSK 、DPSK 的最佳判决门限比FSK 容易设置； C 、接收机的输入信噪比增加，解调的误码率一定下降； D 、ASK 、PSK 、DPSK 的频带利用率均高于FSK 。 9、为了防止ΔM 编码过程的过载现象出现，不可以采取以下哪种措施：（ ） A 、减小量化台阶 B 、增大量化台阶 C 、增大采样速率 D 、减小采样周期 10、按照A 律13折线编码实现PCM 编码时,第7段落的段落码为：（ ） A 、011 B 、110 C 、101 D 、 111 二、填空（每空2分，共2×10=20分） 1、 频谱从零频附近开始的信号是 基带信号 。 2、16进制码元速率若为1300B ，则信息速率为 5200b/s 。 3、信道中的干扰和噪声可以简化为乘性干扰和加性噪声，若乘性干扰随时 间快速变化，则对应的信道称为 随参信道 。 4、在地面微波无线中继传输系统中，若A 站和B 站相距50公里，不考虑大 气折射率的影响，则收发天线的架设高度需要大于 50米 。 机械原理 课后习题及参考答案 机械原理课程组编 武汉科技大学机械自动化学院 习题参考答案 第二章机构的结构分析 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理，改为以下几种结构均可： 2-3 图2-396为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。 O 齿轮及偏心轮ω A 齿轮及凸轮 B E F D C 压头 机架 连杆 滑杆滑块 摆杆滚子 解答：n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 = 1 2-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束 b) n=5; P l =6; P h =2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 b) a)A E M D F E L K J I F B C C D B A 2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4-2 ?5-1=1 A 处存在复合铰链 b) n=6; P l =7; P h =3，F=3?6-2 ?7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链 2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。 一、雷达工作原理、专业术语解释 雷达是军事电子对抗的尖端技术和设备，是作为21世纪反恐和安保的技术新标准（家庭安全警戒网） 幕帘技术同红外技术相似，只是它的防范区域与普通红外不同，顾名思义就是象一道帘子一样，适合于整个平面防范。 A)幕帘夹角 幕帘的两道之间的夹角。 B)幕帘张角 每道幕帘展开扇形的两条边之间的夹角。 C)探测范围 探测范围指雷达正常工作的感应范围，即雷达能够探测到在此范围以内的所有物体运 动从而产生报警状态。 D)探测距离 雷达在正常工作下所能探测到的最远距离，雷达分为四档;分别是2-3m、3-4m、5-6m、6-8m。 E)发射距离 报警系统中无线器件在被触发后将无线报警信号以电磁波的形式发射出去的最远距离，雷达在空旷地带为100M。 F)发射频率 电磁波发射的频率用HZ计算，国家电磁波管理委员会规定的公用波段频率是315/433MHZ G)关于护窗雷达的防宠物功能 护窗雷达发展到今天，在技术上已经比较成熟，防小宠物是护窗雷达的一种重要的功能，慑力护窗雷达对抗小宠物干扰的处理方式有两种: 一种是物理方式，即通过菲涅尔透镜的分割方式的改变来降低由于小宠物引起误报的概率，这种方式是表面的，效果也是有限的。第二种方式是采用对探测信号处理分析方式，主要是对探测的信号进行数据采集，然后分析其中的信号周期，幅度，极性。这些因素具体反应出移动物体的速度、热释红外能量的大小，以及单位时间内的位移。探测器中的微处理器将采集的数据进行分析比较，由此判断移动物体可能是人是小动物。 由此看来，我们要注意的是护窗雷达的防小宠物的功能是相对的。这种相对性包括两个方面，一个是防宠物是相对的，相对于没有防宠物功能的探测器其误报率是大大降低了，它对小宠物的数量和大小有一定限度的。第二方面是安装位置是要有一定要求的，并不是随意的安装就可以达到防小宠物功能。 效果 一旦整幢别墅设防，将形成无形的雷达警戒网，有效的将整幢别墅警戒起来，如果贼匪将在深夜靠近别墅时，男警立刻通通碟,紧接着高达95分贝的防恐警和国际反恐广播立刻炸响,十二束红眩捕俘灯和墙壁上太阳灯交替发射,同时雷达第一时间了射无线电信号给装在室内的主机，主机会告诉你哪个位置在报警,并第一时间拨打您 选择填空： （1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（ A ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。 A.0； B.1； C.原动件数。 （6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。 A.1； B.2； C.3； D.1或2； （7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； C.至少含有一个Ⅱ级杆组； D.至少含有一个Ⅲ级杆组； （8）机构中只有一个（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 A. 机械效率小于零； B. 驱动力太小； C. 阻力太大； D. 约束反力太大； （13）当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角＿B ＿。 A. 为0 0； B. 为090； C. 与构件尺寸有关； （14）四杆机构的急回特性是针对主动件＿D ＿而言的。 D. 等速运动； E. 等速移动； F. 变速转动或变速移动； （15）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件之和＿H ＿大于其余两构件长度之和。 G. 一定； H. 不一定； I. 一定不； （16）当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余的两杆长之和，此时，当取与最短杆向邻的构件为机架时，机构为＿K ＿；当取最短杆为机架时，机构为＿L ＿；当取最短杆的对边杆为机架，机构为＿J ＿。 J. 双摇杆机构； K. 曲柄摇杆机构； L. 双曲柄机构； M. 导杆机构； （17）若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构，可将＿N ＿。 N. 原机构曲柄为机架； O. 原机构连杆为机架； P. 原机构摇杆为机架； （18）平面两杆机构的行程速比系数K 值的可能取值范围是＿S ＿。 Q. 10≤≤K ； R. 20≤≤K ； S. 31≤≤K ； D ．21≤≤K ； （19）曲柄摇杆机构处于死点位置时＿U ＿等于零度。 T. 压力角； U. 传动角； V. 极位夹角。 （20）摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆＿A ＿与曲柄垂直。 A. 一定； B. 不一定； 雷达原理习题解答 电子科技大学信息对抗技术系《雷达原理教研组》 2005.9 第一章 1-1. 解： 目标距离：68 5100010310 1.510()15022 c R m km τ-???== =?= 波长m 1.01031039 8 =??= λ，多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.02 4=?= = λ ，线速度s m V /100060cos 500=? = 1-2. 解： a ）Km Km R 6.3751.01004 1 max =?? ? ???= b ）dB k S kS i i 72.05 1 ,511.010min min -===∴?=?Θ 1-3. 解： T r 同步器输出 调制器输出 发射机高放输出 接收机高放输出 t r 混频输出 中放输出 第二章 2-1. 解： 重复周期：ms T r 110001== ，平均功率：W P av 240010003 1085=??= 工作比： 003.01000 3 == D 2-2. 解： 对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机，3参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。 2-3. 解： []dBc KHz L 501010000010lg 101-=?? ? ???= 2-4. 答： （1）p44图2.18中V2的作用是：在阴极负高压作用期间，在管腔产生 高功率的电磁振荡，并通过腔的耦合探针将电磁能输出到腔外； （2）p47图2.23中V D1的作用是当PFN 谐振充电到2倍电源电压后，防 止PFN 向电源的放电，而保持在2倍电源电压状态；V D2的作用是在PFN 放电期间改善其与负载的匹配，并抑制不匹配时产生的振荡； （3）在p45图2.21中若去掉V 2，则在C 0上可进行正常充电过程，但没 有放电开关V 2后，只能通过R 放电，放电时间过长，且波形很差，微波管可能因连续工作时间过长而损坏，不能正常工作。 2-5. 解： 通信原理大作业 1、说明 在通信原理课程中，介绍了通信系统的基本理论，主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握，进行课程作业方法的改革的试点，设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。 2、要求 参加的同学3~5人一组，选择1?2个题目，协作和共同完成计算机编程和仿真，写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以 选择其它环境。 3、大作业选题 (1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪 声进行滤波， 得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，画出其时域和频域的图形。 (2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道，产生基带信号，仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性，再次进行仿真，验证存在码间干扰时的基带系统输出，画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观 察眼图。 (3) 2ASK言号传输仿真 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声，经过信道传 输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真 按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真 按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。 ⑹2DPSK言号传输仿真 按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。 (7) 模拟信号的数字传输 产生模拟语音信号，进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、 量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪 声两种情况分别进行仿真。 机械原理课后题答案 Prepared on 22 November 2020 选择填空：（1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（ A ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。 A.0； B.1； C.原动件数。 （6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。 ； B.2； C.3； D.1或2； （7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； C.至少含有一个Ⅱ级杆组； D.至少含有一个Ⅲ级杆组； （8）机构中只有一个（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 1多普勒天气雷达原 理与应用 第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA ）、雷达产品生成子系统（RPG ）、主用户处理器（PUP ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=> 雷达波长，K 表示与复折射指数有关的系数，C 为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 3 60/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在 一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷 机械原理课后全部习题答案 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39) 第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么 2）、机器与机构有什么异同点 3）、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√ 西安电子科技大学 通信原理大作业蜂窝通信网 姓名： 班级： 学号： 蜂窝移动通信网 通信网是在多点之间传递信息的通信系统。通信网的基本组成部分是终端 设备、通信链路和交换设备，有些通信网中还包含转发设备。随着时代的发展，通信网也有着多种不同的应用和技术的进步。其中移动通信网在我们的生活中 起到无可取代的作用，蜂窝网是当前最主要的一种移动通信网，主要由基站、 移动台、移动交换中心组成，并与固定电话网相连。第一代蜂窝网采用模拟调 制体制，现已淘汰。第二段蜂窝网采用数字调制体制，以电话通信为主，目前 正在广泛使用中。我国采用的第二代蜂窝网体制主要是GSM。第三代蜂窝网正 在发展中，它应能满足数据传输和多媒体通信的需求，以及全球漫游。本文主 要介绍蜂窝移动通信网及其相关问题 1.蜂窝移动通信系统基本概述 蜂窝系统也叫“小区制”系统。是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1~10km左右。在每个小区设立一个基站 为本小区范围内的用户服务。并可通过小区分裂进一步提高系统容量。 这种系统由移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）设备及移动台（MS）（用户设备）以及交换中心至基站的传输线组成。目前在我国运行的900MHz 第一代移动通信系统（TACS）模拟系统和第二代移动通信系统（GSM）数字系统 都属于这一类。 就是说移动台的移动交换中心与公共的电话交换网（就是我们平时所说的 电话网PSTN）之间相连，移动交换中心负责连接基站之间的通信，通话过程中，移动台（比如手机）与所属基站建立联系，由基站再与移动交换中心连接，最 后接入到公共电话网。 通过把地理区域分成一个个称为小区的部分，蜂窝系统就可以在这个区域 内提供无线覆盖。蜂窝无线系统指的是在地理上的服务区域内，移动用户和基 站的全体，而不是将一个用户连到一个基站的单个链路。 1 雷达的组成及其原理 课程名称：现代阵列并行信号处理技术 姓名：杜凯洋 学号： 2015010904025 教师：王文钦教授 一．简介 雷达（ Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键 之一；信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多，可按多种方法分类： （1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。 （2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。 （3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。 （4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段 雷达。 （5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。 二.雷达的组成 （一）概述 1、天线：辐射能量和接收回波（单基地脉冲雷达），（天线形状，波束形状，扫描方式）。 2、收发开关：收发隔离。 3、发射机：直接振荡式（如磁控管振荡器），功率放大式（如主振放大式），（稳定，产生复杂波形，可相参处理）。 4、接收机：超外差，高 频放大，混频，中频放大，检波，视频放大等。（接收机部分也进行一些信号处理，如匹配滤波等），接收机中的检波器通常是包络检波，对于多普勒处理则采用相位检波器。 5、信号处理：消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号，通常在检测 判决之前完成（ MTI，多普勒滤波器组，脉冲压缩），许多现代雷达也在检测判决之后完成。 6、显示器（终端）：原始视频，或经过处理的信息。 7、同步设备（视频综合器）：是雷达机的频率和时间标准（只有功率放大式（主振放大式） 才有）。 （二）雷达发射机 1、单级振荡式：大功率电磁振荡产生与调制同时完成（一个器件） 第二章机构的结构分析 2－1.计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。 题图１－４c所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。 题图１－４d为一大功率液压动力机。其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。 答 c)为轨迹重合虚约束，可认为ＡＢ杆或滑块之一构成虚约束。 Ｆ＝３×３－２×４＝１; d)对称的上部分或下部分构成虚约束。 Ｆ＝３×５－２×７＝１. 2－2．试计算下列机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。 e） 答案： a)Ｆ＝３×７－２×１０＝１．注意其中的Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。 b)Ｆ＝３×５－２×７＝１ C）Ｆ＝３×７－２×１０＝１其中Ｃ点为复合铰链，分别由2、３、４构件在Ｃ点构成复合铰。 d)Ｆ＝３×３－２×３－２＝１或者Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１ 其中Ｂ、Ｄ处的磙子具有局部自由度。 2-3试计算如图所示各平面高副机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。 第三章平面连杆机构及其分析与设计 3－1．试求题图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置． 答案： 瞬心P 12在A 点 瞬心P 23、 P 24均在B 点 瞬心P 34在C 点 P 14、 P 13均在垂直导路的无 瞬心P 23、 P 13均在B 点 穷远处 瞬心P 14、 P 24均在D 点 3-5在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比31/ωω。 答案：此题关键是找到相对瞬心Ｐ13． 3-6在图示凸轮机构中，已知mm r 50=，mm l OA 22=，mm l AC 80=，ο?901=，凸轮，凸轮 以角速度s rad /101=ω逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度2ω。 答案：找到１，２构件的相对瞬心Ｐ12 即有：ω1×AP12＝ω2×CP12……① 现在的关键是求出AP12的值。设AP12为 x ， 则OP12＝(222＋x 2)1/2 第一章绪论 1、雷达的任务：测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度、介电特性。 雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置。 当目标尺寸小于雷达分辨单元时，则可将其视为“点”目标，可对目标的距离和空间位置角度定位。目标不是一个点，可视为由多个散射点组成的，从而获得目标的尺寸和形状。采用不同的极化可以测定目标的对称性。 β任一目标P所在的位置在球坐标系中可用三个目标确定：目标斜距R，方位角α，仰角 在圆柱坐标系中表示为：水平距离D，方位角α，高度H 目标斜距的测量：测距的精度和分辨力力与发射信号的带宽有关，脉冲越窄，性能越好。目标角位置的测量：天线尺寸增加，波束变窄，测角精度和角分辨力会提高。 相对速度的测量:观测时间越长，速度测量精度越高。 目标尺寸和形状：比较目标对不同极化波的散射场，就可以提供目标形状不对称性的量度。 2、雷达的基本组成：发射机、天线、接收机、信号处理机、终端设备 3、雷达的工作频率：220MHZ-35GHZ。L波段代表以22cm为中心，1-2GHZ;S波段代表10cm，2-4GHZ；C波段代表5cm，4-8GHZ；X波段代表3cm，8-12GHZ；Ku代表2.2cm，12-18GHZ；Ka代表8mm，18-27GHZ。 第二章雷达发射机 1、雷达发射机的认为是为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号，经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间。 雷达发射机可分为脉冲调制发射机：单级振荡发射机、主振放大式发射机；连续波发射机。 2、单级振荡式发射机组成：大功率射频振荡器、脉冲调制器、电源 触发脉冲 脉冲调制器大功率射频振荡器收发开关 电源高压电源接收机 主要优点：结构简单，比较轻便，效率较高，成本低；缺点：频率稳定性差，难以产生复杂的波形，脉冲信号之间的相位不相等 3、主振放大式发射机：射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源。射频放大链是发射机的核心，主要有前级放大器、中间射频功率放大器、输出射频功率放大器 射频输入前级放大器中间射频放大器输出射级放大器射频输出固态频率源脉冲调制器脉冲调制器 高压电源高压电源电源 脉冲调制器：软性开关调制器、刚性开关调制器、浮动板调制器 4、现代雷达对发射机的主要要求：发射全相参信号；具有很高的频域稳定度；能够产生复杂信号波形；适用于宽带的频率捷变雷达；全固态有源相控阵发射机 5、发射机的主要性能指标： 雷达原理复习要点 第一章（重点） 1、雷达的基本概念 雷达概念（Radar）: radar 的音译，Radio Detect ion and Ranging 的缩写。无线电探测和测距，无线电定位。 雷达的任务： 利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。 从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息，通过什么方式获取这些信息？ 斜距R :雷达到目标的直线距离0P 方位a :目标斜距R在水平面上的投影0B与某一起始方向（正北、正南或其它参考方向）在水平面上的夹角。 仰角B：斜距R与它在水平面上的投影0B在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。 2、目标距离的测量 测量原理 式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波往返于目标 与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率（=3 X 108 米/秒） 距离测量分辨率 两个目标在距离方向上的最小可区分距离 最大不模糊距离 3、目标角度的测量 方位分辨率取决于哪些因素 4、雷达的基本组成 雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。 发射机：产生大功率射频脉冲。 收发转换开关：收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。 天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。 接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。 显示器：显示目标回波，指示目标位置。 天线控制（伺服）装置：控制天线波束在空间扫描。电源第——早 1、雷达发射机的任务为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去 2、雷达发射机的主要质量指标 工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳 定度 3、雷达发射机的分类 单级振荡式、主振放大式 4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以 及各自的优缺点 单级振荡式： 脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为T的脉冲信号。 优点：简单、廉价、高效； 缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干；主振放大式： 固体微波源：是高稳定度的连续波振荡器。 优点：复杂波形，稳定度高，相干处理 缺点：系统复杂、昂贵 第三章（重点） 1、接收机的基本概念 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。 超外差接收机概念 将接收信号与本机振荡电路的振荡频率，经混频后得到一个中频信号，这称为外差式接收。得到的中频信号再经中频放大器放大的，称为超外差式。中频信号经检波后得到视频信号。 接收机主要组成部分 接收机主要质量指标 灵敏度S imin、接收机的工作频带宽度、动态范围、中频的选择和滤波特性、工作稳定度和频率稳定度、抗干扰能力、微电子化和模块化结构 2、接收机的噪声系数（重点） 噪声系数、噪声温度的定义 噪声系数：接收机输入端信号噪声比和输出端信号噪声比的比值。实际接收机输出的额定噪声功率与“理想接收机” 输出的额定噪声功率之比。 噪声温度：温度Te称为“等效噪声温度”或简称“噪声温度”，此时接收机就变成没有内部噪声的“理想接收机” 级联电路的噪声系数 通信原理大作业 班级：021014 组员： 报告人： 指导老师：武斌 题目：2ASK信号传输仿真 一题目 2ASK信号传输仿真： 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。 二2ASK简介 振幅键控：利用载波的幅度变化来传递数字信号，与频率和初始相位无关。 如图： 2ASK产生方法：模拟调制法（用乘法器实现） 键控法（用二选一选择器控制开关通断） 模拟相乘法 数字键控法 2ASK解调方法：非相干解调（包络检波法）即整流-低通方式 相干解调（同步检波法）即相乘-低通 非相干解调方式 相干解调方式 2ASK功率谱密度特点：由连续谱和离散谱两部分组成 信号带宽是基带脉冲波形带宽的2倍 三仿真过程及结果（演示） 名词解释： AWGN（Additive White Ganssian Noise），加性高斯白噪声，均值为零，方差为噪声功率。 SER（Symbol Error Rate），误符号率、误码率。即错误码元数/传输总码元数 BER( Bit Error Rate)，误比特率，即错误比特数/传输总比特数在二进制中，两者相等。 NRZ信号的产生： 载波信号： 2ASK信号： 叠加了加性高斯白噪声的2ASK信号 在AWGN信道下，误比特率（BER）与误码率(SER)与信噪比Es/N0的关系，以4-ASK为例： 在信噪比EsN0=15dB，调制前与解调后的二进制码元的比较 以4-ASK为例： <机械原理>第八版西工大教研室编 第2章 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。 2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况? 答：参考教材12~13页。 2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅； 2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上 2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方通信原理大作业
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