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《现代雷达系统理论》课件

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仿真测试
利用计算机仿真技术,模拟雷达系统的运行 过程,评估其性能。
雷达系统性能优化技术
信号处理算法优化
天线设计优化
通过改进信号处理算法,提高雷达系统的 分辨率、精度和抗干扰能力。
优化雷达系统的天线设计,提高天线增益 、波束宽度等参数,从而提高雷达系统的 探测距离和抗干扰能力。
系统集成优化
软件算法优化
多功能一体化
雷达系统正朝着多功能 一体化方向发展,实现 多种探测、通信、导航 等功能的集成,提高作
战效能。
高分辨率与高精度
高分辨率和高精度的雷 达系统能够提供更准确 的目标信息和环境感知 ,是未来发展的重要方
向。
面临的挑战
随着雷达技术的不断发 展,如何提高雷达系统 的性能、降低成本、减 小体积和重量以及应对 复杂电磁环境下的干扰 和隐身目标等挑战是当
雷达通过发射机产生电磁波信号,经 过天线辐射到空间中。当这些信号遇 到目标后,会反射回来,被雷达的接 收机接收。这一过程涉及到信号的幅 度、频率和相位的变化。
雷达信号的调制与解调
总结词
调制与解调是雷达信号处理中的重要环节,通过调制技术, 可以在信号中加入额外的信息,便于后续处理。解调则是提 取这些信息的过程。
雷达系统的历史与发展
早期雷达
01
雷达的起源可以追溯到二战时期,当时主要用于军事目的,如
探测敌机和导弹。
现代雷达
02
随着科技的发展,雷达技术不断进步,应用领域也日益广泛,
如气象探测、航空交通管制、地形测绘等。
未来雷达
03
未来雷达将朝着更高频段、更远探测距离、更高分辨率和智能
化方向发展。
雷达系统的基本组成
频谱分析是利用傅里叶变换等方法,将时域的雷达信号转换为频域表示。通过 分析频谱,可以了解信号的频率成分、带宽、功率分布等情况,有助于识别目 标类型和运动特性。

雷达系统原理PPT课件

雷达系统原理PPT课件
旁瓣旁瓣电平为主瓣电平与最大旁瓣电平之差脉冲波束宽度脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度3db的一半的角也被称为半值宽度雷达无线电波特性雷达的无线电波略沿地表方向传播主要视线
雷达系统原理
什么是雷达系统?
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标(如其他船,浮标,小岛等)反射回来,并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能,并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转,这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号,发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
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关于 SART雷达应答器
• 根据 GMDSS(全球遇险与安全系统)要求,IMO/SOLAS 类型的 船必须配备 SART。当船遇险时,SART 可以自动发出信号,所以 其他船或飞机就可以确定 遇险船的位置。若本船配备了波段的雷 达,并且 8 英里内有船遇险,SART 可以 指引雷达回波到遇险船。 该信号包括了 12 扫频,并在 9.2 到 9.5GHz 的频段传输。 根据距 离的不同,SART 具有 2 种扫频时间,由慢(7.5μs)到快(0.4μs) 扫描或反 之亦然。当接收到该信号时,屏幕上出现一条总长为 0.64 海里被 12 个点平均的 线。最近的 SART 的光点指示遇险船 的位置。当本船接近 SART 1 海里以内时, 雷达上显示快速闪烁 的扫描信号,并有一根单薄的线连接 12 个光点。
弱反射目标
• 目标反射的回波强度不仅取决于与目标间的距离,目标的高度或 尺寸,还要取决 于目标的材料和特性。具有低发射或入射角的目 标,如 FRP(纤维增强复合材料) 船和木制船发射的都不好。所以, 必须注意 FRP 船,木船或沙,沙洲,泥礁等 物体都是弱反射目 标。 由于与海岸线的距离等,本船在雷达图像上看起来比实际的 海岸线要远,当船周 围有弱反射目标时,应更加谨慎。

《雷达原理与系统》课件

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气象观测
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面,为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号,通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号,并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离,通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力,通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力,通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力,通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力,主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时,回波信号会产生多 普勒频移,通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向,从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达,相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力, 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达(SAR)
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像,将各个成像点的信息进 行合成处理,获得高分辨率的地面图像。

雷达系统PPT课件

雷达系统PPT课件
RCS:目标的单基地雷达截面积(m2); Gt和Gr:分别为目标方向雷达发射、接收天线增益; D0:雷达系统抗干扰因子; Rt:目标与雷达之间的距离(m); Lt:雷达发射综合损耗; Lr:雷达接收综合损耗; LAtm:电磁波在大气中的传输损耗; λ:雷达系统的工作波长(m)。
(1)脉冲雷达方程
设Pt为雷达系统的发射功率,Gt为雷达天线增益,Gr 为雷达天线增益,目标的等效反射截面为RCS, Pt为雷 达发射功率,Rt为目标与雷达之间的距离,Lt为雷达的发 射机馈线损耗,Lr为雷达的接收馈线损耗。
雷达系统接收功率Prs:
Prs
PtGtGr2 •RCS (4)3Rt4Lt Lr
目标的运动速度测定:当目标和雷达之间存在着相对位 置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变 量称为多普勒频移,据此确定目标的相对径向速度。
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雷 地面雷达:高塔、车、船、地基等为雷达平台
达 平
空载雷达:飞机、导弹、气球、飞艇等
台 天基雷达:卫星、飞船、空间站、航天飞机等
电磁波的特性:
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1.4 雷达系统的基本方程
P jG jK jP tG t4 •R R C t4S•R 2 j •G G t(t )•L p o lL L tjL f
自卫式干扰 (Rt=Rj,Gt=Gt(θ)):
Kj
4PjGjR2j • Lt
PtGt •RCS LpolLjLf
PjGj KjPt4GtR •2 jRCS•LpolL LtjLf 21
以FPGA和宽带 ADC器件为核心构 成的宽带雷达信号
处理系统
以高速DSP器件为 核心构成的雷达
信号处理系统
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(5) T/R组件
微波光子 收发组件

雷达原理及系统课件:hotz-雷达系统-第一章

雷达原理及系统课件:hotz-雷达系统-第一章
发射脉冲串波形时可能产生距离模糊
脉冲雷达的最大无模糊距离:Rmax=cTr/2
发射脉冲串波形时可能产生速度模糊 脉冲雷达的最大无模糊多普勒:fdmax=fr/2
10
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常见雷达波形介绍
两大类脉冲串波形:相参脉冲串和非相参脉冲串
A.源正弦波 B.相参脉冲串 C.非相参脉冲串
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2020/4/29
第一章 雷达系统基础
1.1 常见雷达波形 1.2 雷达信号模糊函数
1
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背景
发射机 收发开关
天线
目标
终端 显示
信号 处理
接收机
R
雷达依赖天线向空间辐射电磁波,并接收由目标散 射的电磁波,以确定目标的存在。
雷达发射的电磁波具有一定的形式:连续波或脉冲 串,单频的或调频、调幅或相位编码的
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分辨力
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距离模糊函数与距离分辨率
时延分辨常数 的频域形式
的自相关函数
:信号的自相关函数和功率谱是一对傅立叶变换对 :帕斯瓦尔关系式
频域形式为:
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距离模糊函数与距离分辨率
有效相关带宽定义:
★有效域 : 反映了
的能力
频域 :反映了
1(均匀谱)
宽的有效相关带宽反映高距离分辨力
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速度模糊函数与速度分辨率
速度分辨问题描述
A、B相对雷达距离相同
fd
fd'
fd
f
' d
fd
只有径向速度差vr 多普勒频移
A
以目标A为基准,则:
fd
2vr
B

雷达(幻灯片)(01)

雷达(幻灯片)(01)

三、种类及特点(P4. P.5)
1.逆变器(Invert) (普遍采用)
1)组成:完全由电子元器件组成
2)注意:
a.由专业人员调整、检修
b.了解保险丝位置
3)状态判断:
a .正常:清晰、和谐振动声
图1-2-01-01
b.过荷:时断时续振动声
2.变流机(Motor-Generator) (已淘汰)
1)组成:主体由电动机带动一个中频感应子发电机组成,再
新型雷达均已采用逆变器
表1-2-1
中频变流机 低
高 高 严重 大,重 不便 方便 高
第二节 触发脉冲产生器
1. 作用
2. 组成:用中频电源同步的他激 式间歇振荡器、晶体振荡器
3. 脉 冲 重 复 频 率 F ( PRF : Pulse Repetition frequency)定义:
4. 脉 冲 重 复 周 期 T ( PRP : Pulse Repetition Period)定义:
后沿
三、磁控管振荡器(Magnetron Oscillator) (P9) 1.结构: 灯丝、阴极、阳极(带散热片并接地)、
输出系统、永久磁铁
2.磁控管工作条件(P10) 1)灯丝电源 2)调制脉冲 3)匹配负载 3.磁控管检测 1)冷态 A 灯丝电阻:几个Ω B 阴阳极绝缘电阻:>200MΩ 2)通电工作 A 磁控管电流: 在对应τ的规定范围内:正常 偏大或偏小:特高压(调制脉冲
③发射开关:作用①保证磁控管 有3分钟预热,②提高工作的灵 活性
触发电路
二、主要技术指标(P.8 P.9) 1.工作波长(Wave Length) λ 1)定义: 2)规定的波长(频率)范围:
雷达规定范围
S 1.5cm~7.5cm 2000~4000MHZ X 3.75cm~2.4cm 8000~12500MHZ 2.脉冲宽度(Pulse Length;Pulse Width) τ 1)定义: 2)常用值:0.05~2μS 3.发射功率(Transmitted Power) P 1)峰值功率(Peak Power) PK: 2)平均功率(Peak Power) Pm: 3)两者关系:PK / P m=T/τ

现代雷达技术ppt课件

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双极点滤波
+
_
延时
+ +
延时
K1
比较器
T
K2
yi xi K2 zi1
zi yi1 K1zi1
yi 为中间结果,zi 为输出。
二进制积累器(M-N检测器)
比较器
T1
+
+
-
……
比较器
T2
批处理器 当有KN个脉冲,先对K 个脉冲求和(分批处理),小于门限为 零,大于门限为1;然后将N个0和1求和,再与第二门限比较。

xi
xj
C02 4
sin
c
f
fi
sin
c
f
fi
sin c f
fi
2
sin c f
fi
假设杂波回波是大量随机分布散射点的回波的集合,与白噪声类 似,c(t) 看作在时间上密集分布的 (t) 函数的总和,其付氏变换 C(f)可认为是均匀分布的,C2(f)可用功率密度C0代替,因此有:
xi xj ctui tctu j t C2 f Ui f U j f df
低分辨力雷达的海杂波服从瑞利分布,高分辨力雷达的海杂波服从 对数正态(Log-Normal)分布和韦布尔(Weibull)分布,脉冲— —脉冲间具有很强的相关性。
同频干扰或者出现,或者不出现,在某一时间(距离)区间内可看 作是均匀分布的。
已知杂波幅度u的概率密度函数为p(u),门限电平为UT,则虚警概率 为:
原始 视频
V(t)
v0
量化
锁存器1
距离 地 时钟 址
计 数

RAM 1
RAM 2 ......

现代雷达技术ppt课件

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门限折衷确定的原则:在系统容许的虚警率下(恒虚警率——并非 绝对地追求更低的虚警率),尽可能提高发现概率。
系统容许的虚警率水平的高低取决于系统处理能力(与硬件的存储 容量和计算速度、目标检测方法、目标跟踪方法等有关)。
虚警可通过目标检测处理(积累检测消除伪目标)和目标跟踪处理 (消除伪航迹)进一步消除。
1e 2u
x plnu 2 22
令uL= lnu ,得正态分布uL的概率密度:
puL 21exp uL2 2 2
归一化,令 v uL ,v的概率密度函数为:
pv
1 v2 2exp 2

v的概率密度函数与u的分布参量无关,对v设置门限可实现恒 虚警率。

Pf uUT pudu 虚警概率为门限电平的函数。
UT
按概率论的中心极限定理,由大量作用比较均匀的随机分量合成的 随机量服从正态分布,正态分布的包络(检波后的视频信号)服从 瑞利(Rayleigh)分布:
puu2 exp2u22
2为方差。
噪声在脉冲——脉冲间统计独立,非相关。
uL的方差为: DuLEuL 2 EuL2 62 12
归一化,v

uL
EuL DuL
,v
的概率密度函数为:
pv
ev 6eC
6exp e evC6
式中,欧拉常数C≈0.557,p(v)与杂波参量(、)无关,亦即与 杂波的均值和方差无关,因而可实现恒虚警率处理。
由虚警率决定的门限T进行比较,使发现概率最大。
■实用检测器(积累器) 滑窗
+
+
-
……
比较器
T
Si Si 1xixin Si为第i个脉冲前n个脉冲序贯求和。
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