经典雷达资料-第22章 天基雷达(SBR)系统和技术-2

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雷达发展史

雷达发展史

雷达发展史雷达发展史1864年英国物理学家麦克斯韦(J.C.axwell)提出“电磁场理论”,并预见了电磁波的存在。

1886年德国人海因里奇.赫兹(Heinrich Hertz)通过实验证明了电磁波的存在,并验证了电磁波的发生、接受和散射等的特性。

1903年德国人克里斯琴.威尔斯姆耶(Christian Hulsmeyer)研制出原始的船用防撞雷达并获得专利权。

1922年M.G 马克尼(M.G Marconi)在接受无线电工程师学会荣誉奖章时提出用短波无线电来探测物体。

1922年美国海军研究实验室(Naval Research Lab.)的A.H泰勒和L.C扬用一部波长为5米的连续波实验装置探测到了一只木船。

由于当时无有效的隔离方法,只能把收发机分置,这实际上是一种双基地雷达。

1924年英国的爱德华.阿普尔顿和M.A巴特尔为了探测大气层的高度而设计了一种阴极射线管,并附有屏幕。

1925年英国的霍普金斯大学的G.布赖特和M.杜威第一次在阴极射线管荧光屏上观测到了从电离层反射回来的短波窄脉冲回波。

1930年美国海军研究实验室的汉兰德采用连续波雷达探测到了飞机。

1934年美国海军研究实验室的R..M佩奇第一次拍下了1.6千米外一架单座飞机反射回来的电磁短脉冲照片。

1935.2 英国人用一部12MHz的雷达探测到了60千米外的轰炸机同年,英国人和德国人第一次验证了对飞机目标的短脉冲测距。

1937年由罗伯特.沃森.瓦特设计的第一部可使用雷达“Chain Home”在英国建成,英国正式部署了作战雷达网“链条”。

1938年美国信号公司制造了第一部实用SCR—268防空火力控制雷达,装备于美国陆军通信兵,该雷达工作的频率是205MHz,探测距离大于180千米。

SCR—268防空火力控制雷达必须依靠辅助光学跟踪提高其测角精度,在夜间工作时,要借助与雷达波束同步的探照灯。

1938年美国无线电公司(RCA)研制出了第一部实用的XAF舰载雷达。

二战美国雷达总集篇2(其他海军雷达部分)

二战美国雷达总集篇2(其他海军雷达部分)

二战美国雷达总集篇2(其他海军雷达部分)资料为1944年初的FTP-217,如有遗漏纯属正常。

5.SG雷达相对于SC雷达,SG雷达小巧得多,但是在南太平洋为美军痛殴水雷魂立下了汗马之劳。

最早的微波对海雷达,安装于驱逐舰及以上大型水面舰艇,用于协调水面战以及导航等。

信号显示在PPI平面显示器和目镜式的A型示波器上?。

安装于100英尺高度桅杆时,最远可发现15英里外大型舰艇。

距离精度正负100码,角度精度正负2度。

整体装船包括系统和调试设备,总共15台部件,总重?4289磅。

系统重量2200磅,其中1180磅的接收机-发射机部件为最重部分。

天线高44英寸,宽49.5英寸,重350磅。

发射功率2.8KVA/2240W,电压115V,60HZ,由舰艇电网供电。

?6.SH雷达圆柱形的SH雷达微波搜索和辅助火控雷达,?装载于大型辅助舰艇和货船。

可以搜索定位船只和辅助火控测距测角,使用A型示波器或者PPI平面显示器。

架设于100英尺桅杆高度时,最远可发现10英里外大型水面舰艇。

距离精度正负15码,角度精度正负1度。

分为9台部件,总重2770磅,天线重700磅,高51英寸,宽36.5英寸,安装高度原则上越高越好。

、发射功率2.3KVA/1840W,电压115V,60HZ。

7.SF雷达这艘巡逻艇桅杆上那个小桶一样的就是SF雷达微波对海雷达,安装于护航驱逐舰或者类似的更小型作战舰艇上,可用于对海搜索和辅助火控测距测角能力,使用A型示波器或者PPI 平面显示器。

架设于100英尺高度时,最远可发现15英里外大型水面舰艇。

距离精度正负100码+1%距离,角度精度正负2度。

拥有10台部件,总重900磅,其中最重部件100磅。

天线重125磅,高36.25英寸,直径30.75英寸,传输线路总长不超过50码。

发射功率2KW,电源电压115V,400HZ直流电动发电机和440V 三相交流电动发电机。

8.SE雷达小型辅助舰艇使用的SE雷达微波对海雷达,安装于货船和小型辅助舰艇上,可用于搜索船只和导航。

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。

ALENIA雷达讲义

ALENIA雷达讲义

第一章SSR原理1.1航路二次雷达SSR原理基本概念:雷达的原意为无线电检测和测距,他起到对目标定位的作用。

以脉冲雷达为例,通过天线发射射频脉冲。

当射频信号遇到目标以后,其中的一部分能量向雷达站方向反射,通过天线进入接收机。

经过雷达的接收系统放大、检测等处理后,可以发现目标的存在,并可以提取其他的参数信息。

测距是基于光速不变的原理。

由于回波信号往返雷达和目标之间,他将滞后于所发射的探测脉冲时间为Tr。

以探测脉冲作为时间基准,目标和雷达站之间的斜距R为:R = C * Tr / 2由上式可见,对目标的测距(系指斜距)和测时是一致的。

测角,对于监视雷达而言系指方位角 ,亦即偏离正北方向的角度。

一般由扫描天线的主波束的指向所确定,在航管雷达系统中常把工作于上述状态下的雷达称之为一次监视雷达(PSR)。

目前一次雷达主要有三大类:A.航路的监视一次雷达,作用距离在300-500公里B.机场的监视一次雷达,作用距离在100-150公里C.着陆雷达(在跑道附近)。

其信号是提供给塔台调度员的,在塔台显示器上观看飞机下滑的全过程,提供信号仰角7度(上下10度)PSR的优缺点:优点:只要有目标存在就可以发现它(不管敌我)缺点:⑴辐射功率很大(要足够大)R与P的关系:R↔功率的四次方根造价要高得多,设备庞大。

⑵易受干扰(障碍物,气象)⑶不能对目标识别当两个目标很近时也无法区别。

⑷要得到目标的高度也很困难。

二次雷达设备——第1页二次监视雷达(SSR)和一次监视雷达的区别在于工作方式不同。

一次监视雷达可以靠目标对雷达发射的电磁波(射频脉冲)反射,主动发现目标并确定其位置,而二次监视雷达不能靠接收目标反射的自身发射的探测脉冲工作。

他是同地面站(通常称询问机)通过天线的方向性波束发射频率为1030兆赫的一组询问编码(射频脉冲)。

当天线的波束指向装有应答机的飞机的方向时,应答机检测这组询问编码信号,判断编码信号的内容,然后由应答机用1090兆赫的频率发射一组约定的回答编码(射频)脉冲。

雷达原理介绍ppt课件

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的射频信号进行下变频以转化为视频信号(即中心频率等
于0)。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理:
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 可见,正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
将雷达的接收信号与发射信号进行比较,就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息,根据这些 信息,雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号:
Tp
t
Tr
雷达发射周期性脉冲,记脉冲宽度为 Tp,重复周期为 Tr,雷达峰值功率(即脉冲期间的平均功率)为Pt,雷达 平均功率(即周期内的平均功率)为Pav,工作比(即脉冲 宽度与重复周期之比)为D。显然有:
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高,目标回波就越显著,就越有利于信号分析。
发射功率
不考虑各种损耗,影响目标回波峰值功率Ps的因素有:
雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积(RCS) 、目
标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系:
Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大,则
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率,它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩,可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率;
的延时 = 2r / c,c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩,分辨率
那么,与雷达的相对距离差为r的两个

雷达的资料 (2)

雷达的资料 (2)

雷达的资料1. 介绍雷达(Radar)是由Radio(射频)和Detection(侦测)两个词组成的缩写词,是一种利用电磁波进行远距离目标探测和测量的技术。

雷达技术广泛应用于航空、军事、气象、导航、地质勘探等领域。

本文将详细介绍雷达的原理、分类以及应用。

2. 原理雷达的工作原理基于电磁波的特性以及目标的反射。

雷达系统发射高频电磁波,这些波通过空间传播,并当波束遇到目标时,部分电磁波会被目标表面反射回来。

雷达接收器接收反射回来的波,并根据接收到的信号计算目标的位置、速度、距离等参数。

3. 分类根据使用的频率范围、工作方式和应用领域的不同,雷达可以分为不同的类型:- 基于频率范围的分类: - X波段雷达 - C波段雷达 - S波段雷达 - L波段雷达 - Ku波段雷达 - Ka波段雷达 - 基于工作方式的分类: - 连续波雷达(CW雷达) - 脉冲雷达 - 多普勒雷达 - 合成孔径雷达(SAR) - 基于应用领域的分类: - 军用雷达 - 气象雷达 - 航空雷达 - 地质勘探雷达 - 海洋雷达4. 应用雷达技术在各个领域中都有重要的应用。

以下是一些常见的雷达应用: ### 4.1 军事应用雷达在军事中起到了非常重要的作用。

它可以用于远距离探测敌方目标,提供战场情报,指引导弹和飞机等武器系统。

此外,雷达还可以用于侦测隐形飞机、导弹和潜艇等敌方威胁。

4.2 气象应用气象雷达用于测量降水、云团和其他气象现象,帮助气象学家预测天气变化。

通过测量反射回来的电磁波强度和频率变化,气象雷达可以提供降水的类型、强度和分布等信息。

4.3 航空应用航空雷达用于飞行安全和导航。

它可以检测飞行器和其他飞行物体,帮助飞行员避开障碍物,提供飞行路径规划和导航。

航空雷达在机场和航空监控系统中广泛使用。

4.4 地质勘探应用地质雷达可用于勘探地下的水、矿产、地层、沉积物和其他地质特征。

它可以通过检测不同类型物质的电磁波反射信号来提供地下结构和特征的图像。

雷达原理讲义及模拟题参考答案

雷达原理讲义及模拟题参考答案

§1.3 雷达的工作频率
无论发射波的频率如何, 只要是通过辐射电磁能量和利用从目标反射回来的回波, 以便 对目标探测和定位,都属于雷达系统的工作范畴。 常用的雷达频率:220~35000MHz(220MHz~35GHz) ,实际上各类雷达工作的频率在两 头都超出了上述范围(激光,红外雷达,广播) 大多数工作在 200MHz~10GHz 1m—300MHz;1 分米—3000MHz=3GHz;1cm—30GHz;1mm—300GHz 频段名称 UIIF 波段 L 波段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 mm 波段 频率 300~1000MHz 1000~2000MHz 2000~4000MHz 4000~8000MHz 8000~12000MHz 12.0~18GHz 18~27GHz 27~40GHz 40~300GHz 国际电信联盟分配的雷达频段 420~450MHz 890~940MHz 1215~1400MHz 2300~2500MHz 2700~3700MHz 5250~5925MHz 8500~10680MHz 13.4~14GHz 15.7~17.7GHz 24.05~24.25GHz 33.4~36GHz
§1.4 雷达的应用和发展
§1.4.1 应用
按应用平台:太空,空中,地面,海上(空基,地基,海基) 作用:探测,定位,跟踪 军用:预警雷达(超远程雷达) ,洲际导弹,洲际轰炸机;搜索和警戒雷达,飞机;引 导指挥雷达(监视雷达) (预警飞机) ,引导歼击机;火控雷达,火炮;制导雷达,导弹;战 场监视雷达,坦克,车辆,人员;机载雷达(截击,护尾,导航(可民用) ,火控) ;无线电 测高仪;雷达引信。 民用:气象雷达,航行管制(空中交通雷达) ,宇宙航行中用雷达,遥感,另有飞机导 航,航道探测,公路测速 按雷达信号形式分: 脉冲,连续波,脉冲压缩(LPM/相位编码) 脉冲多普勒,噪声雷达,频率捷变雷达等 按角度跟踪分:单脉冲,圆锥扫描雷达,隐蔽锥扫雷达等 按测量目标的参量分:测高,两坐标,三坐标,测速,目标认别等 按信号处理方式分:分集雷达(频率分集,极化分集等等) ,相参,非相参积累雷达, 动目标显示雷达,合成孔径雷达等 按天线扫描方法分:机械扫描,相控阵,频扫等

雷达组成及原理

雷达组成及原理

雷达的组成及其原理课程名称:现代阵列并行信号处理技术姓名:杜凯洋教师:王文钦教授一.简介雷达(Radar,即 radio detecting and ranging),意为无线电搜索和测距。

它是运用各种无线电定位方法,探测、识别各种目标,测定目标坐标和其它情报的装置。

在现代军事和生产中,雷达的作用越来越显示其重要性,特别是第二次世界大战,英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战,使雷达的重要性显露的非常清楚。

雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。

其中,天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一;信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多,可按多种方法分类:(1)按定位方法可分为:有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

(2)按装设地点可分为;地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

(3)按辐射种类可分为:脉冲雷达和连续波雷达。

(4)按工作被长波段可分:米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

(5)按用途可分为:目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。

二. 雷达的组成(一)概述1、天线:辐射能量和接收回波(单基地脉冲雷达),(天线形状,波束形状,扫描方式)。

2、收发开关:收发隔离。

3、发射机:直接振荡式(如磁控管振荡器),功率放大式(如主振放大式),(稳定,产生复杂波形,可相参处理)。

4、接收机:超外差,高频放大,混频,中频放大,检波,视频放大等。

(接收机部分也进行一些信号处理,如匹配滤波等),接收机中的检波器通常是包络检波,对于多普勒处理则采用相位检波器。

5、信号处理:消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号,通常在检测判决之前完成(MTI,多普勒滤波器组,脉冲压缩),许多现代雷达也在检测判决之后完成。

6、显示器(终端):原始视频,或经过处理的信息。

7、同步设备(视频综合器):是雷达机的频率和时间标准(只有功率放大式(主振放大式)才有)。

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SBR系统的优缺点当传感器要完成探测太空、海洋和空中目标任务及完成导弹防御任务时,可考虑使用SBR。

与陆基雷达相比,这些部署在太空的雷达具有以下优点:(1)空间和时间覆盖范围仅受选定的轨道和卫星的数目限制。

如图22.9和图22.10所示。

大范围的连续观测是可以实现的[28]。

图22.9标明了从圆形极地轨道上提供连续覆盖整个地球表面所需要的轨道平面数量和卫星数量。

可以看出,当卫星的高度大于6 000n mile时,需要在两个轨道平面上使用6颗卫星,在卫星探测范围内没有天底孔。

图22.10说明了在赤道轨道的特殊情况下,实现连续覆盖所需要求卫星的数量。

这种情形仅限于扩展到图中所指定纬度的宽条形区,可看出:当卫星的高度大于6 000n mile时,4颗卫星能够覆盖一条60 宽的条形区。

时间上的覆盖范围如图22.11所示。

图中给出了目标被跟踪以后从太空卫星观测地面目标的最大时间[28],可以看出,当轨道高度为6 000n mile时,一个地面目标能被观测的时间超过7 000s。

图22.9 极地轨道的全球覆盖[28]图22.10 赤道轨道的带状覆盖图[28](2)使用电子扫瞄天线的SBR是可以完成多种任务的。

例如,一个雷达卫星系统能:第22章天基雷达(SBR)系统和技术·838·①搜索一个扇区,完全覆盖美国本土周围的防御区域,探测距海岸一定距离的轰炸机;②搜索一个覆盖极地的扇区以便在弹道导弹早期预警系统(BMEWS)发现之前发现洲际弹道导弹(ICBM);③监视任何国外潜在的太空发射场地;④完成海洋地区的监视;⑤搜索一个海基弹道导弹(SLBM)防御区域;⑥探测可能对美国同步卫星构成威胁的太空目标。

任务的数量仅受限于重量和可用的主电源,但当采用航天飞机作为发射装置时,这些限制都能克服。

因此惟独技术和成本才是真正的限制。

(3)大气传播影响可以通过适当选择工作频率和有利的几何关系使之最小化。

(4)如果数据经中继卫星获得,就不需要海外工作站。

因此一个国家的SBR系统在政治上是独立的,并且国外跟踪站的丧失对系统性能没有影响。

影响太空大型雷达系统发展步伐的因素有:(1)太空大型天线结构技术、太空大型相控阵技术、太空大型重量技术和太空大型主能源系统技术在早期进程中都要考虑到。

图22.11 目标被跟踪后从太空卫星观测目标的最大时间[28](2)天基多功能雷达系统的合理运行费用还需要论证。

即使使用航天飞机可以减少将负荷送入轨道的单位重量费用,SBR系统仍需要投入巨资。

第22章天基雷达(SBR)系统和技术·839·22.3 SBR系统介绍美国和前苏联已布署了类型I和类型IISBR。

本节将介绍某些此类的SBR系统。

STS交会雷达[1][15][36]休斯(Hughes)飞机公司为在空间运输系统(STS)中使用而研制了交会雷达和通信子系统(IRACS)组合。

IRACS是一个相参的距离波门脉冲多普勒雷达,用于搜索、捕获和跟踪其他环绕轨道运行的目标,并且提供与那些目标进行快速和高效的交会所需要的太空测量数据。

IRACS为STS提供雷达和通信两种功能:在脉冲多普勒雷达模式中,它完成刚才所讲的交会功能;在通信模式中,完成搜索、捕获并追踪跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的中继卫星,以便在航天飞机和地面跟踪站之间建立双路通信。

IRACS硬件被分成展开部件和舱载部件两部分。

展开部件平时位于航天飞机载重舱内,工作时从打开的载重舱门延伸出去。

这部分硬件包括了天线反射体、馈线、平衡环、驱动马达、陀螺仪、数字式轴编码器、转动铰链、发射机、接收机、上变频器、第一下变频器和频率合成器。

舱载硬件位于航天飞机内,完成信号处理、跟踪滤波和控制功能。

这个K u波段的IRACS工作于13.75GHz和15.15GHz频段之间。

其雷达工作于13.75GHz 和14.0GHz之间,有两种基本的雷达模式:一种是被动模式,在这种模式时,目标是非合作式的,因此截面积不会增大;另一种是主动模式,目标上有一个应答机。

在被动模式时,雷达最大的作用距离为12n mile;而在带有一个+14dBm应答机的主动模式中,雷达最大作用距离为300n mile。

子工作模式包括自动搜索、自动角度和距离跟踪能力及外部角度控制操作。

在外部角度控制下,天线要么通过外部旋转命令,要么通过参考惯性空间或者太空船的轴线来定位。

在自动工作过程中,角度、角度变化率、距离和距离变化率的测量由雷达在跟踪开始后进行。

外部角度控制工作模式仅测量距离和距离变化率。

该系统的天线是直径为36in的中心馈电抛物面,增益为38.4dB,波束宽度为1.68 。

五单元单脉冲馈源提供一个和输出和两个正交的差输出。

角度跟踪采用时分复用将两个差输出合并成一个单路的接收差通道。

使用接收机差通道来监测一个工作在搜索状态的辅助喇叭,并辅助喇叭通道与主天线通道进行比较,以防止捕获主天线的副瓣中的大目标,。

辅助天线的峰值增益比主天线的峰值增益小20dB。

和通道与差通道使用低噪声射频(RF)前置放大器,经过放大,和差通道在中频(IF)合并成一个单路接收通道通向舱内电子设备,以进行后续的处理。

发射机采用行波管(TWT),增益为44dB,将相参合成器输出放大到50W的峰值功率。

在短距离工作状态(小到100ft),行波管被旁路,以减少目标上的功率。

在雷达模式中,用5个射频频率点对SwerlingⅠ型(慢起伏)目标回波进行去相关,提高检测效果。

采用16点离散傅里叶变换(DFT)处理器去相参积累多脉冲回波,并提供目标相对速度的精密测量。

展开部件重达135 lb,主电源功率为460W。

Seasat—A合成孔径雷达[18][37]Seasat—A是由5个子系统构成的聚焦型SAR,即:(1)航天器雷达天线;(2)航天器雷达传感器;(3)航天器至地面的数据链路;(4)地面数据记录器和格式化;(5)地面数据处理器。

天线是8块由合成馈电网络馈电的微带阵列,工作于1275MHz。

Seasat—A天线的第22章天基雷达(SBR)系统和技术·840·细节将在22.4节中讨论。

固态雷达发射机从稳定本振获取线性调频(LFM)信号,产生800W 的额定峰值功率。

当天线偏离天底20︒角、仰角波束宽为6︒时,天线在地球表面的辐射范围是一条100km宽的条形区域。

一旦雷达传感器中的接收机接收到反射信号,灵敏度时间控制RF放大器就将回波放大。

该信号和部分稳定本振信号混合通过模拟数据链路发送到地面站。

在地面站,数据线解调器将雷达传感器的本振信号和回波还原,还原后的同步解调视频雷达信号被雷达数据记录仪和格式化处理分机子系统转换成数字形式。

通过转换,信号被缓存且被一个高密度磁带记录仪记录下来。

然后,雷达信号处理机将记录下来的数字信号转换成一个二维的天线观测区域雷达截面图。

在仰角上(与航迹垂直)用时间波门选通压缩后的回波信号得到的分辨力为25m,在方位上(沿航迹)通过地面信号处理器在数据处理间隔期间对相参回波信号进行聚焦(亦可得到分辨力为25m的雷达图)。

SAR在轨总重量达223kg,所需要的雷达电源功率为624W。

表22.3列出了Seasat SAR的技术特性。

表22.3 合成孔径雷达第22章天基雷达(SBR)系统和技术·841·航天飞机成像雷达[36]Seasat—A SAR的技术发展为航天飞机成像雷达(SIR)系列奠定了基础。

SIR系列包括SIR—A和SIR—B。

其天线上的小差别将在第22.4节中讨论。

使用L波段发射机,带宽将有微小的变化,因而SIR—A的分辨力为40m,SIR—B的分辨力为20m。

两种雷达的条形探测区宽度都是50km;轨道高度分别为240km和220km,因此雷达的距离和入射角不同。

GEOS—C SBR系统特性[8][19]~[21]GEOS—C雷达测高仪为高精度、K u波段的(13.9GHz)SBR测高仪。

这种测高仪主要用于测量海洋表面的形态和海情。

它是一种复杂多模式的雷达系统,具有两种不同的雷达收集模式(全球模式和增强模式),还具有两种相应的用于在轨道功能测试和仪器校准的自测校准模式。

它主要性能特征是其具有以下能力:(1)进行精确的卫星至海洋表面高度测量(当输出速率为每秒钟一次时,全球模式(GM)的精度为50cm;增强模式(IM)的精度为20cm),用以绘制海洋表面形状图;(2)提供数据,对这些数据处理后可以估计海洋波浪峰至波谷高度(浪高在2~10m的范围内,估计精度为25%)。

设计中包含几个重要的技术领域:(1)160MHz时钟和4相位分割、分辨力达1.56ns的高频逻辑电路;(2)宽带(100MHz)、压缩比为100:1、压缩后脉宽为12.5ns的线性调频脉压系统;(3)用以对宽带(50MHz)有噪音视频回波信号的进行准确采样的高速采样保持电路;(4)在太空中应用的高压(12kV)电源的设计和包装。

设备重达68kg(150 lb)、体积为0.119m3(4.2ft3),包括直径为0.6m(24in)、波束宽度为2.6 和增益为36dB的抛物面天线。

设备包装成两个基本部分,即一个RF部分和一个附属电子设备部分。

两部分都固定在一个直径为0.65m(26in)的中央圆筒式碟状基板上。

RF部分的主要子系统有:(1)IM发射机(线性调频信号产生器、上变频器、1W的驱动行波管和高压电源、2kW输出行波管和高压电源);(2)GM发射机(一个峰值功率为2kW的磁控管和高压电源);(3)RF开关组件(RF开关、波导管、标准衰减通道和收发开关);(4)接收机前端(下变频器-前置放大器)。

附属电子设备部分的主要子系统有:(1)IF接收机(IF放大器、滤波器、脉冲压缩器和检波器);(2)信号处理器(用多层板组件上的模拟和数字电路实现AGC、捕获和跟踪功能);(3)频率合成器;(4)模式控制电路;(5)校准-测试电路;(6)低压电源。

工作时需要的额定功率是全球模式71W;增强模式126W(16波形采样器)前苏联“宇宙”1500侧视雷达[38][39]前苏联于1983年9月28日将“宇宙(Cosmos)”1500海洋卫星发射到650km的额定极地轨道。

它是可连续提供世界海洋观察的军民两用系列卫星中的第一颗。

传感器通过一个分配网络为陆海使用者提供侧视雷达(SLR)、海洋与冰区的射电和可视覆盖[38]。

表22.4概括了实波束SLR的参数和特性。

雷达工作频率为9500 MHz,其磁控管发射机有100kW的峰值功率输出。

天线是11m长和4cm高的开槽波导。

“宇宙”1500已经显示出了许多非凡的性能,包括:(1)定时自动发送SLR的地球成像图片;(2)绘制以前从未探测过的南极和格林兰冰盖的不均匀性图;(3)极地区域多年和第一年冰区的雷达成像;(4)绘制冰盖连续性断裂的延伸区域图;(5)通过使用相同水域的系列雷达成像跟踪海冰漂流;(6)油膜、风区或海流第22章天基雷达(SBR)系统和技术·842·的探测;(7)在1983年10~11月间为陷在北极区冰层中的船只提供导航。

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