新雷达原理-绪论
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雷达信号分析
2 0
2B T
§3.3 雷达测速精度
一、分析条件和方法 二、分析结果
1 2E
N0
2 2 t 2 t 2 dt
2
t 2 dt
三、单载频矩形脉冲信号： 2 2 T 2
3
§3.4 信号的非线性相位特性
对测量精度的影响
(t) 0 ，具有非线性相位。
时间相位常数： 2 t ' (t)a2 (t)dt 2 t ' (t) u(t) 2 dt
§4.1 模糊函数的推导 §4.2 模糊函数与分辨力的关系 §4.3 模糊函数与匹配滤波器输出响应的关系 §4.4 模糊函数的主要性质 §4.5 模糊图的切割 §4.6 模糊函数与精度的关系 §4.7 利用模糊函数对单载频矩形脉冲雷达
③径向速度为正。 一、静止点目标
s(t) (t)e j 2f0t sr (t) (t )e j2f0 (t )
二、运动点目标
sr (t) [t (t)]e j2f0[t (t)]
R(t) R0 VT
经过推导有：
Sr (t)
[t
2v t
]e
j
2f0 [t
2vt C
]
C
[t ]e j 2f0 e j 2 ( f0 fd )t
2
T /2
t(2kt)dt
T / 2
2kT2
2
[a(t)] dt
T /2
dt T / 2
3
例2： u(t) rect ( t )e jkt
T
t T
(t ) k t ' (t ) k
2
t ' (t)a 2 (t)dt
2
t/2
t (k )dt
雷达信号处理PPT电子教案第一讲绪论
目标检测
通过统计检测算法或门限检测 算法，判断是否存在目标。
目标跟踪
对检测到的目标进行跟踪，包 括位置、速度和航迹等信息的 估计。
参数估计
对目标的距离、角度、速度等 参数进行估计，为后续的目标
识别和分类提供依据。
03
雷达信号处理中的关键技术
信号检测与处理
信号检测
在雷达系统中，信号检测是关键的一步，它涉及到对接收到的信号进行判断，确定是否 存在目标以及目标的位置、速度和方向等信息。常用的信号检测方法包括恒虚警率检测、
有重要意义。
风切变检测
雷达能够检测低空风切变等危险气 象条件，为航空安全提供预警。
气候变化研究
雷达观测数据可用于研究气候变化 规律，为环境保护和可持续发展提 供科学依据。
交通管制
01
02
03
空中交通管制
雷达信号处理技术用于监 测空中飞行器的位置、速 度等参数，保障航空安全 和空中交通秩序。
公路交通管理
雷达信号的特性
雷达信号的频率、波形、相位等特性决定了雷达 的探测精度和分辨率。
雷达信号的传播速度受到介质的影响，例如空气 中的传播速度略低于光速。
雷达信号在传播过程中会受到噪声、干扰和多径 效应等因素的影响。
雷达信号处理流程
雷达信号的预处理
包括滤波、放大、混频和模数 转换等步骤，目的是提取出反
射回来的有用信号。
雷达信号处理技术的发展对于提升国家安全和 国防实力具有重要意义，也是当前国内外研究 的热点和重点。
雷达信号处理的历史与发展
01
雷达信号处理技术经历了从模拟信号处理到数字信号处理 的演变。
02
随着计算机技术和数字信号处理理论的不断发展，雷达信 号处理技术也在不断进步和完术正朝着高速、高精度、高分辨率和智 能化方向发展，同时也在不断探索新的理论和方法，以应对更
通过统计检测算法或门限检测 算法，判断是否存在目标。
目标跟踪
对检测到的目标进行跟踪，包 括位置、速度和航迹等信息的 估计。
参数估计
对目标的距离、角度、速度等 参数进行估计，为后续的目标
识别和分类提供依据。
03
雷达信号处理中的关键技术
信号检测与处理
信号检测
在雷达系统中，信号检测是关键的一步，它涉及到对接收到的信号进行判断，确定是否 存在目标以及目标的位置、速度和方向等信息。常用的信号检测方法包括恒虚警率检测、
有重要意义。
风切变检测
雷达能够检测低空风切变等危险气 象条件，为航空安全提供预警。
气候变化研究
雷达观测数据可用于研究气候变化 规律，为环境保护和可持续发展提 供科学依据。
交通管制
01
02
03
空中交通管制
雷达信号处理技术用于监 测空中飞行器的位置、速 度等参数，保障航空安全 和空中交通秩序。
公路交通管理
雷达信号的特性
雷达信号的频率、波形、相位等特性决定了雷达 的探测精度和分辨率。
雷达信号的传播速度受到介质的影响，例如空气 中的传播速度略低于光速。
雷达信号在传播过程中会受到噪声、干扰和多径 效应等因素的影响。
雷达信号处理流程
雷达信号的预处理
包括滤波、放大、混频和模数 转换等步骤，目的是提取出反
射回来的有用信号。
雷达信号处理技术的发展对于提升国家安全和 国防实力具有重要意义，也是当前国内外研究 的热点和重点。
雷达信号处理的历史与发展
01
雷达信号处理技术经历了从模拟信号处理到数字信号处理 的演变。
02
随着计算机技术和数字信号处理理论的不断发展，雷达信 号处理技术也在不断进步和完术正朝着高速、高精度、高分辨率和智 能化方向发展，同时也在不断探索新的理论和方法，以应对更
电子科技大学-雷达原理XXXX
– PRF: 25 and 12.5 Hz – 脉宽: 20 us – 探测距离: 200 nmi
绪论——雷达的历史与发展
二次大战中和大战后
– 微波雷达（1941，英美S/X波段雷达） – PPI显示 – 超外差接收
绪论——现代雷达
AN TPS-75v长程对搜索雷达(台空军东引岛)
绪论——现代雷达
绪论——现代雷达
中国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
美国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
AN FPS-85 相控阵空间监视雷达
绪论——现代雷达
COSMO-SkyMed 雷达卫星
绪论——现代雷达
美军天基雷达
绪论——现代雷达
美军SBX雷达
天线噪声：主要包括热噪声和宇宙噪声，当接收机电阻与天线辐 射电阻匹配时，功率NA=kTABn
等效噪声带宽：
H ( f ) 2df
Bn 0 H ( f0 ) 2
雷达接收机——接收机噪声系数
噪声系数与噪声温度
噪声系数：
F Si / Ni Si No 1 NiG N 1 N 1 N
So / No So Ni G Ni
工作带宽
接收机频率变化范围 抗干扰性能：需要大带宽 高灵敏度：窄带宽
动态范围
接收机正常工作容许的输入信号强度的变化范围 从Si,min-接收机过载时的输入信号功率
中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择：取决于发射波形、接收机工作带宽、前端器 件性能 滤波特性：匹配滤波
雷达接收机——主要技术指标
tr：电磁波往返时间
雷达的距离分辨力为：
R
c
2
绪论——雷达的历史与发展
二次大战中和大战后
– 微波雷达（1941，英美S/X波段雷达） – PPI显示 – 超外差接收
绪论——现代雷达
AN TPS-75v长程对搜索雷达(台空军东引岛)
绪论——现代雷达
绪论——现代雷达
中国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
美国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
AN FPS-85 相控阵空间监视雷达
绪论——现代雷达
COSMO-SkyMed 雷达卫星
绪论——现代雷达
美军天基雷达
绪论——现代雷达
美军SBX雷达
天线噪声：主要包括热噪声和宇宙噪声，当接收机电阻与天线辐 射电阻匹配时，功率NA=kTABn
等效噪声带宽：
H ( f ) 2df
Bn 0 H ( f0 ) 2
雷达接收机——接收机噪声系数
噪声系数与噪声温度
噪声系数：
F Si / Ni Si No 1 NiG N 1 N 1 N
So / No So Ni G Ni
工作带宽
接收机频率变化范围 抗干扰性能：需要大带宽 高灵敏度：窄带宽
动态范围
接收机正常工作容许的输入信号强度的变化范围 从Si,min-接收机过载时的输入信号功率
中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择：取决于发射波形、接收机工作带宽、前端器 件性能 滤波特性：匹配滤波
雷达接收机——主要技术指标
tr：电磁波往返时间
雷达的距离分辨力为：
R
c
2
雷达原理
离 散型 寄生输出
4
雷达原理
2.4 固态发射机
• 固态发射机发展概况和特点
– 逐步替代常规微波电子管发射机，优点如下 • 寿命长、可靠性高 • 体积小、重量轻 • 工作频带宽、效率高 • 系统设计和运用灵活、维护方便, 成本较低
– 平均功率大而峰值功率受限，适用于高工作比 雷达，如连续波雷达
– 在 UHF ~ L 波段发展较快
• 雷达的基本概念
– 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射 来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征 等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷 达站或雷达机，简称雷达
– 二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）
– 转发：二次雷达（导航）
– 固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随 机热运动电磁辐射（导引头）
雷达原理
1.1 雷达的概念
• 雷达信号处理
– 目标信号总是被淹没于 杂波（+干扰）+ 噪声
的背景中 – 杂波及干扰强度往往超过目标信号的千万倍 – 信号处理作用
• 增强待测目标信噪比，提取目标参数 • 抑制杂波和干扰信号
雷达原理
1.2 雷达探测原理
• 雷达回波中的可用信息
– 斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
• 总效率
– 发射机输出功率与其输入总功率之比 – 对主振放大式发射机应改善输出级的效率
雷达原理
2.2 雷达发射机电性能指标
• 信号形式（调制形式）
– 不同信号形式对发射机的要求各异
波形 简单脉冲 脉冲压缩 高工作比多卜勒
调制类型 矩形调幅
线性调频、相位编码 矩形调幅
工作比（占空比）% 0.01 ~ 1 0.1 ~ 10 30 ~ 50
4
雷达原理
2.4 固态发射机
• 固态发射机发展概况和特点
– 逐步替代常规微波电子管发射机，优点如下 • 寿命长、可靠性高 • 体积小、重量轻 • 工作频带宽、效率高 • 系统设计和运用灵活、维护方便, 成本较低
– 平均功率大而峰值功率受限，适用于高工作比 雷达，如连续波雷达
– 在 UHF ~ L 波段发展较快
• 雷达的基本概念
– 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射 来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征 等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷 达站或雷达机，简称雷达
– 二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）
– 转发：二次雷达（导航）
– 固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随 机热运动电磁辐射（导引头）
雷达原理
1.1 雷达的概念
• 雷达信号处理
– 目标信号总是被淹没于 杂波（+干扰）+ 噪声
的背景中 – 杂波及干扰强度往往超过目标信号的千万倍 – 信号处理作用
• 增强待测目标信噪比，提取目标参数 • 抑制杂波和干扰信号
雷达原理
1.2 雷达探测原理
• 雷达回波中的可用信息
– 斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
• 总效率
– 发射机输出功率与其输入总功率之比 – 对主振放大式发射机应改善输出级的效率
雷达原理
2.2 雷达发射机电性能指标
• 信号形式（调制形式）
– 不同信号形式对发射机的要求各异
波形 简单脉冲 脉冲压缩 高工作比多卜勒
调制类型 矩形调幅
线性调频、相位编码 矩形调幅
工作比（占空比）% 0.01 ~ 1 0.1 ~ 10 30 ~ 50
精品文档-雷达对抗原理(第二版)(赵国庆)-第6章
第1章 绪 论 第6章 SolidWorks基本概念
6.1 概述 6.2 射频噪声干扰 6.3 噪声调幅干扰 6.4 噪声调频干扰 6.5 噪声调相干扰
第1章 绪 论
6.1 概 述 雷达获取目标信息的过程可用图6-1来表示。首先，雷达向 可能存在目标的空间发射电磁波信号sT(t)，当该空间存在目标 时，sT(t)信号会受到目标距离、角度、速度等参数特性的调制， 形成回波信号sR(t)。在雷达接收机中，通过对接收信号sR(t)的 放大、滤波和解调，可得到有关目标距离、角度、速度等信息。 图中增加的c(t)是因为雷达接收机中的信号除了目标回波sR(t) 以外，还存在各种内外噪声、杂波、多径回波等。正是由于这 些噪声才影响了雷达检测目标的能力。可见，如果在sR(t)中引 入人为噪声干扰信号或利用吸波材料减小目标回波信号的功率， 都可以阻碍雷达探测目标，达到干扰的目的。
3) 扫频式干扰
扫频式干扰一般满足：
(6-3)
Δfj≤(2~5)Δfr，fs=fj(t)，t∈[0，T]
即0m干tinT扰f信jt号,0m中taxT心f j频t率fj(t)是覆盖fs、以T为周期、在扫频范围
[
]内连续调谐的函数。扫频式干扰可以对
干扰频带内的各雷达形成周期性间断的强干扰。由于扫频范围
较大，也可以降低对频率引导的要求，同时干扰扫频范围内的
f fL f fL
HI f 2 df
2
HI f df
(6-20)
式中, fL为本振频率，HI(f)为中放及接收前端的频率响应。
当接收机为理想的匹配滤波器时，HI(f)=kF*s(|f－fL|)e－
j2πft0，中放输出的信号峰值功率为
SI
Fs
f fL HI
6.1 概述 6.2 射频噪声干扰 6.3 噪声调幅干扰 6.4 噪声调频干扰 6.5 噪声调相干扰
第1章 绪 论
6.1 概 述 雷达获取目标信息的过程可用图6-1来表示。首先，雷达向 可能存在目标的空间发射电磁波信号sT(t)，当该空间存在目标 时，sT(t)信号会受到目标距离、角度、速度等参数特性的调制， 形成回波信号sR(t)。在雷达接收机中，通过对接收信号sR(t)的 放大、滤波和解调，可得到有关目标距离、角度、速度等信息。 图中增加的c(t)是因为雷达接收机中的信号除了目标回波sR(t) 以外，还存在各种内外噪声、杂波、多径回波等。正是由于这 些噪声才影响了雷达检测目标的能力。可见，如果在sR(t)中引 入人为噪声干扰信号或利用吸波材料减小目标回波信号的功率， 都可以阻碍雷达探测目标，达到干扰的目的。
3) 扫频式干扰
扫频式干扰一般满足：
(6-3)
Δfj≤(2~5)Δfr，fs=fj(t)，t∈[0，T]
即0m干tinT扰f信jt号,0m中taxT心f j频t率fj(t)是覆盖fs、以T为周期、在扫频范围
[
]内连续调谐的函数。扫频式干扰可以对
干扰频带内的各雷达形成周期性间断的强干扰。由于扫频范围
较大，也可以降低对频率引导的要求，同时干扰扫频范围内的
f fL f fL
HI f 2 df
2
HI f df
(6-20)
式中, fL为本振频率，HI(f)为中放及接收前端的频率响应。
当接收机为理想的匹配滤波器时，HI(f)=kF*s(|f－fL|)e－
j2πft0，中放输出的信号峰值功率为
SI
Fs
f fL HI
雷达信号分析与处理第一章第二章
s(t) S ( f )e j2 ftdf
S(W) 或 S(f) 存在的充分条件是 s(t) 绝对可积，即 s(t)dt
雷达信号分析与处1理3
第二章 雷达信号与线性处理系 统
在雷达工程术语中，时间函数 s(t)称为雷达信号的时间波形，频率函数 S(W) 或 S(f) 称为雷达信号的频谱密度或频谱。
s(t) S( f ) 表示信号s(t) 和其频谱S(f)
复数表示
s(t) s1(t) js2 (t) S( f ) R( f ) jI ( f )
e j2 ft cos(2 ft) j sin(2 ft)
s1(t)
R( f ) cos(2 ft) I ( f )sin(2 ft)df
雷达信号分析与处理6
第一章 绪论
雷达发明之前的防空：盲人雷达；光学测距仪
1935年，英国皇家物理研究所的沃森．瓦特博士进行无线电科学考察 荧光屏上的亮点 载重汽车上的第一台雷达 东海岸对空警戒雷达网
雷达信号分析与处理7
第一章 绪论
二 、雷达测量原理
Radar-- Radio detection and ranging（无线电探测和测距）
测距 测高 测速
三、雷达与通信信号区别 1电磁波频率；
3天线方向性；
5信号处理；
2传输目的； 4主要考虑方面；
雷达信号分析与处理8
第一章 绪论
1.2 研究雷达信号的目的和意义
一、雷达所面临的问题 四大威胁 电子干扰 (干扰机:压制式、欺骗式)
徘徊者EA-6B
低空突防(巡航导弹)
咆哮者EF-18G
新型运8电子干扰机
第一章 绪论
二、新型雷达 1.低截获概率雷达； 2.超宽带雷达； 3.稀疏布阵雷达； 4.无源雷达； 5.双/多基地雷达； 6.星载毫米波雷达； 7.雷达组网； 8.多域融合探测系统
2023年大学_《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载
2023年《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载《雷达原理》第三版内容简介第1章绪论1.1 雷雷达传感器雷达传感器达的任务1.2 雷达的基本组成1.3 雷达的工作频率1.4 雷达的应用和发展1.5 电子战与军用雷达的发展主要参考文献第2章雷达发射机2.1 雷达发射机的任务和基本组成2.2 雷达发射机的主要质量指标2.3 单级振荡和主振放大式发射机2.4 固态发射机2.5 脉冲调制器主要参考文献第3章雷达接收机3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标 3.2 接收机的'噪声系数和灵敏度3.3 雷达接收机的高频部分3.4 本机振荡器和自动频率控制3.5 接收机的动态范围和增益控制3.6 滤波和接收机带宽主要参考文献第4章雷达终端显示器和录取设备4.1 雷达终端显示器4.2 距离显示器4.3 平面位置显示器4.4 计算机图形显示4.5 雷达数据的录取4.6 综合显示器简介4.7 光栅扫描雷达显示器主要参考文献第5章雷达作用距离5.1 雷达方程5.2 最小可检测信号5.3 脉冲积累对检测性能的改善 5.4 目标截面积及其起伏特性 5.5 系统损耗5.6 传播过程中各种因素的影响 5.7 雷达方程的几种形式主要参考文献第6章目标距离的测量6.1 脉冲法测距6.2 调频法测距6.3 距离跟踪原理6.4 数字式自动测距器主要参考文献第7章角度测量7.1 概述7.2 测角方法及其比较7.3 天线波束的扫描方法7.4 三坐标雷达7.5 自动测角的原理和方法主要参考文献第8章运动目标检测及测速8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD)8.7 自适应动目标显示系统8.8 速度测量主要参考文献第9章高分辨力雷达9.1 高距离分辨力信号及其处理9.2 合成孔径雷达(SAR)9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)9.4 阵列天线的角度高分辨力主要参考文献《雷达原理》第三版作品目录《雷达原理(第四版)》分为雷达主要分机及测量方法两大部分。
福建船政职院雷达操作与模拟器课件02自动雷达标绘仪(ARPA)-1绪论
SHM
两船保速保向时预计的视运动
VR
B
VT
A(目标）
V0
D
CPA C
DCPA O (本船) 图2-1-1人工标绘图
SHM 两船保速保向时预计的视运动
VR
B
VT
A(目标）
V0
D
CPA C
DCPA O (本船) 图2-1-1人工标绘图
人工标绘进行避碰的步骤
1、选择要进行标绘的相遇船回波（A） 2、监视该目标回波的移动 3、隔一定时间间隔（6min）标出B点 4、作图并求碰撞及航行参数 ① 碰撞参数： DCPA:最接近会遇距离 TCPA：到达最接近点的时间
② 航行参数：
◆目标船相对速度（REL SPD）、相对航向（ REL CRS）、真速度（TRUE SPD）和真航向（TRUE CRS） 5、CPA TCPA安全界限值（ MINCPA 、 MINTCPA ） ① MINCPA（CPA安全界限值） 允许目标安全通过本船所需要求的最小会遇距 ② MINTCPA（TCPA的安全界限值） 允许目标到达CPA点的最小时间
第一章 绪 论
第一章 绪论
1-1 普通船用雷达用于船舶避碰的局限性 1-2 ARPA系统的组成及各部分作用 1-3 ARPA系统的分类
第一章 教学目的要求
1、掌握普通船用雷达用于船舶避碰的方法 2、充分认识普通船用雷达用于船舶避碰的
局限性 3、了解ARPA的发展概况和基本类型 4、掌握ARPA系统的组成及各部分作用 5、 知道ARPA有哪些输入输出信息
人工标绘的局限性
1）费时（3——7分钟）、麻烦 2）不直观、不准确 3）难以应付复杂局面 2、真运动雷达用于船舶避碰
二、普通船用雷达用于船舶避碰的局限性
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功能：
截获： 雷达对目标进行跟踪 探测： 发现目标的行为与动作 测高： 确定空中目标的高度，一般用俯仰角。 寻的： 指自动定向，飞向指定点的动作 测绘： 系统的搜集数据并系统的显示出地表 侦察： 观测一个区域地形等信息
搜索： 搜索感兴趣的目标的行为。 测速，测距。 地物回避： 控制飞机的飞行高度和航向，使飞机以改变航线来 回避地面的高山等物体。 地形跟随： 控制飞机的飞行高度和航向，使飞机紧贴地面飞行。 跟踪： 连续检测目标的动作。
雷达的命名 命名：根据美国军用标准ASG和其修改本的规 定，军用电子设备和系统都得采用AN命名法。 AN/TPS-1D
军用 设备
安装 类型 用途 方式 （雷 （探测，
（机载， 固定等） 声纳
达，
识别等）
顺序 号
改进 的型 号
等）
雷达发展史上的重要人物
1864年麦克斯维（英） 1887年赫兹（德）
成熟期
－
雷 达 原 理
脉冲压缩雷达（Pulse Compression Radar） 为什么进行脉冲压缩？何时压缩？ 相控阵雷达（Phase Array Radar） 利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位 分布来实现波束在空间扫描，对付多目标，反应时 间短，可靠性高，抗干扰强（爱国者，铺路爪） 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar） 作用效果相当于长线阵天线同时收发，用人工合成 了等效孔径。 动目标显示雷达（Moving Target Indication Radar ） 多普勒效应
－
1903年赫尔斯迈耶（德）
1904年弗莱明（英），真空电子器件，麦克斯维的学生
1937年沃森•瓦特（英）
雷 1948年肖克莱（美）晶体三极管 达 原 林为干 理 毕德显
张直中 毛二可 王小谟 ………
雷达的研究初期，探索阶段（1864－1937） 赫兹实验，麦克斯维理论和赫尔斯迈耶的专 利，到沃森•瓦特设计了第一部雷达。 发展时期：二战后，雷达技术的重要发展归 于两个器件。
雷达侦察概述
1.雷达侦察的任务与分类 雷达侦察是获取雷达情报的主要手段，其基 本任务是：利用装备有雷达侦察系统的侦察 卫星、电子侦察飞机、电子侦察船和地面侦 察战，对敌方的各种雷达辐射源进行不间断 的侦察，获取和检测有用的信息。
－
雷 达 原 理
3 角方向 如何测？ 用方向性天线来实现。 当接收信号最大时，天线所指 方向就是目标方向。 通过两个分离接收天线收到的 相差来测量。 单位：1度为16.7密位
q
接收机 相位比较器 接收机
4 高度测量
5 尺寸 若雷达具有足够的分辨率，它就能测量目标的 宽度和尺寸。 分辨率问题：距离分辨率和角度分辨率
－
雷 达 原 理
1.1.2 雷达的探测能力－雷达方程
－
雷 达 原 理
S1
S 2 S1 4 R 2
Pr Ae S 2 Rmax
G Pt 4 R 2
G
4 Ar
2
PGAr t (4 ) 2 R 4 PGAr 1/ 4 [ t 2 ] (4 ) S min
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 （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 （6）信号处理方式： 分集雷达，动目标显示雷达，合成孔径雷达 等。 （7）按天线的扫描方式： 机械扫描雷达，相控阵雷达，频扫雷达。
雷达的典型组成
收发转 发开关 目标
－
雷 达 原 理
发射机
接收机
显示器
1.1 雷达的任务
－
雷 达 原 理
1.1.1雷达回波中的可用信息 1 距离 如何测？ 通过测量往返信号的时间差， 可以测出距离
R Ctr / 2
需要思考的问题 距离分辨率与什么有关系？ 误差？ 测距单位 1微秒＝0.15公里
第一章 雷达概述
电磁波
变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场
随机热运动，所有物体都辐射电磁波能量，包括：无线
电波、光、热辐射 波长不同
雷达辐射的电磁波：
强电流激励调谐回路，向空间传播交变的电磁能量，高
频正弦波
电磁波在介质中传播，遇到什么样的物体会产生二次辐射？ 电性能与传播介质不同 目标点产生的二次辐射与原来的电磁波叠加会产生什么情况？ 反射 如果目标的尺寸远大于电磁波波长，且其表面非常平滑，电磁波的传播 方向改变，入射角等于反射角。 散射 如果目标的尺寸远大于电磁波波长，但其表面粗糙，各单元的二次辐射 的指向不同，强度与分布极不均匀。 绕射 如果目标的尺寸远小于电磁波波长，使电磁波连续弯折绕过目标，朝其 背后继续传播 谐振 如果目标的尺寸接近电磁波波长，特别是目标是一个导体，其指向与电 磁波的电矢量方向平行，相当于一个电偶极子在电磁波强迫振动下产生 的二次辐射，形成了特殊的天线效应
1.2 雷达的基本组成
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雷 达 原 理
发射机 天线 接收机 数据采集 显示 信号处理 控制系统 通讯系统
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雷 达 原 理
雷达原理框图
雷达发射机
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雷 达 原 理
使用器件 真空电子管发射机
晶体管固态发射机
工作方式 单级振荡式发射机
主振放大式发射机
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雷 达 原 理
无线电磁波的特征
传播速度： 真空中，无线电磁波以光速传播 传播方向：
与电场和磁场方向垂直（右手法则，E => H）。遇到反
射体时，方向反向 功率密度： 电磁波的平均强度
电磁波强度：在垂直于传播方向的平面内，每秒通过单位面积的
能量。 接收功率 = 电磁波功率密度 天线孔径面积
1895 Roentgen 发现X 射线 1897 Thomson 证明了阴极射线为负电荷 1900 Planck 引入了光能量的量子化 1905 Einstein 发现了光电效应 1925 Davissom, Germer, Thomson 发现了电子有波动性
雷达的主要参数
1.5电子战与军用雷达的发展
1.5.1电子战的科学定义
电子战（EW）： 敌我双方利用无线电电子装备或器材所进行的电磁信息斗争， 电子战包括电子对抗和电子反对抗。 传统电子战： 电子对抗（ECM）： 为了探测敌方无线电电子装备的电磁信息，削弱或破坏其使 用效能所采取的一切战术、技术措施。 包括电子侦察、干扰、隐身、摧毁。 电子反对抗（ECCM）： 在敌方实施电子对抗条件下保证我方有效的使用电磁信息所 采取的一切战术、技术措施。 包括电子反侦察、反干扰、反隐身、反摧毁。
S波段（2－4GHz） 中距离的警戒雷达（S波段的低端）和跟踪雷 达（S波段的高端）C波段（4－8GHz） 常用于武器制导和导航 中程气象雷达可以采用此波段
X波段（8－12.5GHz） 跟踪雷达和民用雷达的常用波段 雷达体积小，重量轻，波瓣窄，适于移动。 如下大雨将被大大削弱。 Ku，K和Ka波段（12.5－40GHz） 作用距离短，高分辨率 此波段高频器件能产生的功率不大。
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雷 达 原 理
如何解决？ 脉冲压缩雷达（PCR） 合成孔径技术（SAR）
6 形状
通过获得的距离和横向距离，同时雷达绕着物体旋 转或者物体绕雷达选择确定物体形状。 不同极化波的散射场可以得到物体对称性的信息。 表面粗糙度是一个相对值，取决于照射的波长。 可以变频，观测目标反射由镜面反射到漫反射的转 折点。
雷达回波中的可用信息
斜距 角度： 方位角和俯仰角（高低角） 径向速度
目标特征：
大小；形状；表面粗糙度；介电特性
雷达回波中的可用信息
斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
a （q） 俯仰角 b （j）
方位角 径向速度 vr
R D
P H B
目标
vr
b
O 雷达
a
正北
Object (rather than Target) Scatter (rather than Reflect)
毫米波波段（40－300GHz）
目前为止，没有运行在Ku波段以上的雷达，
毫米波雷达之适用于无大气衰减或者近程 中。 激光频率（红外，可见和紫外），具有良 好的角度和距离分辨率。 不能用于大空域的警戒。
频段总结
1.4 雷达的应用和发展
1.1 雷达的任务 什么是雷达？ 雷达 radar － —radio detection and ranging 雷 二次辐射、转发和固有辐射 达 原 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射来探测 理 目标，获取目标空间坐标、速度、特征等信息的一种 无线电技术，相应的设备称为雷达站或雷达机，简称 雷达
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雷达原理
雷 达 原 理
四川大学电子信息学院 杨晓庆
课程简介
课程内容： 雷达技术基础、主要雷达介绍