机载雷达
机载预警雷达概论
机载预警雷达概论机载预警雷达概论一、预警机在现代信息化战争中的地位和作用1. 预警机是一种装有远距离搜索雷达、数据处理、敌我识别以及通信导航、指挥控制、电子对抗等完善的电子设备，集预警、指挥、控制、通信和情报于一体，用于搜索、监视与跟踪空中和海上目标，并指挥、引导己方飞机执行作战任务的作战支援飞机[1]。
2. 预警机于第二次世界大战结束时问世，曾被用于越南战争，但直到上世纪八十年代初中东战争中的“贝卡谷地”之战，预警机创造了一边倒的军事奇迹，才受到世界军事强国的密切关注。
1982年6月6日，以色列90架战斗机在E-2C预警机的指挥下，向黎巴嫩贝卡谷地发起进攻。
E-2C预警机先敌发现前来支援的近百架叙利亚战斗机，适时干扰、遮断它们与地面指挥部的联系，以损失1架战斗机的代价，一举击落、击伤叙利亚战斗机79架和7架。
3. 预警机已成为军队信息化的重要标志，是现代战争整个作战体系的神经中枢。
1991年海湾战争期间，美国动用了27架E-2C和11架E-3预警机参战。
E-2C预警机出动1183架次，飞行4700小时，用于预警和通信中继。
E-3预警机共出动448架次，飞行5546小时，指挥控制各型飞机9万架次的飞行。
由于空战中有预警机指挥控制，以美国为首的多国部队未损失1架参战飞机，伊拉克飞机则被击落40余架[1]。
二、世界现役主要预警机及其机载雷达介绍4. 美国E-2C ，中高空目标探测距离480km，低空目标探测距离270km，可在复杂背景中同时跟踪300个目标，引导己方数十架飞机实施拦截。
︒“鹰眼”预警机。
它是目前世界上最先进的舰载预警机，1968年开始研制，1973年交付使用，主要任务是掌握空情，对进犯的战斗机和导弹进行预警，配合航空母舰或地面指挥所完成对己方战斗机的作战指挥。
E-2C预警机先后使用了AN/APS-138、139和145三种型号的监视雷达，工作在超高频（UHF）波段，具有对空、对海、对地三种工作方式，方位覆盖3605. 美国E-3 ，小型低空目标探测距离300km，大型高空目标探测距离600km，可在复杂背景中同时跟踪600个目标，引导己方上百架飞机实施拦截，并具有良好的对抗各种人为干扰的能力。
《机载气象雷达》课件
军事应用
战场气象监测
在军事领域，机载气象雷达可用于战场气象监测，为军事行动提供实时、准确的 气象数据。
目标识别与定位
机载气象雷达还可以结合其他传感器，对地面目标进行识别和定位，为打击和作 战计划提供支持。
03
机载气象雷达的发展历程
早期发展
雷达技术的起源
雷达技术的起源可以追溯到20世纪初 ，当时主要用于军事侦察和目标跟踪 。
气象雷达的初步探索
机载气象雷达的萌芽
随着航空工业的发展，机载气象雷达 开始进入人们的视野，但技术尚不成 熟。
在早期，气象雷达主要用于气象观测 和天气预报，而并非用于航空领域。
现代技术进步
硬件设备的改进
现代机载气象雷达采用了更先进的雷达发射和接收系统，提高了 探测精度和范围。
软件算法的提升
通过不断优化软件算法，机载气象雷达能够更准确地识别和解析气 象目标。
数据保护
采取加密措施，防止雷达数据被非法获取和篡改 。
物理防护
对雷达硬件进行加固和保护，以应对极端天气和 机械冲击等安全威胁。
05
机载气象雷达的未来趋势
技术融合
雷达技术与通信技术融合
01
实现雷达数据的高速传输和实时共享，提高气象预报的准确性
和时效性。
雷达技术与人工智能技术融合
02
利用人工智能算法对雷达数据进行自动化处理和解析，提高气
工作原理
01
02
03
发射信号
机载气象雷达通过发射高 频电磁波信号，遇到目标 物（如降水区、云层等） 后反射回来。
接收反射信号
雷达接收器接收反射回来 的信号，并对其进行处理 。
数据分析
处理后的数据经过分析， 可以生成气象图像和相关 数据，供飞行员参考。
《机载激光雷达》课件
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，机载激光雷达技术将不断向更高精 度、更高效率、更安全可靠的方向发展。
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《机载激光雷达》PPT课件
目 录
• 机载激光雷达简介 • 机载激光雷达技术 • 机载激光雷达应用案例 • 机载激光雷达的挑战与未来发展
01 机载激光雷达简 介
定义与特点
总结词
机载激光雷达是一种集激光测距、全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（ IMU）于一体的遥感技术。
详细描述
机载激光雷达通过向地面发送激光脉冲并接收反射回来的信号，能够获取高精 度的三维地形数据。它具有高分辨率、高精度、快速获取数据等优点，广泛应 用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
地震灾害评估
利用机载激光雷达技术，评估地震灾害对建筑物 和基础设施的影响，为灾后重建提供技术支持。
考古探测
遗址区地形测绘
通过机载激光雷达技术，获取遗址区高精度、高分辨率的地形数 据，为考古研究提供基础资料。
遗址区建筑物结构分析
利用机载激光雷达数据，分析遗址区建筑物的结构特点，为文物修 复和保护提供依据。
激光发射与接收
激光发射器根据不同的应用需求 ，发射不同波长的激光束，常见 的波长有近红外、中红外和远红
外等。
接收器通常使用光电倍增管或雪 崩二极管等光电传感器，用于接 收反射回来的光束，并将其转换
为电信号。
激光雷达通过测量反射回来的光 束与发射光束的时间差，计算出
目标的距离信息。
数据处理与分析
1
遗址区植物种类鉴定
通过分析机载激光雷达数据，鉴定遗址区植物种类，为环境考古和 生态研究提供数据支持。
04 机载激光雷达的 挑战与未来发展
机载预警雷达 工作参数
机载预警雷达工作参数
1. 工作频率：机载预警雷达的工作频率通常在X波段和S波段之间，具体频率取决于雷达的设计和应用需求。
2. 波束宽度：波束宽度是雷达天线发射和接收信号的角度范围。
较窄的波束宽度可以提供更高的分辨率，但需要更精确的波束控制。
3. 扫描范围：机载预警雷达的扫描范围通常涵盖360度全方位，以实现对周围环境的全面监测。
4. 分辨率：分辨率指的是雷达能够区分和识别目标的能力。
高分辨率雷达能够更好地区分不同目标并获取更详细的信息。
5. 抗干扰能力：机载预警雷达应具备一定的抗干扰能力，以应对电子战和通信干扰等环境中的挑战。
抗干扰能力取决于雷达的信号处理技术和硬件设计。
6. 探测距离：探测距离取决于雷达的发射功率、工作频率、目标特性和环境条件等因素。
机载预警雷达通常具有较远的探测距离，以提供足够的预警时间。
7. 数据处理能力：机载预警雷达收集的数据量庞大，需要具备高效的数据处理能力，包括信号处理、目标跟踪和数据融合等功能。
8. 可靠性：对于机载预警雷达而言，可靠性至关重要，以确保在各种环境和条件下都能可靠地运行并提供准确的预警信息。
这些参数共同决定了机载预警雷达的性能和适用性，根据实际应用需
求选择合适的参数对于提高预警雷达的整体性能具有重要意义。
机载气象雷达
WXR-700X等雷达五级彩色方案
降雨的 强度越 大,雷 达回波 就越强
反射系数 图 像 等 级 颜色
Z1
黑
Z2
绿
Z3
黄
Z4
红
Z5
紫
湍流
紫
降雨率
（mm/h） （英寸/小时）
＜0.76
＜0.03
0.76～3.81 0.03～0.15
3.81～12.7 0.15～0.5
12.7～50.8 0.5～2.0
机载雷达的气象回避
1将气象工作方式作为基本的工作方 式,结合使用湍流方式.
2应回避一切在屏幕上显现为红色和 紫色的区域.
3飞机不可进入雷暴云回波范围之内 的无回波区.
机载雷达的气象回避
4如果在两块雷暴云之间穿越时,两块雷暴 云回波之间的距离不应小于40 n mile.
5在巡航高度较高时,应经常下俯天线以保 持对低高度雷暴区的监视；在低高度飞 行时,则应经常上仰天线,以避免误入高层 雷暴区的下方.
二机载雷达的地形识别
1. 识别地形的基本原理 2. 地物与水面回波图象的特点 3. 发现航路上的山峰等障碍
气象雷达识别地形的本原理
地形的颜色表示
江、河、湖、海对雷达电波的反射能力 较差,其图像用代表水面的绿色或青色表 示；
一般陆地的反射能力稍强,以黄色模仿大 地的颜色；
大型城市中的工矿企业及大型桥梁含有 大量的金属结构,其反射能力较强,以红色 或紫色图像来表示
4机载气象雷达可用于观察飞机前 下方的地形,以及用作雷达导航信标 等.
运七100的PRIMUS－90型气象雷达由天线、 收发机、控制显示三件组成
收发机及天线位置图
机载气象雷达的屏幕
机载气象雷达工作原理
机载气象雷达工作原理机载气象雷达的工作原理如下：雷达的英文是Radar，实际上是“无线电探测和测距”（Radio Detecting And Ranging）的缩写。
现代机载雷达使用的是工作在X波段的频率。
这种波束经过特殊设计，既可以穿透中雨，又能探测背后的强降雨，符合飞行员对天气的确认和绕飞标准的要求。
水分子的反射率是雷达工作原理中的关键因素。
雷达反射回波的强度与水滴的大小、构成和数量有关。
冰晶反射的雷达能量极少，水（雨）是极佳的雷达波反射体。
例如，水滴的回波强度比同样大小的冰粒大五倍。
对于机载气象雷达而言，它只能探测含水（降雨）量的多少，然后根据反射率通过不同的颜色等级反馈到飞机的ND上进行显示。
雷暴由不同反射特征的三部分云体组成。
底部云体在冻结高度以下，由液态的降水（雨）组成，是整个雷暴反射率最强的部分。
中间部分的云体是在冻结高度（0°C）以上，直到温度降为﹣40°C的高度为止。
这部分的云体中包含冰晶和过冷水滴。
过冷水滴有中度的反射率，但这部分的反射能量会因冰晶的出现而损失。
因此，雷达在此高度以上的能探测到的东西很少。
气象雷达探测的这部分的顶部，也就是我们常说雷暴的“湿顶”或“雷达顶”。
机载气象雷达通过发射一定波长的电磁波，并监测其遇到障碍物后返回的信号，来探测天气情况。
在气象雷达系统中，发射机产生高频电磁波，通过收发转换开关传送给天线，再由天线将其辐射到空间中。
这些电磁波在传播过程中遇到雨水、云雾等气象目标后会发生反射，反射回波被接收机接收后处理生成相应的视频图像。
通过分析这些图像，可以判断出天气状况、风向、风速等信息。
气象雷达主要用于探测航路上的降水、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象条件，以保障飞行安全。
不同型号的气象雷达所包含的组件可能不同，他们在各型飞机上的配置也有多种形式。
较为先进的气象雷达将收发机、控制盒、驱动机构、天线以及波导管集成为一个天线收发机机构，省去了波导管的传输，减少了信号失真，降低了维护难度。
2024年机载着陆雷达市场分析现状
2024年机载着陆雷达市场分析现状1. 简介机载着陆雷达是一种用于飞机着陆时提供导航和安全辅助的雷达系统。
它能够提供实时的地形和障碍物信息，帮助飞行员准确地判断飞机的位置并确保安全着陆。
本文将对机载着陆雷达市场的现状进行分析。
2. 市场规模根据市场调研数据显示，全球机载着陆雷达市场在过去几年中保持了稳定的增长态势。
预计到2025年，全球机载着陆雷达市场规模将达到XX亿美元。
3. 市场驱动因素3.1 飞行安全需求随着航空业的快速发展，飞行安全成为了航空公司和机组人员最重要的考虑因素之一。
机载着陆雷达作为飞行安全辅助系统的重要组成部分，受到了广泛的关注和需求。
3.2 新技术的引入随着雷达技术的不断发展和进步，机载着陆雷达也在不断引入新的技术。
例如，有些新一代机载着陆雷达采用了高分辨率的地貌图像处理和传感技术，可以更准确地识别和显示地形和障碍物信息。
3.3 航空业的增长随着全球航空业的增长，飞机数量和使用频率也在不断增加。
这促使需求增加了对于安全着陆系统和技术的需求，进一步推动了机载着陆雷达市场的增长。
4. 市场竞争格局目前，全球机载着陆雷达市场呈现出较为集中的竞争格局。
主要的竞争对手包括：•順張科技有限公司•沈阳飞机機电工業有限公司•Thales公司•惠普公司•罗克韦尔某某公司这些公司在产品技术研发能力和市场份额方面处于领先地位。
5. 市场趋势5.1 全球化合作为了在机载着陆雷达市场上保持竞争优势，越来越多的公司开始进行全球化合作。
合作可以带来技术和市场的互补优势，共同开发新的产品和解决方案。
5.2 无线通信技术的应用随着无线通信技术的迅速发展，越来越多的机载着陆雷达开始采用无线通信技术，实现数据的实时传输和共享。
这大大提高了飞行安全的水平和飞行员的工作效率。
5.3 智能化和自动化发展随着人工智能和自动化技术的不断发展，机载着陆雷达也朝着智能化和自动化方向迈进。
例如，一些先进的着陆雷达已经具备了自动识别和评估着陆区域的能力，减少了人为的干预和风险。
机载激光雷达参数
机载激光雷达参数
机载激光雷达（Airborne LiDAR）是一种高精度三维数据采集设备，可以用于地形测量、地表覆盖分类、建筑物地物提取等多个领域。
下面将对机载激光雷达的主要参数进行详细介绍。
1. 激光发射参数
（1）激光波长：机载激光雷达一般采用近红外波段，波长在800-1064nm之间。
（2）激光脉冲频率：指激光束发出的脉冲数，一般在1-50kHz之间。
2. 接收器参数
（1）接收器视场角：指接收器能够接受的激光束角度范围，通常在30-60度之间。
（2）接收器灵敏度：指接收器的信号增益，一般以电子伏特（V）表示。
（3）接收器噪声：指接收器在没有信号时的最小输出值，正常情况下要小于1个光子。
3. 扫描参数
（1）扫描方式：机载激光雷达主要有两种扫描方式，一种是机械扫描，另一种是固态扫描。
机械扫描一般采用旋转镜头的方式改变激光束的方向，而固态扫描利用微镜片或者转换器件快速切换激光束方向。
（2）扫描速度：机载激光雷达的扫描速度通常在10-50Hz之间。
4. 定位参数
（1）定位系统类型：机载激光雷达的定位系统通常采用GPS、IMU等。
（2）定位精度：指机载激光雷达采集的数据对应的位置精度，通常在10cm以内。
5. 数据处理参数
（1）数据格式：机载激光雷达数据格式通常为LAS或ASCII格式。
（2）能量密度：指激光雷达扫描的数据点密度，一般在1-30点/m2之间。
（3）分辨率：指数据采集的最小细节尺寸，一般在10-50cm之间。
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雷达是无线点检测与定位的简称。
随着电子技术的发展，雷达技术从开始单一防空设备迅速扩展到侦察、火力控制、空中交通管理、遥感、天文、地质等军用和民用领域。
雷达在飞行器上的应用也有很多种。
通过这学期的学习，我对雷达有了一定的了解。
六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。
其中，军用机载雷达占大多数。
现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。
军用机载雷达是30 年代诞生的。
当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。
二战期间，有了空对地轰炸、空对空火控、敌我识别、无线电高度、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。
它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。
当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。
90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。
雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。
雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。
发射机通常使用功率行波管。
天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。
信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。
机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。
雷达的可靠性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。
雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。
90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。
军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确
化。
21世纪军用飞机的航行、探测与识别目标、隐蔽自身、精确攻击、战果确认等各个阶段都需要有更先进的雷达设备。
以相控阵技术为基础的多功能机载雷达可使未来的军用飞机履行多种类型的作战任务，使之成为多用途的军用飞机。
20世纪后半叶，以数字计算和大模集成电路为基础的电子技术得到飞速发展，为军用机载雷达跨进21世纪和实现重大转折奠定了技术基础。
雷达射频能量的产生、辐射、波束控制和接收将由传统的发射机、天线、接收机三大部件转变为数以百、千计的相位控制阵列的收发组件。
这种无需转动天线、可用计算机控制天线波束以及“柔性性能下降”特性，更适应多功能机载场合的需要。
随着工艺和技术水平的进一步提高，相控阵列还会向飞机机体的仿形阵和敏感蒙皮的方向发展，那将是机载雷达由目前的立体结构向面状分布的根本变化。
雷达的信号、数据等信息的处理将实现数字化和综合化。
不但雷达内部各种处理系统可以通过编程完成各项处理功能，而且航空电子系统可以把包括雷达在内的各电子设备的信息处理综合在一起，由统一的处理机来处理。
未来，雷达的可靠性和可维修性将有根本的改进。
虽然雷达的功能和性能都已不断发展与提高，但经过长期对可靠性改进、雷达测试设备和机内自检系统的研究，目前已使平均无故障工作时间达到200小时以上，外场平均修复时间降到20分钟。
相控阵雷达所具有的柔性性能下降特性还有可能使机载雷达逐步做到使用期内免修。
雷达的设计和研制方法已经发生很大的变化。
计算机在设计、制造、测试过程中取代了大量的人力。
雷达的标准化、系列化和组合（模块）化改变了传统的设计方法。
它将使机载雷达的设计量减少、研制周期缩短；零部件的通用性提高；雷达的发展已形成系列。
由于目前军用机载雷达已面临人为电子干扰、目标低空突防、遭受反辐射导弹攻击、目标隐身和高功率能束武器攻击等多种对抗环境，人们需要更多地研究与采用各种对抗措施。
未来的雷达研制工作将侧重系统研究和设计，按照用户的各项要求采用成熟的雷达技术和商用元器件与模块，并用较短时间制成所需的产品。
若综合应用上述已取得或正在取得的高新技术成果，未来军用机载雷达将会普遍采用脉冲多普勒系统，以具备下视能力；具有多目标探测、识别和攻击能力，以对付多个目标；同时具有地形跟随与地形回避能力，以超低空突防；具有合成
孔径和逆合成孔径能力，以具备高分辨能力；采用无源或有源相控阵天线，以具备多功能、高可靠性等超级能力；采用毫米波、红外与激光探测跟踪器，以适应特殊要求；具有风切变探测能力，以确保飞机着陆时的安全。
21世纪的军用机载雷达还会继续探索并解决一系列新概念、新课题，以对付隐身目标、抑制干扰、识别敌我、充分利用电磁信息的能力。
军用机载雷达将会发展成一个以微波雷达为主体、集多频段探测器为一体，进行多传感器数据融合的集成系统；将是一个低截获概率的、能探测隐身目标的探测系统；将具备自适应对抗各种人为电子干扰、抗击反辐射武器和高功率束射武器能力的探测系统；将具备远距离识别敌方目标、二维高分辨能力的探测系统；将是一个利用机身和机翼外表仿形安装的共形阵探测系统或敏感蒙皮系统。
雷达不仅仅在局限于现在所应用的领域，或者说作用不仅仅拥有现在能达到的功能，我认为雷达的形状在不久的未来会有很大改观，虽然我们了解的只是一些关于雷达的皮毛，但基本的原理正如我们以前了解的那样，发射雷达和接受雷达，大部分的雷达形状呈圆形，其主要目的是广域发射雷达，和广域接受雷达。
这么做的目的是为提高雷达的探测区域，当然就像我们知道的简单道理一样，在提高某一种作用的同时，必然会消弱另一种所具备的功能，就是雷达探测的精准度，如果我们改变雷达的外形改变雷达的发射区域，必然会有目的性的提高探测的精准度，就不会出现圆形雷达的广域探测不精准的问题，同时我预测雷达曲面的排布角度同样能对雷达的发射重叠效果争强，能对探测的物体探测更加准确，不仅降低了错误的概率，同时减少了很多不必要的麻烦，减少浪费其他资源的效力。
现在我们要好好努力学习科学文化知识，为祖国的雷达改进多一份力。
飞机机载设备
院系：材料科学与工程学院
班级：94110102
学号：2009041101040
姓名：孙瑞婷。