南京理工大学雷达原理试卷及答案(2016年A卷)

南京理工大学课程考试试卷答案及评分标准(A卷)

课程名称： 雷达原理 学分： 3教学大纲编号： 04041901

试卷编号： A卷 考试方式： 闭卷、笔试 满分分值： 100+5考试时间： 120分钟

常用分贝(功率)换算表：1dB(1.26), 2dB(1.6), 3dB(2), 4dB(2.5), 5dB(3.2), 7dB(5), 8dB(6.3)

2(3dB), 3(4.77dB), 4(6dB), 5(7dB), 6(7.78dB), 7(8.45dB), 8(9dB)

注意：简答题必须语句完整；推导题和计算题必须要有分步过程及必要的文字说明，直接写出结果最多只得一半分；各题中若出现无文字说明的箭头符号将被扣分

一、 填充选择题（15空，每空2分，共30分）

1.雷达为能探测目标，需发射 c 。

（a）电场波（b）磁场波（c）电磁波（d）超声波

2.在以下参数中， b 对雷达接收机噪声系数的影响最大？

（a）峰值发射功率（b）低噪放增益（c）目标类型（d）脉冲重复周期3.以下哪个部件最不可能属于雷达发射机 a 。

（a）低噪高放（b）混频器（c）脉冲调制器（d）磁控管

4.匹配滤波器是 b 背景下的最优 c 滤波器。

（a）有色噪声（b）白噪声（c）线性（d）非线性

5.机械扫描雷达的最大作用距离最不可能随着 a 的变化而变化。

（a）天线扫描角度（b）目标RCS （c）平均发射功率（d）雷达工作频率

6.振幅和差式单脉冲雷达的测角精度 a 圆锥扫描雷达。

（a）高于（b）低于（c）等于（d）不确定

7.某雷达本机振荡器的频率稳定度很低，则该雷达最有可能是 d 系统。

（a）噪声调制（b）随机调幅（c）全相参（d）非相参

8.以下 b 工作波长反隐身目标的效果最差。

（a）60m （b）10cm （c）8mm （d）3mm

9.在雷达接收信号中，与目标回波相竞争的信号成分包括杂波、干扰、噪声。

10.雷达接收机不发生过载所允许的最大输入信号功率与最小可检测信号功率的比值称为

接收机动态范围。

11.LFMCW雷达的中文翻译是线性调频连续波雷达。

12.雷达极化方向是指雷达辐射电磁波中的电场分量振动方向。

13.一个坦克目标以60m/s的速度围绕某地基脉冲雷达做匀速圆周运动。已知该雷达架设

在圆周中心位置，工作频率为10GHz，发射脉冲宽度为2μs，则当目标圆周运动轨迹的半径为>300 m时，雷达能够检测到坦克目标，坦克目标的多普勒频率为0 Hz。

二、 判断题（5小题，每题2分，共10分，正确打√，错误打×）

1.脉冲雷达通过增大最大不模糊距离，可同时消除距离模糊和多普勒模糊 （ ×）

2.奈曼-皮尔逊准则在雷达信号检测中应用最广，这个准则要求在给定SNR条件下，满

足一定发现概率时的虚警概率最小（ ×）

3.由于雷达接收机噪声符合高斯分布，所以在雷达信号分析中满足白噪声条件（× ）

4.P型雷达终端显示器采用的是由斜距和方位构成的极坐标系 （ √）

5.调频连续波雷达发射和接收信号间的差拍频率既包含目标的距离信息，也包含目标的

多普勒信息，即具有距离-多普勒耦合的特点（ √）

三、 简答题（6小题，共30分）

1.（5分）简述地基MTD雷达能够分离并检测出同一分辨单元内两个运动目标的物理依

据；简述MTD雷达的处理过程。

得分点：

1)物理依据：当物体与雷达站之间存在相对径向运动时，该物体回波会出现多普勒频

移现象。目标径向运动的速度和方向不同，多普勒频移也不同，由此引起的相邻回

波脉冲间的相位差也不同。MTD雷达根据不同目标回波脉冲串之间的不同相位差信

息，采用相参积累方式来分离并检测同一分辨单元内的两个运动目标。 ┈┈ 2分

2)MTD雷达首先利用相邻多脉冲相消（或MTI）技术来抑制固定（或静止或无相对径

向运动的）杂波（或物体）

3)然后通过多普勒滤波器组 分离（或提取）并增强运动目标回波，

4)最后通过门限检测来获取目标运动速度和运动方向的估值。 ┈┈ 3分2.（6分）请列举2条以上全相参脉冲雷达出现测距模糊的可能危害，并简述产生测距

模糊的技术条件。

得分点：

以下每条可能危害2分，4分封顶。

1)可能难以判断真实的目标距离信息；

2)可能出现周期性的测距盲区;

3)微弱目标信号可能与多个模糊距离门的杂波之和相竞争；

4)其它合理的可能危害（每条2分） ┈┈ 4分

N m

T0的名称及其量纲单位（国际单位制）；根据该方程，某人得出结论“雷达工程师可通过降低S值来减小论是否正确，并简要说明理由。

：波尔兹曼常数，量纲单位为

：天线等效电阻温度或室温，量纲单位为

：等效噪声带宽，量纲单位为

2) 该结论是错的； ┈┈ 1分

式中的(S /N )o,min 是指检测器为有效检测到目标而要求接收机必须输出的最小信噪比，降低S 值会降低接收机的输出信噪比，使之低于目标检测所需的信噪比门限，从而降低雷达发现概率或雷达接收机灵敏度。 ┈┈ 2分

七、 综合计算题（6小题，共14+5分）某全相参脉冲雷达，载频f 0=2GHz ，

信号带宽B s =2MHz ，脉冲宽度τ =40μs ，脉冲重复周期T r =2ms ，峰值发射功率P t =1KW ，圆形天线的主波束宽度B θ =3.6o ，扫描速度r θ =30转/分钟。目标A 以水平速度v =180m/s 飞离该雷达，目标雷达截面积σ = 2m 2，仰角? =30o ，径向距离R =10km 。以下计算中令π =3。 （以下5小题，共14分）

1. （3分）该雷达的平均发射功率是多少dBW ？目标A 的高度是多少km ？

2. （4分）若不考虑收发开关转换时间，请给出该雷达的单值测距范围。

3. （3.5分）

雷达测得的目标A 的视在多普勒频移是多少Hz ？目标A 的回波延时是ms 。4. （1.5分）天线的有效孔径是多少m ？

5. （2分）目标A 处接收到的雷达信号功率是多少dBW ？

（以下1小题为附加题，共5分）

6. 另有一个运动目标B ，其雷达回波的多普勒频移为-625Hz ，该雷达采用16脉冲相参积累处理，其中一个窄带多普勒滤波器的加权系数为6/)1(5π?=m j m e w

，m = 1~16，

该多普勒滤波器的输出为∑==161

m m m x w y ，式中x m 为目标B 所处距离门的第m 个接收脉

冲信号，各脉冲噪声功率相等，且不含杂波和干扰。已知目标B 在单个脉冲中的回波SNR 为SNR i = 0dB （不考虑波束形状调制损耗），试估算在此多普勒滤波器的输出中，目标B 的输出SNR 最大为多少dB ？

得分点：

1. 平均发射功率P av = P t τ / T r = 1×103×40×10-6/(2×10-3) = 20W = 13dBW

目标A 的高度 H t = R sin ? = 10×sin30o = 5km ┈┈ 3分

2. 最小可测距离R min = c τ / 2 = 3×108×40×10-6/2 = 6×103m = 6km

最大不模糊距离R u = c T r / 2 = 3×108×2×10-3/2 = 3×105m = 300km

得雷达的单值测距范围：6km ~ 300km ┈┈ 4分

3. 由目标多普勒频移 f d = 2vf 0 cos ? /c = -2×180×2×109×cos30o /(3×108) = -2078.5Hz

脉冲重复频率 f r = 1/T r = 1/(2×10-3) = 500Hz

多普勒单值测量范围为 -f r /2 ~ f r /2 即 -250Hz ~ 250Hz