雷达原理复习总结

第一章 绪论（重点）

1、雷达的基本概念

雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，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

雷达概念：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：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。 从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角

速度 多普勒频移

尺寸和形状 回波延时、多普勒频移

2、目标距离的测量

测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离

测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率

最大不模糊距离

3、目标角度的测量

角度分辨率

角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成

哪几个主要部分，各部分的功能是什么

同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。 发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。

收发转换开关(Duplexer): 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(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。

接收机(Receiver)：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(Scope)：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 雷达发射机

1、雷达发射机的任务

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

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

雷达发射机的分类：

1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机

2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波

3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式

4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机

4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。

单级振荡式发射机：

优点：简单，廉价，高效；缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差。 主振放大式发射机：

优点：调制准确，能够适应多种复杂调制；缺点：系统复杂，昂贵，效率低。

第三章 雷达接收机（重点）

1、接收机的基本概念

接收机的任务；超外差接收机概念；接收机主要组成部分；接收机性能指标

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。（特点：灵敏度高、高增益、选择性好、适用性广。）

接收机主要组成部分：1.高频部分，又称接收机前端，包括接收机保护器、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器2.中频放大器，包括匹配滤波器3.检波器和视频放大器

接收机性能指标：灵敏度（衡量接收机接收微弱信号的能力）通常用最小可检测信号功率Simin 表示；增益G=20lgK （接收机放大信号的能力）；动态范围（接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化范围）；中频选择和滤波特性；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：

S i 为输入额定信号功率; N i 为输入额定噪声功率(N i =kT 0B n ); S o 为输出额定信号功率; N o 为

输出额定噪声功率。

噪声温度：内部噪声可以看成是天线电阻R A 在温度T e 时产生的热噪声。温度Te 称为“等效

级联电路的噪声系数：

3、匹配滤波

高斯白噪声背景下，使输出信噪比在某一时刻达到最大的滤波器是匹配滤波器

输出信噪比的最大化

第四章 雷达终端

1、雷达终端显示器的的任务

雷达终端显示器的任务：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

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如何显示目标回波信号

距离显示器：A 型，J 型，A/R 型。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。

平面位置显示器：PPI,偏心PPI,B 显。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 雷达作用距离（重点）

1、雷达方程

公式；最大作用距离与雷达参数以及目标特性间的关系

基本雷达方程： RMAX 为最大 作用距离

雷达回波在接收机处的功率密度：

目标后向散射功率：

目标散射强度：

2、最小可检测信号

检测因子定义，门限检测，发现概率和虚警概率与门限电平的关系。

最小可检测信号：

()1/4

22max

3min 4t i PG R S λσπ??=??????

INT 24t PG S R

π=INT 222

1444t r P PG S R R R σπππ=

=?

()

()

2

2

2244t t

r r PG PGA P S A A R R σ

σππ=?=?=

2

4G A

π

λ

=

()

223

4

4t

r PG P R λσπ=

224

4t r P A P R σπλ=

INT INT 2

4t

PG P S R

σσπ==

?()1/4

2

2

max 3min 4t i PG R S λσπ??=??????

min

0min

i n n o S S kT B F N ??

= ?

??

检测因子定义：

门限检测：

发现概率（检测概率）：

虚警概率：

3、脉冲积累对信噪比的影响

相参积累和非相参积累的改善效果

相参积累：M 个脉冲检波前积累信噪比变为原来的M 倍 非相参积累：

4、目标雷达截面积

雷达截面积（RCS ）与那些因素有关，与波长的关系是怎样的，RCS 起伏模型（分类依据）

雷达截面积相关因素：自身材料，大小，形状，观察角度，信号波长，极化方式 与波长的关系： 目标尺寸相对于波长很小时，呈现瑞利区散射特性。（减小云雨回波的影响）

目标尺寸相对于波长很大时，呈现光学区散射特性。（大多数目标处于该区） 目标尺寸与波长相当时，呈现振荡区散射特性。

RCS 起伏模型（分类依据）： 描述雷达散射截面积起伏的两个量：概率密度函数和相关函数。

施威林（Swerling ）起伏模型

Ⅰ型：慢起伏，指数分布。 Ⅱ型：快起伏，指数分布。

Ⅲ型：慢起伏， 。 Ⅳ型：快起伏，

第六章 目标距离的测量

1、目标距离测量的方法和基本原理。

测量方法：脉冲法测距，调频法测距

基本原理：利用回波信号和发射信号的时间延迟来测距

2、解距离模糊的方法。

多种重复频率判模糊

“舍脉冲”法判模糊：就是每在发射M 个脉冲中舍弃一个, 作为发射脉冲串的附加标志。

4、自动距离跟踪系统。

第七章 角度测量

1、测角的物理基础

物理基础：电波直线传播，天线的方向性

2、测角的方法

0min

0min r o o E S D N N ????== ? ?????T 0T rU 正确不发现

虚警

???T 1T rU 漏警正确发现??

?(

)1()T d T H d

U P P r U p r dr ∞

=>=?

{

}022()exp()2T

T

fa T H U U P P r U p r dr σ

∞

=>==-?

掌握测角分为哪几类，了解各类测角方法的基本原理

测角方法与基本原理：

振幅法：利用天线收到的回波信号的幅度值（最大信号法、等信号法）

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，各有什么优缺点

机械扫描法：馈源不动、反射体动；馈源动、反射体不动。

优点：简单、机械运动惯性大。

缺点：扫描速度不高。

电扫描法：相位扫描法，频率扫描法，时间延迟法。

优点：无惯性限制、扫描速度快，波束控制灵活；

缺点：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。

4、相位扫描法的基本原理和特点

栅瓣问题如何解决

波束宽度有何特点

相位扫描法基本原理：在阵列天线上采用控制移相器相移量的方法改变各阵元的激励相位，从而实现波束的电扫描。

4、自动测角

自动测角：天线自动跟踪目标，并将目标的坐标数据传送给计算机处理系统。

圆锥扫描自动测角系统。（顺序波瓣法）

单脉冲自动测角系统。（同时波瓣法）

第八章运动目标检测

1、运动目标检测的主要原理或依据(多普勒频率的概念)，如何实现(相位或相干检波器)。盲速，频闪，盲相。

多普勒频率：

靠近：正；远离：负；切向：零

相干检波器：发射信号作为基准电压，也称为相干电压。完成差频比较的检波器称为相干检波器。

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

盲相：盲相是由相位检波器特性引起，会减弱雷达对运动目标的检测能力。

2、抑制固定目标杂波的原理(一次相消器的原理)