最新雷达原理复习总结

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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 Detection 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OP

方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB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β:斜距R与它在水平面上的投影OB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(=3×108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

第二章

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τ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。

灵敏度S i min、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、

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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

两级电路级联时接收机总噪声系数

噪声系数、噪声温度的计算。

噪声系数:

式中, Si为输入额定信号功率; Ni为输入额定噪声功率(Ni =kT0Bn); So为输出额定信号功率; No为输出额定噪声功率。

噪声温度

N

A

=kT A B n

3、匹配滤波

高斯白噪声背景下,使输出信噪比达到最大化的最优滤波器是匹配滤波器

4、自动增益控制方式

自动增益控制

跟踪雷达中获得归一化角误差信号。

瞬时自动增益控制

防止等幅波干扰、宽脉冲干扰和低频调幅波干扰等引起的中频放大器过载。

近程增益控制

防止近程杂波干扰引起的中频放大器过载。

第四章

1、雷达终端显示器的的任务

雷达终端显示器用来显示雷达所获得的目标信息和情报,包括目标的位置及其运动情况,目标的各种特征参数等。

2、显示器的主要类型

距离显示器、平面显示器、高度显示器、情况显示器和综合显示器、光栅扫描显示器

3、距离显示器和平面位置显示器(了解)

距离显示器是一维空间显示器,显示目标的斜距坐标。用光点在荧光屏上偏转的幅度来表示目标回波的大小。属于偏转调制显示器。

平面显示器是二维显示器,显示目标的斜距和方位两个坐标。采用平面上的亮点位置来表示目标的坐标,属于亮度调制显示器。

第五章(重点)

1、雷达方程

公式

雷达方程中的不确定量

①设备的实际损耗和环境因素

②目标的雷达散射截面积σ

③最小可检测信号功率S min

最大作用距离与各因素的关系

2、最小可检测信号

最小可检测信号

门限检测

纽曼-皮尔逊准则:在给定信噪比条件下,满足一定虚警概率,使发现概率最大。

发现概率和虚警概率与门限电平的关系

1.虚警概率(门限)一定时,信噪比越大,发现概率越大。

2.信噪比一定时,虚警概率越小,发现概率越小;虚警概率越大,发现概率越大。

3.检测概率为50%时对应的信噪比仍然较高。信噪比对发现概率的影响较大。

5.当检测概率较高时,检测所要求的信噪比对虚警时间的依赖关系不灵敏。

3、脉冲积累对信噪比的影响

检波前积累(相参积累):M个等幅相参脉冲积累可以使信噪比提高为原来的M倍。

检波后积累(非相参积累,视频积累):M

个等幅脉冲积

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累可以使信噪比改善M-M1/2。

4、目标的雷达散射截面积(RCS) 雷达横截面积与那些因素有关与波长的关系是怎样的

雷达RCS模型(分类依据)第六章

1、目标距离测量的方法有哪些

脉冲法测距、调频法测距

2、脉冲法测距

人工测距(早期雷达):在显示器画面上根据扫掠量程和回波脉冲位置直接测距。

自动测距(现代雷达):采用电子设备自动地测读回波到达的延迟时间。类似于距离坐标的录取设备。

3、解决距离模糊的方法有哪些

4、自动距离跟踪

电移动指标自动地跟踪目标回波并连续地给出目标距离数据。

整个自动测距系统应包括对目标的搜索, 捕获和自动跟

踪三个互相联系的部分。

第七章

1、测角的物理基础

电波直线传播、天线的方向性

2、测角的方法

掌握测角分为哪几类,了解各类测角方法的基本原理

振幅法

利用天线收到的回波信号的幅度值

最大信号法:收到回波最强的方向为目标方向

等信号法:测角采用两个相同且彼此部分重叠的波束,通过比较两个波束回波的强弱判断目标偏离等信号轴的方向和角度。

相位法

利用多个天线所接收回波之间的相位差进行测角。

3、天线波束扫描的方法

分为哪两类

机械扫描、电扫描(相位扫描法、频率扫描法、时间延迟法)

各有什么优缺点

电扫描:

无惯性限制、扫描速度快,波束控制灵活;

扫描过程中波束展宽,天线增益减小,扫描角度范围有限;天线系统复杂。

机械扫描:

简单、机械运动惯性大。扫描速度不高

4、相位扫描法的特点

栅瓣问题如何解决波束宽度有何特点

随着扫描角度增大,波束展宽,天线增益下降。

同相馈电阵列天线有效长度Nd cos θ0,相比法线方向减小。第八章

1、多普勒频率的概念

定义:发射源和接收者之间有相对径向运动时,接收的信号频率会发生变化。

窄带信号的多普勒效应。

多普勒频率的特征:处于音频范围,正负取决于目标接近还是远离雷达。

采用差拍的方法提取多普勒频率: f d=f r-f t .

2、盲速、频闪

当雷达处于脉冲工作状态时,会出现盲速和频闪。

盲速:目标有一定的径向速度,但若其回波信号经过相位检波后,输出为一串等幅脉冲,即与固定目标回波相同,此时的目标速度成为盲速。

频闪:相位检波器输出的回波信号包络调制频率与目标径向速度不再保持正比关系,此时将产生测速模糊。

3、动目标显示雷达的工作原理

对消静止目标原理

在相位检波器的输入端加上基准电压(或称相参电压), 该电压应和发射信号频率相参并保存发射信号的初相, 且在整个接收信号期间连续存在。回波信号与基准电压比较相位,从相位检波器输出视频脉冲, 有固定目标的等幅脉冲串和运动目标的调幅脉冲串。在送到终端(显示器或数据处理系统)去之前需要采用相消设备或杂波滤波器,将固定杂波消去, 而保存运动目标信息。

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4、动目标显示雷达的改善因子(定义) 改善因子(I, Improvement factor)动目标显示系统输出的信号杂波输出功率比和输入信号杂波功率比的比值。

作业题

第一章

1、

(a) 要获得100公里的最大不模糊距离,雷达的脉冲重复频率应是多少?

(b) 当目标处于最大不模糊距离上,则雷达信号往返的时间是多长?

(c) 如果雷达的脉冲宽度是1.5us, 则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围是多少?

(d) 两个相等尺寸的目标如果要被1.5us的脉冲宽度完全分辨出来,则二者必须相距多远?

(e) 这部雷达的占空因子是多少?

2、装在汽车上的雷达,用来确定在其正前方行驶的车辆的距离。雷达的工作频率为10G,脉冲宽度为10ns(1ns=1000us),最大作用距离为150m.

(a) 对应于150m最大不模糊距离的脉冲重复频率是多少?

(b) 距离分辨力是多少?

(c) 如果天线波束宽度为6度,则在150m距离上,横向距离(方位)分辨力是多少?

(d) 设天线增益G=30dB,最小可检测信号为5*10^(-13)W,则能够检测150m距离上雷达横截面积为10m^2目标所需要的发射功率是多少?

第二章

1.雷达发射机的分类和主要技术参数指标有哪些?

2.机载多普勒雷达为什么一定要用主振放大式发射机?

3.雷达系统中应用固态发射机有何特点?

第三章

1.某接收机的带宽Bn=500KHz,增益为20dB ,噪声系数为3分贝(dB)。则接收机内部噪声在输出端呈现的额定功率△N是多少?接收机的等效噪声温度Te是什么?(k=1.38*10^(-23) J/K,T0=290K)

2.某接收机的线性部分由传输线、变频器和中频放大器三部分组成。前两部分的额定功率增益分别是G1=0.82,G2=0.2,后两部分的噪声系数分别是F2=6,F3=3。试求总噪声系数。

第五章

1、雷达带宽B=50kHz,平均虚警时间为10分钟,则该雷达的虚警概率是多少?虚警总数又是多少?

2、已知某雷达主要参数:发射功率5MW,天线增益30dB,接收机灵敏度为-90dBmW. 该雷达针对某目标的理论作用距离为200km. 如果想要将该雷达作用距离提高一倍,仅靠增加雷达发射机功率,发射机功率需为多少?如果仅采取提高接收机灵敏度,则接收机灵敏度应为多少?

第六章

1. 测定目标回波延迟时间的方法主要有哪几种?

2. 脉冲雷达的最小可测距离为多少;最大单值测距范围由什么决定?

3. 脉冲雷达存在测距模糊时,常用的解模糊方法有哪些?

4. 试述雷达自动距离跟踪系统的工作原理。

第七章

1、雷达测角的物理基础是什么?

2、测角的方法可以分为哪两种?

3、雷达天线波束扫描的方法有哪些,各有什么优缺点?

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6、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。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下,雷达气象方程为: 其中Pr表示雷达接收功率,Z为雷达反射率,r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率,h为雷达照射深度,G为天线增益,θ、φ表示水平和垂直波宽,λ表示雷达波长,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): 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

脉冲多普勒雷达测速仿真汇总(可编辑修改word版)

任务书 雷达进行PD测速主要是利用了目标回波中携带的多普勒信息,在频域实现目标和杂波的分离,它可以把位于特定距离上、具有特定多普勒频移的目标回波检测出来,而把其他的杂波和干扰滤除。因此要求雷达必须具备很强的抑制杂波的能力,能在较强的杂波背景中分辨出运动目标的回波。 如今,不管是在军用还是民用上,雷达都在发挥着它很早重要的作用,与早期雷达采用距离微分方法测速相比,基于脉冲多普勒理论的雷达测速技术具有实时性好、精度高等优点。特别是现代相控阵技术在雷达领域的应用,实现了波束的无惯性扫描和工作方式的快速切换,更便于应用脉冲多普勒技术进行雷达测速。 本篇课程设计目的在于介绍脉冲多普勒雷达测速的原理,并对这种技术进行介绍和仿真。

摘要 脉冲多普勒(PD)雷达以其卓越的杂波抑制性能受到世人瞩目。现代飞行器性能的改进和导航手段的加强,使其能在低空和超低空飞行,因此防御低空入侵己成重要问题,由此要求机载雷达,包括预警机雷达和机载火控雷达具有下视能力,即要求能在强的地杂波背景中发现微弱的目标信号,所以现代的预警机雷达和机载火控雷达皆采用PD体制。脉冲多普勒雷达包含了连续波雷达和脉冲雷达两方面的优点,它具有较高的速度分辨能力,从而可以更有效地解决抑制极强的地杂波干扰问题;此外,脉冲多普勒雷达能够同时敏感地测定距离和速度信息;能够利用多普勒处理技术实现高分辨率的合成孔径图像;而且亦具有良好的抗消极干扰能力和抗积极干扰能力。 本文介绍了脉冲多普勒雷达测速的原理,信号处理。并用matlab简单的仿真了 雷达系统对信号的处理. 关键词:脉冲多普勒雷达恒虚警脉冲压缩线性调频 Abstact Pulse Doppler (PD) radar is famous for it`s outsdanding clutter suppression.Modern aircraft`s function and GPS has been strengthen.now.it makes the aircraft can fly lower and lower.So.nowadays,Defensing.Low altitude invasion has been an important problem.so we require airborne radar. Early warning radar and airborne fire control radar have the ability to look down.That is to say.The radar is be required the ability to find Weak target signal in the strong Groung clutter.So .The modern airborne early warning radar and airborne fire control radar use the PD system.Pulse Doppler (PD) radar concludes two adervantages of Continuous wave radar and impulse radar.It has a higher velocity resolution.thus it can effectively .soveing the problem of strong ground clutter.what`s more.Pulse Dppler (PD) radar can Sensitive text the Distance and speed on the same time.Itcan use Doppler processing technology to realise Synthetic aperture images with high resolution. This article sinply introduced principle of pulse Doppler radar and signal

自动控制原理基本知识测试题

第一章自动控制的一般概念 一、填空题 1.(稳定性)、(快速性)和(快速性)是对自动控制系统性能的基本要求。 2.线性控制系统的特点是可以使用(叠加)原理,而非线性控制系统则不能。 3.根据系统给定值信号特点,控制系统可分为(定值)控制系统、(随动)控制系统和(程序)控制系统。 4.自动控制的基本方式有(开环)控制、(闭环)控制和(复合)控制。 5.一个简单自动控制系统主要由(被控对象)、(执行器)、(控制器)和(测量变送器)四个基本环节组成。 6.自动控制系统过度过程有(单调)过程、(衰减振荡)过程、(等幅振荡)过程和(发散振荡)过程。 二、单项选择题 1.下列系统中属于开环控制的为( C )。 A.自动跟踪雷达 B.无人驾驶车 C.普通车床 D.家用空调器 2.下列系统属于闭环控制系统的为( D )。 A.自动流水线 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.家用电冰箱 3.下列系统属于定值控制系统的为( C )。 A.自动化流水线 B.自动跟踪雷达 C.家用电冰箱 D.家用微波炉 4.下列系统属于随动控制系统的为( B )。 A.自动化流水线 B.火炮自动跟踪系统 C.家用空调器 D.家用电冰箱 5.下列系统属于程序控制系统的为( B )。 A.家用空调器 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.火炮自动跟踪系统 6.( C )为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。 A.连续控制系统 B.离散控制系统 C.随动控制系统 D.线性控制系统 7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是( B )。 A.稳定性 B.复现性 C.快速性 D.准确性 8.下列不是自动控制系统基本方式的是( C )。 A.开环控制 B.闭环控制 C.前馈控制 D.复合控制 9.下列不是自动控制系统的基本组成环节的是( B )。 A.被控对象 B.被控变量 C.控制器 D.测量变送器 10.自动控制系统不稳定的过度过程是( A )。 A.发散振荡过程 B.衰减振荡过程 C.单调过程 D.以上都不是 第二章自动控制系统的数学模型 一、填空题 1.数学模型是指描述系统(输入)、(输出)变量以及系统内部各变量之间(动态关系)的数学表达式。 2.常用的数学模型有(微分方程)、(传递函数)以及状态空间表达式等。 3.(结构图)和(信号流图),是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。 4.线性定常系统的传递函数定义:在(零初始)条件下,系统的(输出)量的拉氏变换与(输入)量拉氏变换之比。 5.系统的传递函数完全由系统的(结构、参数)决定,与(输入信号)的形式无关。 6.传递函数的拉氏变换为该系统的(脉冲响应)函数。 7.令线性定常系统传递函数的分子多项式为零,则可得到系统的(零)点。 8.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的(极)点。 9.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的(特征)方程。 10.方框图的基本连接方式有(串联)连接、(并联)连接和(反馈)连接。 二、单项选择题 1.以下关于数学模型的描述,错误的是( A ) A.信号流图不是数学模型的图示 B.数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式 C.常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等 D.系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类 2.以下关于传递函数的描述,错误的是( B ) A.传递函数是复变量s的有理真分式函数 B.传递函数取决于系统和元件的结构和参数,并与外作用及初始条件有关 C.传递函数是一种动态数学模型

多普勒雷达原理

汽笛声变调的启示--多普勒雷达原理 1842年一天,奥地利数学家多普勒路过铁路交叉处,恰逢一列火车从他身 旁驰过,他发现火车由远而近时汽笛声变响,音调变尖(注:应为“汽笛声的音频频率变高”);而火车由近而远时汽笛声变弱,音调变低(应为“汽笛声的音频频率降低了”)。他对这种现象感到极大兴趣,并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的声音频率不同于振源频率的缘故,称为频移现象。因为这是多普勒首先提出来的,所以称为多普勒效应。 由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验进行验证。几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,验证了该效应。 为了理解这一现象,需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播过程中表现出的是声波波长缩短,好像波被“压缩”了。因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好像波被“拉伸”了。因此,汽笛声听起来就显得低沉。 用科学语言来说,就是在一个物体发出一个信号时,当这个物体和接收者之间有相对运动时,虽然物体发出的信号频率固定不变,但接收者所接收到的信号频率相对于物体发出的信号频率出现了差异。多普勒效应也可以用波在介质中传播的衰减理论解释,波在介质中传播,会出现频散现象,随距离增加,高频向低频移动。 多普勒效应不仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括电磁波。 多普勒效应被发现以后,直到1930年左右,才开始应用于电磁波领域中。常见的一种应用是医生检查就诊人用的“彩超”,就是利用了声波的多普勒效应。简单地说,“彩超”就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒。超声振荡器产生一种高频的等幅超声信号,向人体心血管器官发射,当超声波束遇到运动的脏器和血管时,便产生多普勒效应,反射信号为换能器所接受,根据反射波与发射波的频率差可以求出血流速度,根据反射波的频率是增大还是减小判定血流方向。 20世纪40年代中期,也就是多普勒发现这种现象之后大约100年,人们才将多普勒效应应用于雷达上。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位,测速,测距等的雷达。当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时,如遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率出现频率差(称为多普勒频率),根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度;根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。20世纪70年代以来,随着大规模集成电路和数字处理技术的发展,多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面,成为重要的军事装备以及科学研究、业务应用装置。 多普勒天气雷达,是以多普勒效应为基础,当大气中云雨等目标物相对于雷达发射信号波有运动时,通过测定接收到的回波信号与发射信号之间的频率差异就能够解译出所需的信息。它与过去常规天气雷达仅仅接收云雨目标物对雷达发射电磁波的反射回波进了一大步。这种多普勒天气雷达的工作波长一般为5~10厘米,除了能起到常规天气雷达通过回波测定云雨目标物空间位置、强弱分布、垂直结构等作用,它的重大改进在于利用多普勒效应可以测定降水粒子的运

解放军电子工程学院研究生入学考试雷达原理样卷

解放军电子工程学院 攻读硕士学位研究生入学考试样卷 考试科目:《雷达原理》 说明:本科目考试时间为120分钟,试卷共3页,满分100分。所有答案必须做在考场下发的答题纸上,未做在答题纸上的答案无效,责任由考生本人自负。考试完毕后,将试卷和答题纸一并装入试卷袋密封。 一、填空题(每空1分,共32分) 1、雷达是一种利用电磁波对目标进行和的电子装置。 2、雷达目标角度测量是利用了天线的和电磁波的。 3、1~2GHz频率范围的雷达被称为标准雷达波段的波段雷达。 4、飞机以100米/秒的径向速度向雷达站飞来,雷达工作波长为1m,则多普勒频率为 Hz。 5、雷达发射机的类别有和两类。 6、相位相参性是指两个信号的之间存在着确定的关系。 7、超外差式雷达接收机主要组成部分是、、检波器和视频放大器。 8、超外差式雷达接收机具有、、选择性好和适应性广等特点。 9、电阻热噪声的功率谱密度是与无关的常数。 10、任何无源二端网络的额定噪声功率只与和通带Bn有关。 11、为了使接收机的总噪声系数小,要求各级的小和高。 12、雷达接收机噪声的来源主要分为和。 13、对于常规的警戒雷达和引导雷达的终端显示器,基本任务是和测定目标的坐标。 14、在进行门限检测时,当保持一定,而要求降低虚警概率时,只有通过采取 的措施来实现。 15、多个脉冲积累后可以有效地提高,从而改善雷达的检测能力。 16、对雷达性能的大气传播影响主要包括和两方面。 17、距离跟踪的定义是指。 18、雷达测角的方法可分为和两大类。

19、在圆锥扫描雷达中,输出信号近似为为调制的脉冲串,其调制频率为天线的。 20、采用动目标显示技术是为了改善雷达在杂波背景下检测的能力。 21、距离分辨力定义是指两个目标在但处在不同距离上,其最小可区分的距离。 二、判断题(每题1分,共5分) 1、雷达天线的方向性越强,波瓣宽度越窄,测向的精度和分辨力就越高。() 2、5欧姆电阻和8欧姆电阻在具有相同温度条件下,产生的电阻热噪声的额定功率是不相等的。() 3、功率谱均匀的白噪声,通过具有频率选择性的接收系统后,输出的功率谱任为非均匀的。() 4、采用脉冲压缩技术主要是为了提高雷达的探测距离。() 5、在雷达信号检测中,当信噪比一定,虚警概率越小,发现概率越大。() 三、选择题(单选,每题1分,共5分) 1、自动距离跟踪时间鉴别器回波中心与前波门后沿(后波门前沿)的延时时间差为半个脉 宽,当这个差继续增大时,时间鉴别器输出误差电压绝对值() A、增大 B、减小 C、不变 D、0 2、下面哪项措施可使提高三坐标雷达的数据率? () A、增大雷达待测空域 B、减小波束宽度 C、提高重复频率 D、增加积累脉冲数 3、双平面振幅和差式单脉冲雷达需要几个双T网络,几路接收机?() A、2个双T接头,3路接收机 B、3个双T接头,2路接收机 C、4个双T接头,3路接收机 D、3个双T接头,4路接收机 4、关于盲相的说法,正确的是() A、是采用了相位检波器所造成的 B、是信号使用脉冲形式所造成的 C、盲相导致任意时刻信号的相位丢失 D、盲相是采用非相参系统才会出现 5、关于合成孔径雷达技术主要是为了提高雷达的哪项性能? () A、距离分辨力 B、角度分辨力 C、速度分辨力 D、最大作用距离

多普勒天气雷达原理与业务应用思考题

1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成?每个部分的主要功能是什么? 答:主要由雷达数据采集子系统(RDA ),雷达产品生成子系统(RPG ),主用户终端子系统(PUP )三部分构成。RDA 的主要功能是:产生和发射射频脉冲,接收目标物对这些脉冲的散射能量,并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是:由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据,对其进行处理和生成各种产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户,是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是:获取、存储和显示产品,预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品,并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些? 答:一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警;二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测;三、进行较大范围的降水定量估测; 四、获取降水和降水云体的风场信息,得到垂直风廓线;五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些? 答:主要有以下三个体扫模式:VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描,主要对强对流天气进行监测;VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描,主要对降水天气进行监测;VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描(使用长脉冲),主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性? 答:一、波束中心的高度随距离的增加而增加;二、波束宽度随距离的增加而展宽;三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式,并解释其中各项的意义。 答: P t 为雷达发射功率(峰值功率); G 为天线增益;h 为脉冲长度; 、 :天线在水平方向和垂直方向的波束宽度; r 为降水目标到雷达的距离; :波长; m :复折射指数; Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式,并说明其意义。 答:∑= 单位体积6i D z ,反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和,与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答: 定义:设有一个理想的散射体,其截面面积为?,它能全部接收射到其 上的电磁波能量,并全部均匀的向四周散射,若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度,恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度,Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=

脉冲多普勒雷达

脉冲多普勒雷达(pulse Doppler Radar) 学习笔记 1:PD雷达简介 PD雷达的广泛定义应为:能实现对雷达信号脉冲串频谱单根谱线滤波(频域滤波),具有对目标进行速度分辨能力的雷达 PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。通常工作在一组较高的脉冲频率上,并采用主振放大链型的信号源和距离门窄带滤波器链的信号处理器. 它具有较高的速度分辨能力,从而可以更有效的解决抑制极强的地杂波干扰的问题。 PD 雷达有多种工作模式,下图给出了PD雷达的各种工作模式。 它们各具特点,分别适用不同的环境。低重PD雷达测距不会产生模糊,旁瓣杂波电平较低,但测速模糊。高重PD雷达与之相反,测距产生模糊,旁瓣杂波由于距离重叠效应,电平比较高,但测速是清晰的。中重PD雷达的距离和多普勒频移都产生模糊,通过辅助方法可以解测距和测速模糊。 1:测速原理 雷达对目标速度的测量主要利用电磁波照射在运动目标上时产生的多普勒效应来进行。对雷达而言,当雷达与目标之间存在相对运动时,多普勒效应体现在回波信号的频率与发射信号的频率不相等。雷达发射电磁波信号后,当遇到一个向着雷达运动的目标时,由于多普勒效应,雷达接收到从这个目标返回的电磁波信号的频率将高于雷达的发射频率。而当雷达发射的电磁波遇到一个在远离雷达方向运动的目标时,则雷达收到的是低于雷达发射频率的电磁波信号。多普勒雷达正是利用两者频率之间的差值,即多普勒频移df来实现对目标速度的测量。 2:距离模糊产生原因 雷达的最大单值测距范围由其脉冲重复周期T r(PRT)决定。为保证单值测距, 通常应R max 选取T R>2 C

R max为被测目标的最大作用距离。 有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求, 例如在脉冲多普勒雷达或远程雷达, 这时目标回波对应的距离R为 R=c (m×T r+t r) 式中,t r为测得的回波信号与发射脉冲间的时延。这时将产生测距模糊, 为了得到目标的真实距离R, 必须判明式(2.1.7)中的模糊值m。 2:

南理工雷达原理16年A卷

南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 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 组卷日期: 2016年5月10日 组卷老师(签字): 审定人(签字): 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,直接写出结果不给分;各题中若出现无文字说明的箭头符号不给分;使用手机等带存储功能电子设备将视为作弊。 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。 (a)电场波(b)磁场波(c)电磁波(d)超声波 2.在以下参数中,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)低噪高放(b)混频器(c)脉冲调制器(d)磁控管 4.匹配滤波器是背景下的最优滤波器。 (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系统。 (a)噪声调制(b)随机调幅(c)全相参(d)非相参 8.以下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、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。 11.LFMCW雷达的中文翻译是雷达。 第1页共3页

最新1多普勒天气雷达原理与应用

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

脉冲多普勒雷达的总结

脉冲多普勒雷达的总结 1、适用范围 脉冲多普勒(PD)雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。这种雷达具有脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,有更强的抑制杂波的能力,因而能在较强的杂波背景中分辨出动目标回波。 2、PD雷达的定义及其特征 (1)定义:PD雷达是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。 (2)特征:①具有足够高的脉冲重复频率(简称PRF),以致不论杂波或所观测到的目标都没有速度模糊。 ②能实现对脉冲串频谱单根谱线的多普勒滤波,即频域滤波。 ③PRF很高,通常对所观测的目标产生距离模糊。 3、PD雷达的分类 图1 PD雷达的分类图 ①MTI雷达(低PRF):测距清晰,测速模糊 ②PD雷达(中PRF):测距模糊,测速模糊,是机载雷达的最佳波形选择 ③PD雷达(高PRF):测距模糊,测速清晰 4、机载下视PD雷达的杂波谱分析 机载下视PD雷达的地面杂波是由主瓣杂波、旁瓣杂波和高度线杂波所组成的。 、PRF 的选择 (1)高、中、低脉冲重复频率的选择 ①机载雷达在没有地杂波背景干扰的仰视情况下,通常采用低PRF加脉冲压缩。 ②迎面攻击时高PRF优于中PRF。尾随时,在低空,中PRF优于高PRF ;在高空,高PRF优于中PRF。 ③交替使用中、高PRF的方法,或者再加上在下视时采用低PRF的方法,并在低、中PRF时配合采用脉冲压缩技术,将是在所有工作条件下得到远距离探测性能的最有效的方

法。 (2)高PRF时重复频率的选择 ①使迎面目标谱线不落人旁瓣杂波区中: ②为了识别迎面和离去的目标: A、当接收机单边带滤波器对主瓣杂波频率固定时: B、当接收机单边带滤波器相对发射频率是固定时: 注:单边带滤波器的通带范围应从,单边带滤波器的中心频率是固定的,但偏离应为。 6、PD雷达的信号处理系统 PD雷达的信号处理系统主要由单边带滤波器、主瓣杂波抑制滤波器、零多普勒频率抑制滤波器、多普勒滤波器组、检波积累、转换器和门限等部分组成,下面总结各组成部分的特点及其实现方法。 (1)单边带滤波器 特点:带宽近似等于脉冲重复频率fr, 一般设置在中频; 从回波频谱中只滤出单根谱线; 避免了后面信号处理过程中可能产生的频谱折叠效应; 距离选通波门必须设在单边带滤波器之前; 要求带外抑制至少要大于60dB; 实现方法:采用石英晶体滤波器 (2)主瓣杂波抑制滤波器 特点:比目标回波能量要高出60-80dB; 主瓣杂波抑制滤波器的幅一频特性应是主瓣杂波频谱包络的倒数; 相当于一个白化滤波器,经过主瓣杂波抑制之后,后面的多普勒滤波器可以 按照白噪声中的匹配滤波理论来进行设计; 实现方法:首先确定它的频率,用一个混频器先消除变化的,就可以用一个固定频率的滤波器将其滤除. 确定主瓣杂波中心频率有两种方法:一种方法是利用频率跟踪; 另一种是由天线指向和载机飞行速度计算出主瓣杂波应有的多普勒频移,直接控制压 控振荡器去产生的振荡濒率。 (3)零多普勒频率抑制滤波器 特点:用于高度杂波的滤除; 同时抑制发射机直接进人到接收机的泄漏; 实现方法:①只需断开滤波器组中落人高度杂波区的那些子滤波器的输出; ②使用可防止检测高度线杂波专用的CFAR电路; ③使用航迹消隐器除去最后输出的高度线杂波。 (4)多普勒滤波器组 特点:是覆盖预期的目标多普勒频移范围的一组邻接的窄带滤波器; 起到了实现速度分辨和精确测量的作用; 可以设在中频,也可以设在视频;

南理工雷达原理18年A卷

南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 第1页共4页

(a)检测器(b)脉冲调制器(c)低噪放(d)中放 12.某地基脉冲多普勒体制雷达,信号带宽B,脉冲宽度τ,脉冲重复频率T r,距离门时间 宽度ρ,则正确的两脉冲杂波对消器公式为。 (a)x(t) - x(t-ρ) (b)x(t) - x(t-τ) (c)x(t) - x(t-T r) (d)x(t) - x(t-1/B) 二、 判断题(5小题,每题2分,共10分,正确打√,错误打×) 1.灵敏度时间控制(STC)是防止近程杂波引起中频放大器过载的常用措施。( ) 2.雷达信号带宽B,目标多普勒频移f d,则当| f d |< B/2时,不会发生测速模糊。( ) 3.雷达接收机噪声系数和输入信噪比均为3dB,则其输出信噪比为0dB。( ) 4.当相控阵天线的阵元间距大于工作波长时,阵因子方向图中将会出现栅瓣。() 5.米波雷达发射的电磁波在低空大气中是直线匀速传播的,由于波长较长,很容易被大 气中的水蒸气吸收,大气吸收衰减非常严重。( ) 三、 简答题(7小题,共25分) 1.请简述雷达目标信号和杂波信号的定义,并简述全相参脉冲雷达能够滤除固定杂波信 号并保留运动目标信号的基本原理。 2.有两部雷达分别工作在L波段和x波段,均采用一个径向距离20km、高度1km的空 中目标进行测试,雷达A测出的目标高度为 1.05km,雷达B测出的目标高度为 1.005km,请判断雷达A工作在哪个字母波段,并简要说明理由。 3.收发共用天线的脉冲雷达均存在近距离盲区,请写出造成该盲区的部件名称,并简述 该部件造成脉冲雷达近距离盲区的原因。 4.请判断在计算最大作用距离的基本雷达方程中,所用的雷达发射功率是发射机平均功 率还是峰值功率。请简述脉冲雷达发射机平均功率与峰值功率的定义。 5.分别简述雷达天线发射方向图主瓣和接收方向图主瓣的物理含义。 6.雷达工作在Ka波段,有一个运动目标高度200m,该目标的N个相邻脉冲回波具有不 同的包络电平,于是有人推测该现象的原因之一是“由于目标高度较低,目标回波信号的地面镜像反射波与其直达波之间存在干涉叠加现象。”请判断该推测是否正确,并简述理由。 7.请简述脉冲雷达最大作用距离R max和最大不模糊距离R u的定义,并简述当R max和R u 之间满足什么条件时,将会出现测距模糊现象。 四、 读图题(6小题,共14分)下图是振幅和差式单脉冲雷达各主要测角过程的信号示意 图,第一个子图(最上面的子图)是两个波束的目标回波输出振幅随角度变化示意图,第四个子图(最下面的子图)是相应的鉴角特性曲线,中间两个子图均由第一个子图经过一定处理计算获得。 第2页共4页

2015雷达站全年总结

雷达站全年工作总结 在2015年全年的工作中,在局领导和各位同事的关心和帮助下,我站克服了人员少、任务重的困难,较好的完成了市局下达的全年的各项任务。在全年的工作中,我们以思想建设和精神文明建设为动力;以基础业务为先导;以气象服务为根本,稳步推进了各项工作的健康发展。在2015年剩余的时间里,我站职工将继续努力工作,力争取得更好的成绩。现将全年工作简要做如下总结: 一、加强政治思想学习,提高我站职工思想素质 加强政治学习和精神文明建设,把思想政治工作贯穿于气象工作全过程。认真学习领会习近平总书记讲话的重要精神,把“三严三实”的精神内涵付诸到实际工作和生活中,并以此作为衡量每个人的社会行为准则。 二、强化、狠抓制度落实,气象基础质量稳固提高 今年,我站重视业务人员管理,加强业务人员素质和提高,切实抓好各项业务工作制度和技术规范的落实,进一步强化业务人员的事业心,提高工作积极性,杜绝责任性事故,取得了较好的工作业绩。2014年12月至2015年11月我站基础业务质量如下: (1)我站按照国家局、省局、关于认真开展好雷达观测和地面观测的有关要求;按照我局下发的《雷达站2015

年重点工作任务书》的文件要求,全力保障雷达、区域站等设备稳定运行和各类气象资料的正常传输,其中区域自动站每小时1次的数据,传输到报率达到96.5%以上,其中今年11月质量为自评(省局11月质量未下发)。2013年质量为96.2%,2014年质量为96.9%,2015年质量与往年同期基本持平,数据可用性达到中国气象局要求的年度平均水平。 (2)开展区域自动站检定校准方面,仅考核配有地市级移动计量系统的单位,所以我站重点目标任务为缺项。 (3)我站新一代多普勒天气雷达全年运行稳定,并配合省局完成了雷达验收工作,全年无需要停机12小时以上或者需要更换备件的故障,出现小故障我站工作人员能够第一时间排除,由于更换了UPS电池组,年内的几次长时间停电都没有影响到资料的正常传输,所以传输质量达到近几年来较好的成绩;其中PUP产品传输率全年为99.9%;雷达基数据传输率为99.9%;雷达监控信息传输率为99.9%;拼图传输率为100%。下表为全年各月质量,以省局信息中心下发的各月质量为准。

《雷达原理》知识点总结

【雷达任务:测目标距离、方位、仰角、速度;从目标回波中获取信息 【雷达工作原理:发射机在定时器控制下,产生高频大功率的脉冲串,通过收发开关到达定向天线,以电磁波形式向外辐射。在天线控制设备的控制下,天线波束按照指定方向在空间扫描,当电磁波照射到目标上,二次散射电磁波的一部分到达雷达天线,经收发开关至接收机,进行放大、混频和检波处理后,送到雷达终端设备,能判断目标的存在、方位、距离、速度等。 【影响雷达性能指标:脉冲宽度(窄),天线尺寸(大),波束(窄),方向性。 【测角:根据接收回波最强时的天线波束指向 【雷达是如何获取目标信息的? 【雷达组成:天线,发射机,接收机,信号处理机,终端设备(电源,显示屏),收发转换开关 【发射机工作原理: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。 【发射机基本组成:单级振荡式:脉冲调制器,大频率射频振荡器,电源。 主振放大式:脉冲调制器,中间和输出射频功放,电源,定时器,固体微波源(主控振荡器,用来产生射频信号) 工作过程:(1)单级振荡式:信号由振荡器产生,受调制 (2)主振放大式:信号由固体微波源经过倍频后产生,经射频放大链进行放大,各级都需调制(脉冲调制器),定时器协调工作。 优缺点:单击振荡式:简单经济轻便,频率稳定度差,无复杂波形; 主振放大式:频率稳定度高,相位相参信号,有复杂波形,适用频率捷变雷达【发射机质量指标:(1)工作频率(波段)(2)输出功率:影响威力和抗干扰能力。峰值功率(脉冲期间射频振荡的平均功率)和平均功率(脉冲重复周期内输出功率的平均值)。(3)总效率Pt/P。(4)调制形式:调制器的脉冲宽度,重复频率,波形。(5)信号稳定度/频谱纯度,即信号各项参数。 【调制器组成:电源,能量储存,脉冲形成 【调制器任务与作用:为发射机的射频各级提供合适脉冲,将一个信号载到一个比它高的信号上 【仿真线:由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上,用真实线长度太长,因此在实际中是用集总参数的网络代替长线,即仿真线 【刚/软性开关:刚性开关的电容储能部分放电式调制器,特点为部分放电,通电利索;软性开关的人工线性调制器,特点为完全放电,效率高,功率大。 【接收机指标:(1)灵敏度:表示接收机接受微弱信号的能力。提高灵敏度,减小噪声电平,提高接收机增益。(2)工作频率宽度:表示接收机瞬时工频范围,提高:高频部件性能(3)动态范围:表示正常工作时接收信号强度的范围,提高:用对数放大器增益控制电路抗干扰(4)中频滤波特性:减小噪声,带宽>回波时,噪声大。(5)工作稳定度(6)频率稳度(7)抗干扰能力(8)噪声系数 【收发软换开关工作原理:脉冲雷达天线收发共用,需要一个收发软换开关TR,发射时,TR使天线与发射机接通,与接收机断开,以免高功率发射信号进入接收机使之烧毁;接收时,天线与接收机接通,与发射机断开,以免因发射机旁路而使微弱接收信号受损。 【收发开关组成及类型:高频传输线,气体放电管。分为分支线型和平衡式。 【显示器分类:距离,平面,高度,情况和综合,光栅扫描。 【显示器列举:距离(A型J型A/R型)平面(PPI)高度(E式RHI) 【A型显示器组成:扫掠形成电路,视频放大电路,距标形成电路。

雷达总结

雷达气象学是一门与大气探测、大气物理,天气系统探测相关联的学科 Radar:通过无线电技术对目标物的探测和定位。测定目标位置的无线电技术范畴 气象雷达:是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达,“千里眼、顺风耳”。 雷达气象学:利用气象雷达,进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科,它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。 气象雷达的分类:探空雷达、测雨雷达、声雷达、多普勒雷达、激光雷达 南方:S波段为主,北方:C波段为主 雷达机的主要构成 RDA -雷达数据采集子系统RPG -雷达产品生成子系统PUP -主用户处理器子系统其次包括:通讯子系统、附属安装设备RDA 主要结构:天伺系统、发射机、接收机、信号处理器 定义:用户所使用的雷达数据的采集单元。 功能:产生和发射射频脉冲,接收目标物对这些脉冲的散射能量,并通过数字化形成基数据。 雷达的硬件系统! RDA的扫描方式:雷达在一次体积扫描中使用多少角度和时间。 RDA的天气模式:1.晴空模式:VCP11或VCP21 2.降水模式:VCP31或VCP32 新一代雷达:降水模式 VCP:雷达天线体扫模式 RPG(雷达产品生成系统) 定义:(指令中心)由宽带通讯线路从RDA接收数字化的基本数据,对其进行处理和生成各种雷达数据产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户 功能:产品生成、产品分发、雷达控制台(UCP) PUP(主用户处理系统) 功能:获取、存贮和显示雷达数据产品。预报员通过这一界面获取所需要的雷达产品,并将它们以适当的形式显示在监视器上 用处:(1)产品请求(获取),(2)产品数据存贮和管理,(3)产品显示,(4)状态监视,(5)产品编辑注释。 粒子对电磁波有散射,衰减,折射的作用 散射:当电磁波束在大气中传播,遇到空气介质或云滴、雨滴等悬浮粒子时,入射电磁波会从这些介质或粒子上向四面八方传播开来,这种现象称为散射现象。 主要物质:大气介质、云滴、水滴,气溶胶等。其它散射现象:光波、声波等 散射的类型:瑞利散射:d<<λ;米(Mie)散射:d≈λ 瑞利散射 散射函数或方向函数: 后向散射能量:雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷达方向(θ=π)的那一部分能量,这部分能量称为后向散射能量。瑞利散射性质 ①粒子的散射能力与波长的四次方成反比。波长越短,散射越强。 ②粒子的散射能力与直径的6次方成正比。粒子半径越大,散射越强。 ③粒子的前向散射和后向散射为最大,粒子无侧向散射。散射截面为纺锤形。 散射截面或后向散射截面 定义:设有一个理想的散射体,其截面为σ,它能全部接收射到其上的电磁波能量,并全部均匀地向四周散射,该理想散射体散射回雷达天线处的电磁波能流密度,恰好等于同距离上实际散体返回雷达天线的电磁波能流密度,则该理想散射体的截面σ就是实际散射体的后向散射截面。 意义:用来表示粒子后向散射能力的强弱。后向散射截面越大,粒子的后向散射能力越强,在同样条件下,所产生的回波信号也越强。 反射率η:单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和。 反射率因子(Z):Z的不同取值,意味着不同天气状况。通常Z的取值从0dBz~70dBz,因此要求天气雷达必需有非常大的检测范围。新一代天气多普勒雷达的接收机动态范围是90~100dBz以内。

最新《遥感原理与应用》试卷(A)答案

A卷参考答案要点 名词解释 1.绝对黑体:指能够全部吸收而没有反射电磁波的理想物体。 2.大气窗口:大气对电磁波有影响,有些波段的电磁波通过大气后衰减较小,透过率较高的波段。3.图像融合:由于单一传感器获取的图像信息量有限,难以满足应用需要,而不同传感器的数据又具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极化方式,因此,需将这些多源遥感图像按照一定的算法,在规定的地理坐标系,生成新的图像,这个过程即图像融合。 4.距离分辨力:指测视雷达在发射脉冲方向上能分辨地物最小距离的能力。它与脉冲宽度有关,而与距离无关。 5.特征选择:指从原有的m个测量值集合中,按某一规则选择出n个特征,以减少参加分类的特征图像的数目,从而从原始信息中抽取能更好的进行分类的特征图像。即使用最少的影像数据最好的进行分类。 二、简答题(45) 1.分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 由于植物进行光合作用,所以各类绿色植物具有相似的反射波谱特性,以区分植被与其他地物。 (1)由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强,而对绿色反射作用强,因而在可见光的绿波段有波峰,而在蓝、红波段则有吸收带; (2)在近红外波段(0.8-1.1微米)有一个反射的陡坡,形成了植被的独有特征; (3)在近红外波段(1.3-2.5微米)受绿色植物含水量的影响,吸收率大增,反射率大大下降;但是,由于植被中又分有很多的子类,以及受到季节、病虫害、含水量、波谱段不同等影响使得植物波谱间依然存在细部差别。 波谱特性的重要性: 由于不同地物在不同波段有着不同的反射率这一特性,使得地物的波谱特性成为研究遥感成像机理,选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据;在外业测量中,它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础资料;有效地进行遥感图像数字处理的前提之一;用户判读、识别、分析遥感影像的基础;定量遥感的基础。 2.遥感图像处理软件的基本功能有哪些? 1)图像文件管理——包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等; 2)图像处理——包括影像增强、图像滤波及空间域滤波,纹理分析及目标检测等; 3)图像校正——包括辐射校正与几何校正; 4)多图像处理——包括图像运算、图像变换以及信息融合; 5)图像信息获取——包括直方图统计、协方差矩阵、特征值和特征向量的计算等; 6)图像分类——非监督分类和监督分类方法等; 7)遥感专题图制作——如黑白、彩色正射影像图,真实感三维景观图等地图产品; 8)三维虚拟显示——建立虚拟世界; 9)GIS系统的接口——实现GIS数据的输入与输出等。 3.遥感图像目视判读的依据有哪些,有哪些影响因素? 地物的景物特征:光谱特征、空间特征和时间特征。 影响因素包括:地物本身复杂性,传感器的性能以及目视能力。

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