雷达大作业振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用
雷达原理大作业
振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用
指导老师：魏青
振幅和差脉冲测角
基本原理
单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，在一个角平面内，两个相同的波束部分重叠，交叠方向即为等信号轴的方向。将这两个波束接收到的回波信号进行比较，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换后加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。因为两个波束同时接收到回波，故单脉冲测角获得目标
角误差信息的时间可以很短，理论上只要分析一个回
波脉冲就可以确定角误差，所以叫“单脉冲”。这种
方法可以获得很高的测角精度，故精密跟踪雷达通常
采用它。
由于取出角度误差信号的具体方法不同，单脉冲
雷达的种类很多，应用最广的是振幅和差式单脉冲雷
达，该方法的实质实际上是利用两个偏置天线方向图
的和差波束。
和差脉冲法测角的基本原理为：
①角误差信号。雷达天线在一个角平面内有两个
部分重叠的波束如错误!未找到引用源。所示：
振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号的基本方法
是将这两个波束同时收到的信号进行和差处理，分别
得到和信号和差信号。与和差信号相应的和差波束如
错误!未找到引用源。(b) (c)。
振幅和差式单脉冲波束图
（a）两波束；（b）和波束；（c）差波束
其中差信号即为该角平面内的角误差信号。若目标处在天线轴向方向（等信号轴），
误差角为零，则两波束收到的回波信号幅度相同，差信号等于零。目标偏离等信号轴而有一误差角时，差信号输出振幅与误差角成正比，而其符号（相位）则由偏离的方向决定。和信号除用作目标检测和距离跟踪外，还用作角误差信号的相位基准。
②和差波束形成原理：
和差比较器是单脉冲雷达的重要部件，由它完成和差处理，形成和差波束。以错
误!未找到引用源。（a ）中的双T 接头为例,它有四个端口,∑（和）端、△（差）端和1、2端，这四个端口是匹配的。
发射时，从发射机来的信号加到和差比较器的∑端，1、2端输出等幅同相信号，
△端无输出，两个馈源同相激励，并辐射相同功率，结果两波束在空间各点产生的场强同相相加，形成发射和波束。和方向图用来发射，和方向图和差方向图用来接收，差方向图接收的信号提供角度误差信号的幅度。
接收时，回波脉冲同时被两个波束馈源所接收。两波束接收到的信号振幅有差异，
但相位相同，即信号从1、2端输入同相信号，则△端输出两者的差信号，∑端输出两者的和信号。
这时，在∑（和）端，完成两信号同相相加，输出和信号。设和信号为E ∑，其振幅为两信号振幅之和，相位与到达和端的两信号相位相同，且与目标偏离天线轴线的方向有关。假定两个波束的方向性函数完全相同，设为F （θ），两波束接收到的信号电压振幅为E1、E2，并且到达和差比较器∑端时保持不变，两波束相对天线轴线的偏角为δ，则对于θ方向的目标，和信号振幅为：
式中()()()F F F θδθδθ∑=-++为接收和波束方向性函数，
与发射和波束的方向性函数
（a ）双T 接头; (b)和差比较器示意图
完全相同；k 为比例系数，它与雷达参数、目标距离、目标特性等因素有关。
在和差比较器的△（差）端，两信号反向相加，输出差信号，设为E ?，若到达△端的两信号用E1、E2表示，他们的振幅仍为E1、E2，但相位相反，故差信号的振幅为: 其中()()()F F F θδθδθ?=--+。即和差比较器的△端对应的接收方向性函数为原来两方向性函数之差。
现假定目标的误差角为ξ，则差信号振幅为()()E kF F ξξ?∑?=，在跟踪状态下，ξ很
小，将()F ξ?展开成泰勒级数并忽略高次项，则有：
因为
所以
又因为ξ很小，上式中()(0)F F ξ∑∑≈
因此有：
由上式可知，在一定的误差角范围内，差信号的振幅与误差角成正比。
同理，对于和信号振幅：
将两式相除，得：
所以，角误差信号与和差信号的振幅比成正比，即
单平面振幅和差单脉冲测角
根据比幅和差单脉冲测角原理,可画出单平面振幅和差单脉冲雷达的基本组成方框
图，
如图所示。系统的简单工作过程为:发射信号加到和差比较器的Σ端,分别从1、2端输出同相激励两个馈源。接收时, 两波束的馈源接收到的信号分别加到和差比较器的1、2端,Σ端输出和信号,Δ端输出差信号(高频角误差信号)。和、差两路信号分别经过各自的接收系统(称为和、差支路)。中放后,差信号作为相位检波器的一个输入信号,和信号分三路:一路经检波视放后作为测距和显示用;另一路用作和、差两支路的自动增益控制,再一路作为相位检波器的基准信号。和、差两中频信号在相位检波器进行相位检波,输出就是视频角误差信号,变成相应的直流误差电压后, 加到伺服系统控制天线跟踪目标。和圆锥扫描雷达一样, 进入角跟踪之前,必须先进行距离跟踪,并由距离跟踪系统输出一距离选通波门加到差支路中放,只让被选目标的角误差信号通过。
单
平面振幅和差单脉冲雷达简化方框图
为了消除目标回波信号振幅变化(由目标大小、距离、有效散射面积变化引起)对自动跟踪系统的影响,必须采用自动增益控制。由和支路输出的和信号产生自动增益控制电压。该电压同时去控制和差支路的中放增益,这等效于用和信号对差信号进行归一化处理,同时又能保持和差通道的特性一致。由和支路信号作自动增益控制后,和支路输出基本保持常量,而差支路输出经归一化处理后其误差电压只与误差角ε有关而与回波幅度变化无关。
双平面振幅和差单脉冲测角
为了对空中目标进行自动方向跟踪,必须在方位和高低角两个平面上进行角跟踪,因而必须获得方位和高低角误差信号。为此,需要用四个馈源照射一个反射体,以形成四个对称的相互部分重叠的波束。在接收机中,有四个和差比较器和三路接收机，即和支路、方位差支路、俯仰差支路,两个相位鉴别器和两路天线控制系统等。
双平面振幅和差单脉冲雷达的原理框图已经给出，其工作原理与单平面雷达原理是一致的，只是获取和差信号的数目不相同。双平面脉冲雷达采用三路接收机同时工作，将差信号与和信号做幅度比较后，去多误差信号，包括误差信号的大小和方向。因此工作中要求三路接收机的工作特性严格一致，各路接收机幅相特性不一致的后果是测角灵敏度境地并产生测角误差。
单脉冲定向原理
对目标的定向，即测定目标的方向，是雷达的主要任务之一。单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。所谓“单脉冲”，是指使用这种方法时，只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。根据从回波信号中提取目标角信息的特点，可以将单脉冲定向分为两种基本的方法：振幅定向法和相位定向法，分别见于下图。除了上述两种方法外，由它们合成的振幅—相位定向法（或称为综合法）也得到了广
泛的应用。
图单脉冲振幅定向法 图 单脉冲相位定向法
振幅法测角
振幅法测角是用天线收到的回波信号幅度值来做角度测量的，该幅度值的变化规律
取决于天线方向图以及天线扫描方式。振幅法测角可分为最大信号法和等信号法两大类。
最大信号法
当天线波束作圆周扫描或在一定扇形
范围内作匀角速扫描时, 对收发共用天线
的单基地脉冲雷达而言, 接收机输出的脉
冲串幅度值被天线双程方向图函数所调
制。找出脉冲串的最大值(中心值), 确定
该时刻波束轴线指向即为目标所在方向,
如错误!未找到引用源。的（a ）所示。
如天线转动角速度为a w r/min, 脉冲雷达
重复频率为r f , 则两脉冲间的天线转角
为
°360160a s r
w f θ??=?。
这样,天线轴线(最大值)扫过目标方向(t θ)时,不一定有回波脉冲,就是说,s θ?将
产生相应的“量化”测角误差。
在人工录取的雷达里, 操纵员在显示器画面上看到回波最大值的同时,读出目 最大信号法扫描图
标的角度数据。采用平面位置显示(PPI)二度空间显示器时,扫描线与波束同步转动,根据回波标志中心(相当于最大值)相应的扫描线位置,借助显示器上的机械角刻度或电子角刻度读出目标的角坐标。
在自动录取的雷达中,可以采用以下办法读出回波信号最大值的方向:一般情况下,
天线方向图是对称的,因此回波脉冲串的中心位置就是其最大值的方向。测读时可先将回波脉冲串进行二进制量化,其振幅超过门限时取“1”,否则取“0”,如果测量时没有噪声和其它干扰,就可根据出现“1”和消失“1”的时刻,方便且精确地找出回波脉冲串“开始”和“结束”时的角度,两者的中间值就是目标的方向。通常,回波信号中总是混杂着噪声和干扰,为减弱噪声的影响, 脉冲串在二进制量化前先进行积累, 如错误!未找到引用源。中的实线所示,积累后的输出将产生一个固定迟延,但可以提高测角精度。
最大信号法测角波形图
最大信号法测角也可采用闭环的角度波门跟踪进行, 如图所示, 它的基本原理和
距离门做距离跟踪相同。用角波门技术作角度测量时的精度(受噪声影响)为
式中, E/N0为脉冲串能量和噪声谱密度之比, p K 为误差响应曲线的斜率,B θ为天线波束宽度,p L 为波束形状损失,(/)m S N 是中心脉冲的信噪比;0r n t f =?为单程半功率点
波束宽度内的脉冲数。在最佳积分处理条件下可得到 / 1.4p K =。
最大信号法测角的优点一是简单;二是用天线方向图的最大值方向测角,此时回波
最强, 故信噪比最大,对检测发现目标是有利的。
其主要缺点是直接测量时测量精度不很高,约为波束半功率宽度(0.5θ)的 20%左右。
因为方向图最大值附近比较平坦, 最强点不易判别,测量方法改进后可提高精度。另一缺点是不能判别目标偏离波束轴线的方向,故不能用于自动测角。最大信号法测角广泛应用于搜索、引导雷达中。
假定两个波束的方向性函数完全相同，设为F()θ，等信号轴指向为0θ，则波束1、
2的方向性函数可分别写成：
k θ为0θ与波束最大值方向的偏角。
设波束1，2接收到的回波信号分别表示为 式中，t θ为目标方向偏离等信号轴0θ的角度，对1u ，2u 信号进行处理，就可以获得目标方向t θ的信息。
① 比幅法：求两信号的幅度比值12()()()()
k t k t F u u F θθθθθθ-=+，（°=0θ时）根据比值大小可以判断目标偏离的方向，查找预先制定的表格就可以估计出目标偏离的角度数值。 ② 和差法：由u1和u2可求得其差值()t θ?及和值()t θ∑。
和差法测角
12()()[()()]k t k t u K F F θθθθθθθ-=--+△()=u (1-1) 现假定目标的误差角为ε，在等信号轴0θθ=附近，差值()θ?可以近似表示为： 0()()2dF k d εθθθθεθ
=?≈ (1-2) 而和信号为：
12()+()[()+()]k t k t u K F F θθθθθθθ∑=-+()=u (1-3) 在等信号轴附近近似有：
0=θθ∑（）2F()K (1-4) 即可求得和差波束，()()θθ?∑与，归一化的和差值为: 00()=()dF F d θθεθθθ=?∑ (1-5)
因为△/∑正比于目标偏离0θ的角度ε，故可用它来判读角度的大小及方向。
错误!未找到引用源。中 为采用简化的辛格天线方向图函数画出的天线方向图及和差波束天线方向图以及角度ε的函数图像。
（a ）两波束方向图；（b ）差波束；（c ）和波束；（d ）归一化和差值
雷达运动目标检测大作业
非均匀空时自适应处理 摘要 本文首先依次介绍了在非均匀环境下的STAP处理法，包括降维、降秩以及LSMI方法，接着重点分析了直接数据域（DDD）方法的原理及实现过程，最后针对直接数据域方法进行了仿真实验。 引言 机载雷达对运动目标检测时, 面临的主要问题是如何抑制强大的地面杂波和各种类型的干扰，空时自适应处理（STAP）是解决该问题的关键技术。STAP 技术通过对杂波或干扰训练样本分布特性的实时学习来来形成空域—时域二维自适应权值，实现对机载雷达杂波和干扰的有效抑制。 STAP技术在形成自适应权值时，需要计算杂波协方差矩阵R。实际系统的协方差矩阵是估计得到的，即先在待检测距离单元的临近单元测得K个二维数 据矢量样本V i（i=1，2…K），再计算R的估计值?=Σ i=1K V i V i H∕K，然后可得自 适应权值W=μR^-1S，其中μ为常数，S为空时导向矢量。临近训练样本的选择必须满足独立同分布（IID）条件。同时，为了使由杂波协方差矩阵估计引起的性能损失控制在3dB内，要求均匀训练样本数K至少要2倍于其系统自由度（DOF）。如果所选样本非均匀，则形成的权值无法有效对消待检测单元中所含有的杂波和干扰，从而大大降低对运动目标的检测性能。 在实际应用中, 机载雷达面临的杂波环境往往是非均匀的, 这对经典的S T A P 技术带来了极大的挑战。针对这一难题, 许多新的适用于非均匀杂波环境的S T A P 方法不断被提出。 1、解决非均匀样本的方法 1.1、降维方法 降维方法的最初目的是为了减少空时自适应处理时所需的巨大运算量, 但后来发现该类方法同时大大减少了对均匀训练样本数的需求, 对非均匀情况下杂波抑制起到了积极的作用。降维方法将每次自适应处理所需要抑制的杂波范围限制在某一个较小杂波子空间内, 根据RMB准则和Brennan定理, 自适应处理时所需要的均匀训练样本数由2 倍于整体系统自由度减至降维后2 倍于子空间系统自由度。降维程度越高, 对均匀训练样本的需求就越少。降维方法属固定结构方法, 无法充分利用杂波的统计特性。当辅助波束与杂波谱匹配很好时, 处理性能往往很好。反之, 则性能下降。 1.2、降秩方法 与固定结构降维方法相反, 降秩方法充分利用回波中杂波的分布特性, 每次处理选取完备杂波空间来形成自适应权值对消杂波分量, 可看作依赖回波数据的自适应降维方法。该类方法在形成权值过程中利用的信息中不含噪声分量, 所以避免了小样本情况下噪声发散带来的性能下降问题, 故减少了对均匀训练样本数的需求。同样, 该类方法在满足信杂噪比损失不超过 3 d B 条件时所需的训练样本数约为 2 倍的杂波子空间的维数。从处理器结构上来看, 降秩方法可
仿真题目一 单脉冲和差测角仿真
仿真题目一单脉冲和差测角仿真 题目要求：采用高斯型天线方向图绘制单脉冲和差测角的和、差波束及∑ ? 波形，并将 ∑?数据制表，以便找出偏离等信号轴的角度，给定∑ ? 的值即可给出偏离角度。 1.单脉冲和差测角原理 雷达测角的物理基础是电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线的方向性，分为振幅法和相位法两大类，其中振幅法测角又分为最大信号法和等信号法，等信号测角采用两个相同且彼此部分重叠的波束，其方向图如下图1所示，若目标处在两波束的交叠轴OA 方向，则两波束收到的信号强度相等，否则一个波束收到的信号强度高于另一个，故常称OS 为等信号轴。当两个波束收到的回波信号相等时，等信号轴所指的方向即为目标方向。若目标处在OB 方向，波束2的回波比波束1的强，处在OC 方向时，则与之相反，因此比较两个波束回波的强弱就可以判断目标偏离等信号轴的方向，并可用查表的方法估计出偏离等信号轴的大小。 图1等信号测角（a）波束（b）显示器画面 设天线电压方向性函数为)(θF ，等信号轴OA 的指向为0θ，则波束1、2的方向性函数可分别写为 ) ()()()()()(2211o k o k F F F F F F θθθθθθθθθθ--==-+==k θ为0θ与波束最大值方向的偏角。 用等信号法测量时，波束1接收到的回波信号)()(11t k KF KF u θθθ-==，波束2收到的回波电压值)()-()(22t k t k KF KF KF u θθθθθ+=-==，式中t θ为目标偏离等信号轴0θ的角度，这里对1u 和2u 信号进行和差法处理，可以获得目标信号t θ的信
息。 由1u 及2u 可以求得其差值)(θ?及和值)(θ∑，即 )]()([)()()(21t k t k F F K u u θθθθθθθ+--=-=?)] ()([)()()(21t k t k F F K u u θθθθθθθ++-=+=∑在等信号轴附近差信号及和信号分别可近似表示为 k d dF o t t θθθ θθθ=≈?|) (2)(k F o t )(2)(θθ≈∑即可求得其和差波束)(θ∑及)(θ?，如图2所示。归一化的和差值为 o d dF F o t θθθ θθθ==∑?|)()(，由于 ∑ ? 正比于目标偏离0θ的角度t θ，故可用它来判读t θ的大小及方向。 图2和差测角法（a ）两波束的方向图（b ）差波束响应（c ）和波束响应 2.单脉冲和差测角仿真
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
雷达图数据如何更改
雷达图数据如何更改 导语： 雷达图是一种有效的数据展示图表，它能够清晰的展示数据，让关系繁杂的数据变得一目了然，数据趋势变得明显，数据内在关系变得明确。那么，如何修改雷达图的数据，如何绘制出让领导满意，让同事羡慕的雷达图呢？ 免费获取商务图表软件：https://www.360docs.net/doc/c018626569.html,/businessform/ 雷达图如果是手工绘制，是非常麻烦的，不过可以用软件制图。在制作雷达图时，需要将各项数据，按重要程度集中画在一个圆形的图表中，来展示一个其中的比率情况，读表者可以快速获取到有效信息。 一款软件助你轻松绘制雷达图、蜘蛛图 亿图图示专家可以轻松绘制相关图表，软件为用户提供多个雷达图（蜘蛛图）的模板，只需改变数据值，软件便能自动更新雷达图（蜘蛛图）的状态。亿图软
件不仅能帮助用户创建普通雷达图，还可以创建面积雷达图、百分比雷达图、极性图等。 创建雷达图 打开亿图图示软件，选择“新建”——“图表”——“蜘蛛（雷达）图”——“创建”，即可开启画布。
操作界面左侧为符号库，使用者可以从这里，选择合适的雷达图模板，添加至画布中。根据不同的展示场景，雷达图可分为普通雷达图、面积雷达图、百分比雷达图、极性图。本文以普通雷达图为例，介绍基本的操作技巧。
从文件加载数据 亿图图示软件支持用户从本地导入数据，一键生成雷达图。具体的操作方法如下： 1、启动文本模板：另外创建一个空白画布，将符号库中的“如何使用”拖动至画布。
选择复制“example 1”或“example 2”中的文本内容。 2、编辑数据：在电脑本地新建txt记事本，将上文所复制的文本内容，粘贴在txt记事本里。根据模板，进行自定义修改。第一行是类别的名称，从左到右，依次填写。第二行至第n行是系别，第一列为系别名称，其它列为数据。每个数据之间需要用逗号隔开，避免导入出错。
雷达大作业---振幅和差角度测量及仿真
雷达原理大作业 单脉冲自动测角的原理及应用 学院：电子工程学院 作者： 2016年5月21日
单脉冲自动测角的原理及应用 一．摘要 单脉冲测角法是属于振幅法测角中的等信号法中的一种，其测角精度高，抗干扰能力强，在现实中得到了广泛的应用。而其中对于接收支路要求不太严格的双平面振幅和差式单脉冲雷达，更是备受青睐。 本文首先讲述了单平面振幅和差式单脉冲雷达自动测角的原理，再简述了双平面振幅和差式单脉冲雷达自动测角的结构框图，接着简述了本文仿真所用的一些原理和公式推导，包括天线方向图函数及其导数的推导，最后做了基于高斯形天线方向图函数的单脉冲自动测角，基于辛克函数形天线方向图函数的单脉冲自动测角，和基于高斯形天线方向图函数的双平面单脉冲自动测角。源代码在附录里。 二．重要的符号说明 三．单平面振幅和差式单脉冲自动测角原理 单脉冲测角法是属于振幅法测角中的等信号法中的一种。在单平面内，两个相同的波束部分重叠，交叠方向即为等信号轴的方向。将这两个波束接收到的回波信号进行比较就可以在一定范围内，一定精度要求下测到目标的所在角度。因为两个波束同时接到回波，故单脉冲测角获得目标角误差信息的时间可以很短，理论上只要分析一个回波脉冲即可，所以称之为“单脉冲”。 因取出角误差的具体方式不同，单脉冲雷达种类很多，其中应用最广的是振幅和差式单脉冲雷达，其基本原理说明如下： 1.角误差信号 雷达天线在一个平面内有两个重叠的部分，如下图1所示： 图1.振幅和差式单脉冲雷达波束图
(a)两馈源形成的波束 (b)和波束 (c)差波束 振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和差处理，分别得到和信号和差信号。其中差信号即为该角平面内角误差信号。 若目标处在天线轴方向（等信号轴），误差角0ε=，则两波束收到的回波信号振幅相同，差信号等于0。目标偏离等信号轴而有一个误差角ε时，差信号输出振幅与ε成正比而其符号则由偏离方向决定。 2.和差比较器 这里主要使用双T 插头，示意图如下图2（a ）所示。它有四个端口：和端，差端和1， 2端。假定四个端都是匹配的，则从和端输出信号时，1,2端输出等幅同相的信号，差端无输出；从1,2端输入同相信号时，和端输出两信号之和，差端输出两信号之差。 图2.双T 接头和差比较器示意图 (a)双T 接头 (b) 和差比较器示意图 在发射信号时，从发射机来的信号加在和端，故1,2端输出等幅同相的信号，两波束在空间各点产生的场强同相相加，形成发射和波束的天线方向性函数为()F θ∑。 接收时，回波脉冲同时加到1,2端，此时在和端，输出两个回波信号同相相加之和，记为E ∑；在差端，输出两信号反相相加之和，记为E ?。 假设两个波束方向性函数完全相同，记为()F θ，两波束衰减倍数为k ，两波束相对天线轴线的偏角为δ，则对于θ方向的目标来说： 和信号振幅为：2 ()()()()()E kF F kF F kF θδθθδθθ∑∑∑∑=-++= 差信号振幅为：()()()()()()E kF F kF F kF F θδθθδθθθ?∑∑∑?=--+= 其中：()()()F F F θδθδθ∑=-++，()()()F F F θδθδθ?=--+。 实际情况下，θ是很小的，可以对()F δθ-和()F δθ+在δ附近做一阶泰勒展开：
单脉冲雷达
雷达大作业 单脉冲雷达在测角方面的应用 班级： 1302019 姓名： 指导教师：魏青
一、引言 1、背景 对目标的定向，是雷达的主要任务之一，单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。之所以叫“单脉冲”，是因为这种方法只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。单脉冲技术由于其良好的测角、角跟踪性能和抗干扰能力，因此除了在跟踪雷达中应用之外，还广泛应用到各种武器平台的控制雷达当中。本文分析了标定方法确定天线方向图信息的理论有效性，给出利用标定结果进行宽带单脉冲测角的方法。 2、简介 宽带单脉冲雷达是将传统的单脉冲雷达加载宽带信号。在宽带信号观测下，目标可认为由一系列孤立的散射点组成。从而宽带单脉冲雷达测角实际上是测定一系列散射点的角度。宽带单脉冲雷达测角具有广泛的应用价值，除了标跟踪，还可以应用于三维成像。根据对宽带单脉冲测角的基本原理分析可知，天线方向图在测角中发挥了重要的作用，目前的文献在讨论宽带单脉冲测角时，通常都是采取与文献类似的方法: 根据理论模型，设定方向图函数。对于实际的宽带单脉冲雷达系统，方向图函数通常并不是严格的满足理论模型。此外，精确测量实际雷达系统的方向图际雷达系统进行标定来为测角提供必要的方向图信息。 二、单脉冲雷达的自动测角系统中的优势 1、角度跟踪精度 与圆锥扫描雷达相比，单脉冲雷达的角度跟踪精度要高得多。其主要原因有以下两点： 第一，圆锥扫描雷达至少要经过一个圆锥扫描周期后才能获得角误差信息，在此期间，目标振幅起伏噪声也叠加在圆锥扫描调制信号（角误差信号）上形成干扰，而自动增益控制电路的带宽又不能太宽，以免将频率为圆锥扫描频率的角误差信号也平滑掉，因而不能消除目标振幅起伏噪声的影响，在锥扫频率附近一定带宽内的振幅起伏噪声可以进入角跟踪系统，引起测角误差。而单脉冲雷达是在同一个脉冲内获得角误差信息，且自动增益控制电路的带宽可以较宽，故目标振幅起伏噪声的影响基本可以消除。 第二、圆锥扫描雷达的角误差信号以调制包络的形式出现，它的能量存在于上、下边频的两个频带内，而单脉冲雷达的角误差信息只存在于一个频带内。故圆锥扫描雷达接收机热噪声的影响比单脉冲雷达大一倍。单脉冲雷达的角跟踪精度比圆锥扫描雷达的要高一个量级，约为0.1-0.2密位。
雷达图怎么做好看
雷达图怎么做好看 导语： 对比一些枯燥的Excel表格数据，言简意赅的雷达图要更受欢迎。作为职场人，如何将Excel的数据更好的展示出来，也是职场中必备的一项技能！如果你也在为此感到困扰，不妨跟着小编了解一下，别人家精美专业的雷达图是怎么做出来的！ 免费获取商务图表软件：https://www.360docs.net/doc/c018626569.html,/businessform/ 雷达图如果是手工绘制，是非常麻烦的，不过可以用软件制图。在制作雷达图时，需要将各项数据，按重要程度集中画在一个圆形的图表中，来展示一个其中的比率情况，读表者可以快速获取到有效信息。 一款软件助你轻松绘制雷达图、蜘蛛图 亿图图示专家可以轻松绘制相关图表，软件为用户提供多个雷达图（蜘蛛图）的模板，只需改变数据值，软件便能自动更新雷达图（蜘蛛图）的状态。亿图软
件不仅能帮助用户创建普通雷达图，还可以创建面积雷达图、百分比雷达图、极性图等。 创建雷达图 打开亿图图示软件，选择“新建”——“图表”——“蜘蛛（雷达）图”——“创建”，即可开启画布。
操作界面左侧为符号库，使用者可以从这里，选择合适的雷达图模板，添加至画布中。根据不同的展示场景，雷达图可分为普通雷达图、面积雷达图、百分比雷达图、极性图。本文以普通雷达图为例，介绍基本的操作技巧。
从文件加载数据 亿图图示软件支持用户从本地导入数据，一键生成雷达图。具体的操作方法如下： 1、启动文本模板：另外创建一个空白画布，将符号库中的“如何使用”拖动至画布。
选择复制“example 1”或“example 2”中的文本内容。 2、编辑数据：在电脑本地新建txt记事本，将上文所复制的文本内容，粘贴在txt记事本里。根据模板，进行自定义修改。第一行是类别的名称，从左到右，依次填写。第二行至第n行是系别，第一列为系别名称，其它列为数据。每个数据之间需要用逗号隔开，避免导入出错。
单脉冲雷达理以及应用
单脉冲定向原理 对目标的定向，即测定目标的方向，是雷达的主要任务之一。单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。所谓“单脉冲”，是指使用这种方法时，只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。根据从回波信号中提取目标角信息的特点，可以将单脉冲定向分为两种基本的方法：振幅定向法和相位定向法，分别见于下图。除了上述两种方法外，由它们合成的振幅—相位定向法（或称为综合法）也得到了广泛的应用。 图2-1 单脉冲振幅定向法 图2-2单脉冲相位定向法 2.1 振幅定向法 振幅定向法是用天线接收到的回波信号幅度值来进行角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类，其中等信号法又可以分为比幅法和和差法。 如图所示，平面两波束相互部分交叠，其等强信号轴的方向已知，两波束中心轴与等强信号轴的偏角0θ也已知。假设目标回波信号来向与等强信号轴向的夹角为θ，天线波束方向图函数为F(θ)，则两个子波束的方向图函数可分别写成 ()()()???-=+=θθθθθθ02 01)(F F F F （2-1） 两波束接收到的目标回波信号可以表示成：
()()()()()()???-==+==θθθθθθθθ022 011F K F K u F K F K u a a a a （2-2） 其中a K 为回波信号的幅度系数。 对于比幅法，直接计算两回波信号的幅度比值有： ()()()() θθθθθθ-+=0021F F u u （2-3） 根据上式比值的大小可以判断目标回波信号偏角θ的方向，再通过查表就可以估计出θ的大小。 对于和差法，由()θ1u 和()θ2u 可计算得到其和值()θ∑u 及差值()θ?u 分别如下: ()()()()()()()()()()()()???--+=-=-++=+=? ∑θθθθθθθθθθθθθθ00210021F F K u u u F F K u u u a a （2-4） 其中()()()θθθθθ-++=∑00)(F F F 称为和波束方向图； ()()()θθθθθ--+=?00)(F F F 称为差波束方向图。 若θ很小（在等强信号轴附近），根据泰勒公式可以将 ()θθ+0F 和()θθ-0F 展 开近似为： ()()()()()()()()()()()()???'-=+'-=-'+≈+'+=+θ θθθθθθθθθθθθθθθθθ002000002000F F o F F F F F o F F F 进一步可以得到： ()()()()???'≈≈? ∑θθθθθ0022F K u F K u a a （2-5） 归一化和差信号值可得: ()()()() υθθθθθθ='=∑?00F F u u (2-6) 其中()()00θθυF F '= 是天线方向图在波束偏转角0θ处的归一化斜率系数。
仿真题目一单脉冲和差测角仿真
仿真题目一 单脉冲和差测角仿真 题目要求：采用高斯型天线方向图绘制单脉冲和差测角的和、差波束及∑ ? 波形，并将 ∑?数据制表，以便找出偏离等信号轴的角度，给定∑? 的值即可给出偏离角度。 1. 单脉冲和差测角原理 雷达测角的物理基础是电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线的方向性，分为振幅法和相位法两大类，其中振幅法测角又分为最大信号法和等信号法，等信号测角采用两个相同且彼此部分重叠的波束，其方向图如下图1所示，若目标处在两波束的交叠轴OA 方向，则两波束收到的信号强度相等，否则一个波束收到的信号强度高于另一个，故常称OS 为等信号轴。当两个波束收到的回波信号相等时，等信号轴所指的方向即为目标方向。若目标处在OB 方向，波束2的回波比波束1的强，处在OC 方向时，则与之相反，因此比较两个波束回波的强弱就可以判断目标偏离等信号轴的方向，并可用查表的方法估计出偏离等信号轴的大小。 图1 等信号测角（a ）波束（b ）显示器画面 设天线电压方向性函数为)(θF ，等信号轴OA 的指向为0θ，则波束1、2的方向性函数可分别写为 ) ()()()()()(2211o k o k F F F F F F θθθθθθθθθθ--==-+== k θ为0θ与波束最大值方向的偏角。 用等信号法测量时，波束1接收到的回波信号)()(11t k KF KF u θθθ-==，波束2收到的回波电压值)()-()(22t k t k KF KF KF u θθθθθ+=-==，式中t θ为目标偏离等信号轴0θ的角度，这里对1u 和2u 信号进行和差法处理，可以获得目标信号t θ的信
息。 由1u 及2u 可以求得其差值)(θ?及和值)(θ∑，即 )]()([)()()(21t k t k F F K u u θθθθθθθ+--=-=?)]()([)()()(21t k t k F F K u u θθθθθθθ++-=+=∑ 在等信号轴附近差信号及和信号分别可近似表示为 k d dF o t t θθθ θθθ=≈?|) (2)( k F o t )(2)(θθ≈∑ 即可求得其和差波束)(θ∑及)(θ?，如图2所示。归一化的和差值为 o d dF F o t θθθ θθθ==∑?|)()(， 由于 ∑ ? 正比于目标偏离0θ的角度t θ，故可用它来判读t θ的大小及方向。 图2 和差测角法（a ）两波束的方向图（b ）差波束响应（c ）和波束响应 2. 单脉冲和差测角仿真
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：
(完整版)雷达系统导论第3-4章作业答案
雷达系统导论作业 [1] 3.1沿圆轨道绕地球飞行的卫星高度为5000海里，速度为2.7海里/秒。（a ）如果UHF （450MHz ）雷达位于轨道平面内，当卫星 刚出现在地平线上时观察到的多普勒频移是多少（地球半径为3440海里，忽略大气折射和地面反射的影响）？(b)当卫星处于天顶时多普勒频移是多少？ 解答：（a ）当卫星刚出现在地平线上时 径向速度为 )(1.15000 344034407.2cos 节=+?=+?==h R R v v v r α （注：1节＝1海里/小时，1海里=1.852公里） 故多普勒频移)(7.1)45.01.143.343.32)(Hz GHz f v v Hz f t r r d =??===（（节）λ (b)当卫星处于天顶时径向速度为)(7.2节=r v 故多普勒频移)(17.4)45.07.243.343.3)(Hz GHz f v Hz f t r d =??==（（节） [2] 3.2. 220MHz VHF 雷达的最大非模糊距离为180海里。（a ）第一盲速（单位为节）是多少？(b) 重复习题（a ），但雷达工作在1250MHz 的L 波段。(c) 重复习题（a ），但雷达工作在9375MHz 的X 波段。(d)为了获得与（a ）中的VHF 雷达一样的盲速，(c) 中X 波段雷达的非模糊距离（海里）为多少？(e)如果需要第一盲速为（a ）中盲速的雷达，你愿意选择VHF 雷达还是X 波段雷达？请解释你的回答（有可能没有唯一解）。 解答：（a ）Hz R c f c R T un p un p 450010852.11802103223 8 =????==?=， （节）5950450010 22010397.097.0)()(97.0)(68 1=????=??==p p f f c Hz f m kt v λ （b ）Hz f p 4500=，（节）1047450010 125010397.0)()(97.068 1=????==Hz f m v p λ （c ）Hz f p 4500=，（节）140450010937510397.0)()(97.06 8 1=????==Hz f m v p λ （d ）海里）公里(8.1)(33.34500 21032228 ==??===?=p p un un p f c cT R c R T （e ）如果需要第一盲速为（节）5950)()(97.01==Hz f m v p λ，从上面的计算可以 看出，随着雷达工作频率的升高（波长的减小），要求p f 升高，则最大非模糊距
振幅和差单脉冲雷达
振幅和差单脉冲雷达振幅和差单脉冲雷达在自动测角中的应用 姓名： 学号： 2014-12-20 西安电子科技大学 信息对抗
摘要： 在雷达系统中，为了确定目标的位置，不仅需要知道距离参量，同时也需要知道目标的空间方位，为此需要知道目标的方位角和俯仰角。雷达测角的物理基础是电磁波在均匀介质中沿直线传播和雷达天线具有方向性。测角的方法可分为振幅法和相位法两大类。在雷达测角中，为了快速地提供目标的精确坐标值，要采用自动测角的方法。自动测角时，天线能自动跟踪目标，同时将目标的坐标数据传送到计算机中。在自动测角系统中，有一种典型的方式——单脉冲自动测角系统。单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，单脉冲雷达的种类很多，最常用的是振幅和差单脉冲雷达。 关键字：雷达自动测角系统振幅和差单脉冲雷达 一、单脉冲雷达 什么是单脉冲雷达？ 单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。 单脉冲雷达通常有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类（本次只研究振幅比较法）。它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。在军事上主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。 二、振幅和差单脉冲雷达 振幅定向法是用天线接收到的回波信号幅度值来进行角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类，其中等信号法又可以分为比幅法和和差法。此次试验只研究和差式雷达。
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；
数字正交 雷达原理大作业
数字正交采样及实现 姓名：杨宁 学号：14020181051 专业：电子信息工程 学院：电子工程学院
一． 基本原理 带通信号： 以 采样，可得： 也就是说： （1）可直接由采样值交替得到信号的同相分量I (n )的偶数项和正交分量 Q (n )的奇数项，不过在符号上需要进行修正 （2）Ｉ、Ｑ两路输出信号在时间上相差一个采样周期 。在信号处理中，要求得到的是同一时刻的I 和Q 之值，所以需要对其进行时域的插值或进行频域的滤波，二者是等效的。 ()()()()()000cos cos sin I Q x t a t t t x t t x t t ωφωω=+=-????041,2;B M 21s s s s s f f f f B t f M ?? =>= ?-? ? 其中为信号带宽，为整数，
二．实现方式 实现框图如图一。 图一数字正交采样系统实现框图 实现方法主要有3种，分别是：低通滤波法、Bessel插值法、多相滤波法。 2.1、低通滤波法 图二低通滤波法框图
将A/D采样放在混频之前，采用数字混频与低通滤波，提高了精度与稳定性。 以fs=4 f0/3=2 fs2=4 fs1 , f0=3 fs1 为例，采样后信号的频谱、数字混频后的信号频谱、输出信号的频谱分别如图三（a）、（b）、（c）。 图三（a） 图三（b） 图三（c） 这种做法的优点是：对双路信号同时作变换,所用的滤波器系数一这样两路信号通过低通滤波器时由于非理想滤波所引起的失真是一致的,对Ｉ、Ｑ双路信号的幅度一致性和相位正交性没有影响,从而具有很好的负频谱对消功能,可以
单脉冲雷达角度跟踪技术研究
单脉冲雷达角度跟踪技术研究 【摘要】简单介绍了单脉冲雷达的特点及工作原理，重点分析了多部干扰机对单脉冲雷达的角度干扰问题，并对相干干扰和非相干干扰的干扰效果进行了讨论，指出两点源非相干干扰是实际工程中一种比较理想的干扰方式。 【关键词】单脉冲雷达、角度跟踪、相干干扰、非相干干扰 一、引言 对雷达进行干扰要对准雷达的四个系统：显示系统、距离跟踪系统、速度跟踪系统和角度跟踪系统。在雷达发展的早期，只要对前三个系统中的一个(或两个)系统进行有效地干扰，就可达到破坏雷达角跟踪系统正常工作的目的。现在随着新体制雷达的出现和抗干扰技术的不断提高，尤其是单脉冲雷达体制的出现，使很多干扰技术难以奏效。本文以振幅和差式单脉冲雷达为例，讨论了用多部干扰机对单脉冲雷达实施干扰的情况。 二、分析 1．单脉冲雷达 ◆定义 单脉冲雷达是指由单个回波脉冲即可获得目标空间角信息的雷达。 ◆特点 单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。美国、英国、法国和日本等国军队大量装备单脉冲雷达，主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。目前使用的单脉冲雷达基本上都实现了模块化、系列化和通用化，具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点。 ◆分类 根据从回波中获取角信息的方式(测角法)不同，单脉冲雷达可分为振幅法(比幅)、相位法(比相)和综合法(振幅相位)3种。这3种测角法又可用3种角度鉴
别器(振幅式、相位式、和差式)中的任何一种来获得目标的角度信息，因此综合起来有9种形式的单脉冲雷达系统，其中以振幅和差式单脉冲雷达系统用的最多。通常分为有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类。 工作原理 单脉冲雷达每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。它具有圆锥扫描雷达所没有的优点：获得角误差信息的时间短(以微秒计算)；不受回波振幅起伏变化的影响；测角精度高(0．1～0．5mil)；测角支路抗幅度调制干扰(如回答式倒相干扰)的能力强。振幅和差式单脉冲雷达系统的基本工作原理：将两个比幅天线方向图所得的幅度不同的信号经过和差变换器之后，再把和信号(U∑ )、差信号(U△ )加到鉴相器得出差信号。 2 雷达角跟踪技术 2．1 信号处理和测量技术 PD采用一种合适的且可以适当改变的配置方式及数据处理算法，可成功的实现跟踪低仰角目标。假定一种处理算法，地面的反射系数应有一个确定的模型(如镜面反射和几何光学原理)，重要的是要估计这样的算法偏离假定的反射模型的灵敏度如何。在一个真实系统中，这样的偏差肯定会发生。即使是光滑的镜面表面(理想的镜面反射)，当雷达位于几倍天线直径大的该表面时，由物理光学原理即菲涅尔区，也需要校正。关键的问题是，在反射的雷达信号中有多少是未知量，要确定这些未知量，雷达需要测量的量是多少，很明显，在多路径效应下，未知数的数量会增加。雷达必须做更多的测量才能获得反射平面的信息以鉴别目标的真实仰角。但是更多的工作是需要找到最优的算法，需要确定它们对不同反射系数模型的灵敏度。
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。