雷达原理作业1 2 3 4-2016

r 2 + A2 rA = Pd ∫ = pd (r )dr ∫ 2 exp − I 0 dr VT VT σ 2σ 2 σ 2
∞ ∞Leabharlann r= ∞) Pfa P(VT ≤ r ≤=
VT 2 r2 − = dr exp exp − 2 2 ∫VT σ 2 2σ 2σ
14、在锥扫跟踪雷达中，若扫描速度为 20 转/分，对下图所示的 A、B、C 三个 位置的目标，分别画出接收机的输出视频脉冲序列，并在各图中标明视频序列 最大值出现的时刻，并指出三个目标中，哪个调制深度最大，哪个调制深度最 小?
Y
B 0
A(1,0)
X(t=0)
C(-1,-1)
波束中心轨迹
ANS: 距离等信号轴（圆心）越远调制深度越大 最大值时刻分别是 0、π、5π/4
ANS:
发射机：产生特定的发射信号 收发开关：隔离发射和接收支路 天线：发射/接受电磁波、方向性天线扫描 接收机：放大微弱的回波信号 信号处理机：消除不必要的信号及干扰，通过或加强由目标产生的回波信号 显示器：可以直接显示由雷达接收机输出的原始视频，还可以显示经过处理的信息 OR? 终端设备：
10、推导雷达方程，用 dB 表示。 ANS: Pt S1′ = 距离R处任一点处的雷达发射信号功率密度: 4π R 2 PG t t 考虑到天线定向增益Gt： S1 = 4π R 2 目标接收到的功率： σ S1 PG σ S1 σ 以目标为圆心，雷达处散射的功率密度: = = ⋅ t 2 S2 2 2 4π R 4π R 4π R PG 雷达收到功率： = t t Arσ Pr A = r S2 (4π ) 2 R 4 接收功率Pr 为接收机最小检测功率Simin，所以，最大测量距离： R
《雷达原理》作业，No.4 递交日期：2016.4.20
1. 对固定目标和运动目标的相干脉冲多普勒雷达回波，分别通过相位检波器 后，输出信号的主要区别是固定目标输出为等幅脉冲串，运动目标输出为受 到多普勒频率调制的脉冲串，回波脉冲在距离显示器上的主要区别是固定目 标输出无“频闪”现象，运动目标输出有“频闪”现象。 2、雷达动目标显示系统的作用是显示运动目标、抑制固定目标，常用的实现动 目标显示的方法是对消法、频谱抑制法。 3、雷达的盲速效应是指目标虽有一定的径向速度V r ，但其回波信号经过相位检 波器后，输出为一串等幅脉冲，表现为固定目标的特征，出现盲速的条件是 f d =kf r ，要提高第一等效盲速，采取的措施有 降低脉冲重复频率 ， 频闪效 应是指脉冲工作状态时， 相位检波器后输出端回波脉冲串的包络调制频率F d 与 目标运动的径向速度V r 不再保持正比关系，出现频闪的条件是 f d <=f r /2 。 4、 对于PRF为 1KHz、波长 3cm的脉冲多普勒雷达，它的第一盲速为( 15 )米/ 秒，当目标速度大于( 7.5 )米/秒时，会出现频闪效应。为了消除盲速现象， 可以采用( 参差重复频率 )。 5. MTI滤波器的凹口宽度应该( 与杂波相当，对准杂波中心 )，通带内的频响 要求( 尽量平坦 )。 6. 在 MTD 中，如果采用 N=256 的滤波器组，PRF 为 1KHz，则能检测运动目标的 分辨率是（ 力提高了（ ）倍。 ）；与 MTI 系统相比，其信噪比提高了（ ）倍，分辨
∞
r
检测门限越低，发现概率、虚警概率越高；检测门限越高，发现概率虚警概率越低。 3. 如果机载雷达要发现 300 公里远处的低空飞行目标（目标高度不小于 50 米），则雷 达平台的高度应在什么高度上？ 4369.17m 4. 简述地面对地基雷达作用距离的影响，并简要说明原因。 ANS: 由于地面反射的影响，使雷达作用距离随目标的仰角呈周期性变化，地面反射的结果使 天线方向图产生花瓣状。 （由于地面对电磁波的反射和直射波的干涉作用） 5、 简述单级振荡式和主振放大式发射机的优缺点？ ANS: 单级振荡式： 优点：简单、廉价、高效 缺点：难以产生复杂调制、频率稳定性差、相位不相参 主振放大式： 优点：参数精准、复杂信号、相位相参 缺点: 系统复杂、效率低 6、画出现代雷达接收机的通用框图。
max
PG A σ 4 = t t2 r (4π ) Si min
1
转换为对数
《雷达原理》作业，#2
1、根据雷达距离方程，决定雷达最大作用距离的参数有 P t 、G、λ、σ、S imin 。
2、根据雷达距离方程，要提高雷达最大作用距离，发射机可以采取的措施有 增大发射功率P t ，接 收机可以采取的措施有增大最小可检测功率Simin ，天线可以采取的措施有增大天线的定向增益 G。 3、根据雷达距离方程，在雷达其它参数不变的条件下，若发射机的发射功率为 Pt 0 时，雷达的最大 作用距离为 R0 ，若发射功率增加到 16 Pt 0 ，则最大作用距离为 2R 0 。 4、根据雷达距离方程，在雷达工作波长和天线参数一定的情况下，雷达发射机的发射功率和接收机 的接收机灵敏度决定了雷达的最大作用距离Rmax 。 5、雷达进行目标检测时，门限电平越低，则发现概率越高，虚警概率越高。要在虚警概率保持不变 的情况下提高发现概率，则应提高信噪比SNR。恒虚警技术（CFAR）是指，当噪声功率变化时，要 保持虚警概率不变，则V T 检测门限应随噪声功率而自适应变化（CFAR自适应门限技术）。 6、在雷达信号检测中，保持虚警概率不变，则信噪比增加时，雷达的发现概率增加。 7、恒虚警技术是指，当噪声功率变化时，要保持虚警概率不变，则门限电压应随噪声功率而自 适应变化（CFAR自适应门限技术）。 8、相干积累的目的是 提高信噪比，改善检测性能 。 9、多个脉冲进行积累能提高信噪比，原因是n个脉冲相干积累能使不同重复周期的目标回波信号同 2 相相加，功率提高n 倍，而噪声具有随机相位，功率只能提高n倍，故n个脉冲相干积累可使信噪 比提高n倍。 10、雷达发射机有单级振荡式发射机 和主振放大式发射机 两类。其中，主振放大式的两级结构包 括主控振荡器和射频放大链(放大电路)两部分。主控振荡器用以产生特定参数的射频信号。 11、 雷达接收机中 AGC（自动增益控制）电路的作用是: 调整接收机的动态范围（使放大电路的 增益随信号强度自动地调整，使目标信号输出维持稳定） ， STC（近程增益控制）电路的作用是:防止近程杂波干扰引起的中频放大器过载， AFC（自动频率控制）电路的作用是:判断与额定中频的差额，调谐本振信号跟踪发射频率， 保证中频稳定不变。 12. 主振放大式发射机是全相干雷达的重要组成部分，所谓全相干是指雷达系统的发射信号、本振 电压、 相参振荡电压和定时器的触发脉冲 保持严格的相位(相位相参)关系， 都是由 同一基准信号 经过分频、倍频、混频调整而得。 13. 现代接收机的共性要求有： 宽频带、低噪声、大动态、高稳定、数字化 。
《雷达原理》作业，#1，2016
王斌
答案不准确 Bingo~ 2016.4.28
1、雷达的主要功能是利用目标对电磁波的反射探测目标并获取目标的有关信息，雷达所测量的目 标的主要参数一般包括目标距离、方位角、仰角、径向速度。 2、雷达所面临的四大威胁是电子侦察与干扰、低空/超低空飞行器、反辐射雷达、隐身目标。 3、在雷达工作波长一定的情况下，要提高角分辨力，必须增大天线的有效孔径。对脉冲雷达而言， 其距离分辨力由 脉冲宽度 决定；如果发射信号的脉宽为 1µ s ，PRF为 1000 Hz，则雷达的分辨 力为 150m ，最小作用距离为 150m ，最大作用距离为 150km 。 4、常用的雷达波束形状包括 针状波束 和 扇形波束 。 5、简述雷达测距、测角和测速的基本原理。 ANS： 测距的基本原理：通过测定电磁波在雷达与目标间往返一次所需时间来测量距离。 测角的基本原理：电磁波在空间的直线传播以及雷达天线波束具有方向性。 测速的基本原理：运动目标回波具有多普勒效应。 6. 简述 RCS 的定义及物理含义。 ANS: 定义：RCS是目标向雷达接受天线方向散射电磁波能力的度量。 物理含义：它是一个等效的面积,当这个面积所截获的雷达照射能量各向同性地向周围散射时，当 单位立体角内的散射功率，恰好等于目标向接收天线方向单位立体角内散射的功率。 7、已知雷达工作频率为f 0 =3 GHz，若一目标以 1.2 马赫（1 马赫=340m/s）速度朝雷达飞行，则雷 达收到的回波频率与发射频率之差（即目标的多普勒频率）为多少？ ANS: 1.2*340*2/（3*10^8/3*10^9）=8160 8、已知某雷达为 X 波段，天线尺寸为 0.6 m（方位向）×0.5 m（俯仰向），设 k=1.25，求该雷达 的方位和仰角分辨力，并求天线的增益（用 dB 表示）。 ANS: 仰角分辨率： 0.09375~0.062496 方位角分辨率：0.078125~0.05208 天线的增益：G=2680.83~6031.86 9、画出雷达的基本构成形式的框图，并简述各部分的功能。
《雷达原理》作业，No.3
1、显示器的类型有(距离显示器、平面显示器、高度显示器、综合显示器)。 2、雷达测距的方法有(脉冲法、频率法、相位法)， 测角的方法有(相位法测角、振幅法测角)。 3. (相位差)与目标的距离有关，这是相位法测距的基础。双频法相位测距的优 点是 ( 最大不模糊距离更大 ) 和测量准确度高，最大无模糊距离取决于 ( 差 频 )。 4. 简单连续波多普勒雷达可以测量目标( 速度 )信息。调频连续波雷达系统可 以测量目标( 距离 )信息，调频波形的非线性度可以由距离分辨力和( 速度 分辨率 )来确定。 5、自动距离跟踪系统应具备的基本功能有（自动搜索）、（自动跟踪）、（自 动捕获）、（距离测量）。 6、雷达角跟踪的方式有（圆锥扫描自动测角(顺序波瓣法)）、（单脉冲自动测 角（同时波瓣法））。 7. 人工距离跟踪的关键点是产生(产生移动的点刻度)，复合法是利用(锯齿波) 法产生一组粗测(移动波门)，利用(相位调制)法产生精测(移动目标)。 8. 圆锥扫描自动跟踪雷达采用(针状)波瓣、(顺序波瓣)法测角，要获得误差信 号，至少要经过(一个扫描周期)。 9.在角跟踪系统中，AGC电路的作用是（消除目标距离与截面积变化所引起的系 统角灵敏度的变化/保持输出误差电压的恒定性）。 10. 简述余割平方扇形波束的特点。 ANS: 特点：相同高度上目标回波强度相同，可同时测R、α、β