雷达系统导论概述
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《现代雷达系统理论》课件
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。
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。
雷达系统导论5
雷达系统导论5五、时空二维处理1．运动平台雷达杂波及TACCAR 、DPCA当雷达安装在运动平台上(如舰船、飞机)时，这时发现杂波中的运动目标较雷达固定时要困难的多。
此时杂波的多普勒频率不再处于零频处，并随平台的速度、天线方位及仰角而变化。
因此对消杂波的凹口不能固定，且必须是变化的。
平台运动对杂波频谱主要有两个影响：a ．杂波中心频率偏移这取决于天线波束指向及平台速度：λφ00cos 2p d v f =式中p v 平台运动速度，0φ天线主波束指向与平台速度之间的方位夹角， λ雷达工作波长b ．杂波频谱展宽这取决于于天线波束宽度及平台速度：φφλ∆=∆0sin 2p d v f 式中φ∆为天线波束宽度当天线波束指向平台速度方向即000=φ时，杂波的多普勒频率最大而多普勒频谱的宽度最小。
当天线指向与平台速度方向垂直即0090=φ时，杂波的多普勒中心频率为零，但多普勒频谱展的最宽。
基于以上分析，平台速度的影响可分为两个分量：一个是沿着天线指向的方向，它使杂波多普勒频谱的中心频率移动，另一个是天线指向的法线方向，它使杂波多普勒频谱展宽。
这两个分量可用不同技术加以补偿。
运动平台上的动目标显示雷达称为AMTI(Airborne MTI)，虽然原意A 是指飞机上的意思，但目前此术语是指任何运动平台动目标显示雷达。
A ．杂波多普勒频移的补偿[3]p120获取杂波多普勒频移的方法：(1)在某些情况下，可利用装载雷达的平台速度及天线指向的先验知识，用开环控制的办法求补偿杂波的多普勒频移。
(主要适用于船载雷达)(2)可对一定距离间隔内接收的回波信号采样，直接测量杂波频率，采样距离间隔应选择得使杂波成为起主导作用的信号。
通常，对若干脉冲重复周期的采样距离间隔得出的数据进行平均处理以得到平均的多普勒频移，仅进行单次多普勒测量并接着进行补偿是不能满足雷达的整个距离的实际状况的。
现有两种补偿多普勒频率(杂波锁定)的方法：一种办法是改变相参振荡器(COHO)的频率以补偿杂波多普勒频率的移动，具体实现时可用将相参振荡器输出与频率可调振荡器混频的方法，并令频率可调振荡器的频率等于杂波的多普勒频率，如TACCAR 。
《雷达原理与系统》课件
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。
雷达系统导论2
雷达系统导论2二、目标距离的测量对单基地而言(发射机和接收机放在同一位置)，设电波在雷达与目标间往返一次所需时间为R t (即回波相对发射信号的延迟)，则目标至雷达的距离为：R ct R 21= 简单未调制的连续波雷达没有测距能力，这与其发射波形的频谱(带宽)较窄有关。
若必须测量距离，则在连续波载频上必须加上某些定时的标志，定时标志可以识别发射的时间和回波时间。
标志越尖锐、鲜明，则传输时间的测量越准确。
由傅里叶变换性质知：定时标志越尖锐，则发射信号的频谱越宽。
因此为了测量传输时间或距离，则必须发射一定宽度的频谱[3]p68。
利用调幅、调频或调相可展宽连续波发射信号的频谱。
根据雷达发射信号的不同，测定延迟时间通常可采用脉冲法、频率法和相位法。
根据雷达信号的形式，雷达主要分为：脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达。
此外还有脉冲多普勒雷达、噪声雷达、频率捷变雷达等。
1．脉冲法[1]p174~181 (脉冲雷达)常规脉冲雷达是幅度调制的一个例子，其发射波形是矩形脉冲，按一定的或交错的重复周期工作。
脉冲雷达的天线是收发共用的，这需要一个收发转换开关(简称为收发开关TR)和接收机保护器。
在发射时，收发开关使天线与发射机接通，并与接收机断开，以免高功率的发射信号进入接收机把高放或混频器烧毁。
接收时，天线与接收机接通，并与发射机断开，以免因发射机旁路而使微弱的接收信号受损失[1]p58~58。
距离分辨力是指同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分距离，它主要取决于雷达信号波形。
对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为[2]p480：Bc R 2=δ 式中c 为光速，B 为发射波形带宽当采用简单未编码的矩形脉冲(如图8)时，τ1=B ，其中τ为发射脉冲宽度，因此对于简单的脉冲雷达而言，2τδc R =，即脉冲越窄，距离分辨力越好。
测距范围包括最小可测距离和最大单值测距范围。
最小可测距离是指雷达能测量的最近目标的距离。
雷达原理与系统教学讲义
南宁 0°50‘ 湛江 0°44’ 海口 0°29‘ 拉萨 0°21’ 珠穆朗玛 0°19‘西沙群岛0°10‘曾母暗沙 0°24‘(东） 南沙群岛 0°35’(东） 乌鲁木齐 2°44'(东) 东沙群岛 1°05‘
雷达原理与系统教学
三、测速原理
当目标相对于RD运动后，出现△fD(回 波相对于发射ft 的频率偏移)，此时， 目标相对于RD的径向速度为：
角度采用度或密位表示, 其关系为：360度=6000密位 1度=16.7 密位 国外常用角度单位为弧度，度及毫弧度关系为：
1弧度=57度= 1000毫弧度 1毫弧度=0.057度
雷达原理与系统教学
注意：关于真北的概念及三北方向*
我国通用的标准方向有真子午线方向、 磁子午线方向和坐标纵轴方向，简称 为真北方向、磁北方向和轴北方向， 即三北方向。
雷达原理与系统教学
3．坐标纵轴方向：
在高斯平面直角坐标系中 ， 其每一投影带中央子午线的 投影为坐标纵轴方向，即轴 北方向。若采用假定坐标系 则坐标纵轴方向为标准方向 。 在同一投影带内，各点的坐 标纵轴线方向是彼此平行的 。
雷达原理与系统教学
三北之间的关系*
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
A=β+δ A=α+λ α=β+δ+λ
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
雷达原理与系统教学
真北是通过地面或图面上某点指向北地 极的方向，即经线（亦称子午线）所指 的北，磁北则是通过地面或地图上某点 指向北磁极的方向，由于磁极与地极并 不完全一致，所以磁北方向与真北方向 常有一定的夹角。这个夹角叫做磁偏角。
雷达原理与系统教学
三、测速原理
当目标相对于RD运动后，出现△fD(回 波相对于发射ft 的频率偏移)，此时， 目标相对于RD的径向速度为：
角度采用度或密位表示, 其关系为：360度=6000密位 1度=16.7 密位 国外常用角度单位为弧度，度及毫弧度关系为：
1弧度=57度= 1000毫弧度 1毫弧度=0.057度
雷达原理与系统教学
注意：关于真北的概念及三北方向*
我国通用的标准方向有真子午线方向、 磁子午线方向和坐标纵轴方向，简称 为真北方向、磁北方向和轴北方向， 即三北方向。
雷达原理与系统教学
3．坐标纵轴方向：
在高斯平面直角坐标系中 ， 其每一投影带中央子午线的 投影为坐标纵轴方向，即轴 北方向。若采用假定坐标系 则坐标纵轴方向为标准方向 。 在同一投影带内，各点的坐 标纵轴线方向是彼此平行的 。
雷达原理与系统教学
三北之间的关系*
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
A=β+δ A=α+λ α=β+δ+λ
+δ –γ
α
β A
1
2
三种方位角之间的关系
雷达原理与系统教学
真北是通过地面或图面上某点指向北地 极的方向，即经线（亦称子午线）所指 的北，磁北则是通过地面或地图上某点 指向北磁极的方向，由于磁极与地极并 不完全一致，所以磁北方向与真北方向 常有一定的夹角。这个夹角叫做磁偏角。
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。
14
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:
15
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
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
（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。
14
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:
15
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
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
雷达系统导论概述
2018/11/3 9
ICASSP – International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing IEEE SP Society主办，年会，3000页左右 ICSP – International Conference on Signal Processing 中国电子学会主办，每两年一届(偶数年)，2000页左右 NAECON – National Aerospace and Electronics Conference IEEE AES Society主办，每年一届 International Conference on HF Radio Systems & Techniques IET主办，每三年一届 International Conference on Antennas and Propagation IET主办，每两年一届 IEEE Antennas and Propagation International Symposium IEEE AP Society主办，年会 IGARSS – International Geoscience and Remote Sensing Symposium IEEE GRS Society主办，年会 SPIE Conference, Symposium on ….. SPIE召开的系列研讨会，目前已累积出版数千册 OCEANS – / IEEE OE Society，每年在美国与MTS (the Marine Technology Society) 合办一次会议，在亚太地区(奇数年)、欧洲(偶数年)单独举办一次。
国内期刊
电子学报、Chinese Journal of Electronics 中国电子学会 电子与信息学报、Journal of Electronics (China) 中科院电子所 通信学报 中国通信学会 宇航学报 中国宇航学会 航空学报 中国航空学会 微波学报 中国微波学会 系统工程与电子技术、Journal of System Engineering and Electronics 信号处理、电波科学学报、现代雷达、雷达与对抗、雷达科学与技术、 中国雷达、电子对抗、电子对抗技术、航天电子对抗、舰船电子对抗
ICASSP – International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing IEEE SP Society主办，年会，3000页左右 ICSP – International Conference on Signal Processing 中国电子学会主办，每两年一届(偶数年)，2000页左右 NAECON – National Aerospace and Electronics Conference IEEE AES Society主办，每年一届 International Conference on HF Radio Systems & Techniques IET主办，每三年一届 International Conference on Antennas and Propagation IET主办，每两年一届 IEEE Antennas and Propagation International Symposium IEEE AP Society主办，年会 IGARSS – International Geoscience and Remote Sensing Symposium IEEE GRS Society主办，年会 SPIE Conference, Symposium on ….. SPIE召开的系列研讨会，目前已累积出版数千册 OCEANS – / IEEE OE Society，每年在美国与MTS (the Marine Technology Society) 合办一次会议，在亚太地区(奇数年)、欧洲(偶数年)单独举办一次。
国内期刊
电子学报、Chinese Journal of Electronics 中国电子学会 电子与信息学报、Journal of Electronics (China) 中科院电子所 通信学报 中国通信学会 宇航学报 中国宇航学会 航空学报 中国航空学会 微波学报 中国微波学会 系统工程与电子技术、Journal of System Engineering and Electronics 信号处理、电波科学学报、现代雷达、雷达与对抗、雷达科学与技术、 中国雷达、电子对抗、电子对抗技术、航天电子对抗、舰船电子对抗
雷达原理及系统课件：hotz-雷达系统-第一章
目标的连续跟踪。
PART 06
Hotz-雷达系统的性能评 估
雷达系统性能指标
探测距离
指雷达能够探测到的 最远距离，通常以千 米为单位。
分辨率
指雷达区分两个相邻 目标的能力，通常以 角度、距离和速度来 表示。
精度
指雷达测量目标参数 的准确性，包括位置、 速度和姿态等。
抗干扰能力
指雷达在面对各种干 扰信号时的性能表现， 包括压制式干扰和欺 骗式干扰。
系统集成
将多个雷达系统集成在一起，实现信息共享和协同探测 ，提高整体性能。
ABCD
软件优化
通过改进雷达系统的信号处理算法，提高其抗干扰能力 和可靠性。
应用拓展
将Hotz-雷达系统应用于更多领域，如无人驾驶、无人机 侦察等，以满足不同需求。
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
2023-2026
目标跟踪与定位
目标跟踪算法
采用跟踪算法对检测到的目标进行连续跟踪，记录目标的运动轨迹。
数据关联与滤波
利用数据关联算法和滤波算法，对跟踪数据进行处理，减小测量误差 和干扰因素的影响。
目标定位
根据多个接收站接收到的信号，采用定位算法计算出目标的精确位置。
系统性能评估
根据实际应用需求，对Hotz-雷达系统的性能进行评估，包括探测距 离、定位精度、跟踪稳定性等指标。
天线
定向发送和接收电 磁波。
控制单元
控制雷达系统的运 行和操作。
Hotz-雷达系统的特点与优势
高精度测距和测速
利用电磁波的往返时间，计算 出目标物体的距离和速度。
抗干扰能力强
采用特定的编码和调制方式， 有效降低干扰的影响。
实时性强
PART 06
Hotz-雷达系统的性能评 估
雷达系统性能指标
探测距离
指雷达能够探测到的 最远距离，通常以千 米为单位。
分辨率
指雷达区分两个相邻 目标的能力，通常以 角度、距离和速度来 表示。
精度
指雷达测量目标参数 的准确性，包括位置、 速度和姿态等。
抗干扰能力
指雷达在面对各种干 扰信号时的性能表现， 包括压制式干扰和欺 骗式干扰。
系统集成
将多个雷达系统集成在一起，实现信息共享和协同探测 ，提高整体性能。
ABCD
软件优化
通过改进雷达系统的信号处理算法，提高其抗干扰能力 和可靠性。
应用拓展
将Hotz-雷达系统应用于更多领域，如无人驾驶、无人机 侦察等，以满足不同需求。
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
2023-2026
目标跟踪与定位
目标跟踪算法
采用跟踪算法对检测到的目标进行连续跟踪，记录目标的运动轨迹。
数据关联与滤波
利用数据关联算法和滤波算法，对跟踪数据进行处理，减小测量误差 和干扰因素的影响。
目标定位
根据多个接收站接收到的信号，采用定位算法计算出目标的精确位置。
系统性能评估
根据实际应用需求，对Hotz-雷达系统的性能进行评估，包括探测距 离、定位精度、跟踪稳定性等指标。
天线
定向发送和接收电 磁波。
控制单元
控制雷达系统的运 行和操作。
Hotz-雷达系统的特点与优势
高精度测距和测速
利用电磁波的往返时间，计算 出目标物体的距离和速度。
抗干扰能力强
采用特定的编码和调制方式， 有效降低干扰的影响。
实时性强
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IRS – International Radar Symposium 德国、波兰轮流主办，年会 EUSAR – European Conference on Synthetic Aperture Radar 德国主办，每两年一届(偶数年)，2008年第七届 APSAR – Asia and Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar 中、日、韩、澳大利亚、新加坡轮流主办，每两年一届，2007/2009 全国雷达学术年会（2008年第十届、2010年第十一届）
相对于媒质，波源和观察者都不动的情况 设波长0 是波源相对于媒质静止时，单位时间波在媒质中
传播距离，则
fR fs f
u
0
15
2018/11/3
相对于媒质，波源不动，观察者以速度 vR 向着波
性等
目标特性：目标散射区、RCS起伏模型等
2018/11/3 2
《雷达系统导论》概述
雷达体制：主要有
动目标显示MTI — Moving Target Indicator 动目标检测MTD — Moving Target Detector 脉冲多普勒PD — Pulse Doppler 合成孔径雷达SAR — Synthetic Aperture Radar 逆合成孔径雷达ISAR — Inverse Synthetic Aperture Radar 超视距雷达OTHR — Over-The-Horizon Radar 机载预警(AEW)雷达 — Airborne Early Warning Radar
2018/11/3
1
《雷达系统导论》概述
《雷达系统导论》课程的讲述一般基于几个方面展开：
总体方面——雷达方程：对雷达总体性能进行估算，涉及
到如下参数：
硬件系统：收发天线增益、接收机灵敏度、中频带宽等 软件系统：信号处理方法(相参否？)、检测方法门限等 传播通道：工作频率、传播特性、空间介质特性、杂波特
国内期刊
电子学报、Chinese Journal of Electronics 中国电子学会 电子与信息学报、Journal of Electronics (China) 中科院电子所 通信学报 中国通信学会 宇航学报 中国宇航学会 航空学报 中国航空学会 微波学报 中国微波学会 系统工程与电子技术、Journal of System Engineering and Electronics 信号处理、电波科学学报、现代雷达、雷达与对抗、雷达科学与技术、 中国雷达、电子对抗、电子对抗技术、航天电子对抗、舰船电子对抗
雷达信号检测：噪声及杂波统计特性、匹配滤波、假设检
验、CFAR — 本科《随机信号分析》、《雷达系统仿 真》、硕士《信号检测理论》
雷达波形设计：模糊函数、脉冲压缩信号 — 硕士《雷达
信号理论与应用》
空时二维自适应处理：时域杂波对消、空域旁瓣对消、
STAP — 硕士《阵列信号处理》
极化信号处理：Poincare极化球、极化散射矩阵
2018/11/3 10
学术期刊
国际期刊
IEEE Transactions, Magazine, Letters: Proceedings of the IEEE IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems IEEE Aerospace and Electronic System Magazine IEEE Transactions on Antennas and Propagation IEEE Antennas and Propagation Magazine IEEE Transactions on Signal Processing IEEE Signal Processing Magazine IEEE Signal Processing Letters IEEE Transactions on Information Theory IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing IEEE Journal of Oceanic Engineering IET(IEE): IEE Proceedings – Radar, Sonar and Navigation (至2006年) IET Radar, Sonar and Navigation (从2007年起) Electronics Letters
2018/11/3 7
中国CIE – The Chinese Institute of Electronics (1962) 中国电子学会无线电定位技术分会(雷达分会)
法国SEE – Societe Des Electriciens Et Des Electronic发射机、接收机、激
励器、信号处理机、态势显示器等。主要介绍各分系统的 特点、实现方式及主要性能指标等。
2018/11/3 3
《雷达系统导论》概述
软件方面——信号处理： 雷达定位原理及实现：测距、测速、测角 — 本科《电子
系统》、硕士《时间序列分析与谱估计》《无线电测向原 理与技术》《雷达系统建模与仿真》
2018/11/3
8
学术会议
ICR – International Conference on Radar 国际系列雷达年会，由中、英、日、法、美依次轮流主办，每年一届。 从2003年起澳大利亚(CSSIP：Cooperative Research Centre for Sensor Signal and Information Processing)替代日本。 IEEE Radar Conference 美国雷达年会，IEEE AES Society主办，年会
学术团体
美国IEEE – The Institute of Electrical and Electronic Engineers (1963) ，会员30余万 地理(Region)：十个区域，300多个分会，IEEE Harbin Section已成立。 专业学会(Society)：39个，涉及雷达的主要有 IEEE Aerospace and Electronic Systems Society IEEE Antennas and Propagation Society IEEE Geoscience and Remote Sensing Society IEEE Oceanic Engineering Society IEEE Signal Processing Society 英国IET – The Institution of Engineering and Technology (2006) ，会员15余万 由英国电气工程师学会IEE和英国企业工程师学会IIE组成。
2018/11/3
vR
表示观察者相对 于媒质朝向波源 的运动速度
14
波源的频率 f s ：单位时间内波源振动的次数或发出的“ 完整波”的个数； 观察者接收到的频率 f R ：观察者在单位时间内接收到的 振动数或完整波的个数； 波的频率 f ：媒质质元在单位时间内振动的次数或单位时间 内通过媒质质元某点的完整波的个数。 波速为 u ：波在介质中单位时间内相位传播的速度。
日本IEICE – The Institute of Electronics Information and Communication Engineers 美国SPIE – The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (1955) 国际光学工程学会
2018/11/3 4
《雷达系统导论》概述 课程安排(共36学时) ：32讲授/讨论+4实验 袁教授：
绪论 (4学时) 雷达方程 (6学时) 接收机 (4学时) 高频地波超视距雷达 (2学时)
2018/11/3 5
《雷达系统导论》概述
我讲授内容： 测速——引入多普勒效应、相参积累、正交双通道处理、
《雷达系统导论》概述
RADAR (RAdio Detection And Ranging) 无线电探测与测距：用无线电方法发现目标并测定它们在空间 的位置，因此雷达也称为“无线电定位”（二维地面/海面、三 维空间）。相应地，我国的雷达分会称为中国电子学会无线电 定位技术分会(网址：)。 雷达基本任务：发现目标并测量其距离、角度(方位和仰角)、 速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息(如目标识别 等)。可以概括为：探测、定位、成像、识别。
2018/11/3 12
测速原理——多普勒效应
重点强调：相对运动
2018/11/3
13
多普勒效应的一般性分析
例子：当鸣笛的火车开向站台，站台上的观察者听到的笛声变尖，即 频率升高；相反，当火车离开站台，听到的笛声频率降低。
三要素：
波源、介质、观察者
约定
vs
表示波源相对于媒质朝 向观察者的运动速度
2018/11/3 11
国际期刊
其他: Signal Processing EURASIP Journal on Advances in Signal Processing Radio Science International Journal of Electronics International Journal of Remote Sensing
直接中频采样及数字正交化 (4学时)
测距——脉冲雷达、FMCW雷达、调相连续波雷达 → 脉 冲压缩、匹配滤波、模糊函数 (6学时) 杂波抑制——MTI、PD雷达、延时线对消器 → STAP (4学时) 测角——DBF、单脉冲法及其改进型 → 空间谱估计 (2学时)
2018/11/3 6
主要的学术团体、会议及期刊
2018/11/3 9
相对于媒质，波源和观察者都不动的情况 设波长0 是波源相对于媒质静止时，单位时间波在媒质中
传播距离，则
fR fs f
u
0
15
2018/11/3
相对于媒质，波源不动，观察者以速度 vR 向着波
性等
目标特性：目标散射区、RCS起伏模型等
2018/11/3 2
《雷达系统导论》概述
雷达体制：主要有
动目标显示MTI — Moving Target Indicator 动目标检测MTD — Moving Target Detector 脉冲多普勒PD — Pulse Doppler 合成孔径雷达SAR — Synthetic Aperture Radar 逆合成孔径雷达ISAR — Inverse Synthetic Aperture Radar 超视距雷达OTHR — Over-The-Horizon Radar 机载预警(AEW)雷达 — Airborne Early Warning Radar
2018/11/3
1
《雷达系统导论》概述
《雷达系统导论》课程的讲述一般基于几个方面展开：
总体方面——雷达方程：对雷达总体性能进行估算，涉及
到如下参数：
硬件系统：收发天线增益、接收机灵敏度、中频带宽等 软件系统：信号处理方法(相参否？)、检测方法门限等 传播通道：工作频率、传播特性、空间介质特性、杂波特
国内期刊
电子学报、Chinese Journal of Electronics 中国电子学会 电子与信息学报、Journal of Electronics (China) 中科院电子所 通信学报 中国通信学会 宇航学报 中国宇航学会 航空学报 中国航空学会 微波学报 中国微波学会 系统工程与电子技术、Journal of System Engineering and Electronics 信号处理、电波科学学报、现代雷达、雷达与对抗、雷达科学与技术、 中国雷达、电子对抗、电子对抗技术、航天电子对抗、舰船电子对抗
雷达信号检测：噪声及杂波统计特性、匹配滤波、假设检
验、CFAR — 本科《随机信号分析》、《雷达系统仿 真》、硕士《信号检测理论》
雷达波形设计：模糊函数、脉冲压缩信号 — 硕士《雷达
信号理论与应用》
空时二维自适应处理：时域杂波对消、空域旁瓣对消、
STAP — 硕士《阵列信号处理》
极化信号处理：Poincare极化球、极化散射矩阵
2018/11/3 10
学术期刊
国际期刊
IEEE Transactions, Magazine, Letters: Proceedings of the IEEE IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems IEEE Aerospace and Electronic System Magazine IEEE Transactions on Antennas and Propagation IEEE Antennas and Propagation Magazine IEEE Transactions on Signal Processing IEEE Signal Processing Magazine IEEE Signal Processing Letters IEEE Transactions on Information Theory IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing IEEE Journal of Oceanic Engineering IET(IEE): IEE Proceedings – Radar, Sonar and Navigation (至2006年) IET Radar, Sonar and Navigation (从2007年起) Electronics Letters
2018/11/3 7
中国CIE – The Chinese Institute of Electronics (1962) 中国电子学会无线电定位技术分会(雷达分会)
法国SEE – Societe Des Electriciens Et Des Electronic发射机、接收机、激
励器、信号处理机、态势显示器等。主要介绍各分系统的 特点、实现方式及主要性能指标等。
2018/11/3 3
《雷达系统导论》概述
软件方面——信号处理： 雷达定位原理及实现：测距、测速、测角 — 本科《电子
系统》、硕士《时间序列分析与谱估计》《无线电测向原 理与技术》《雷达系统建模与仿真》
2018/11/3
8
学术会议
ICR – International Conference on Radar 国际系列雷达年会，由中、英、日、法、美依次轮流主办，每年一届。 从2003年起澳大利亚(CSSIP：Cooperative Research Centre for Sensor Signal and Information Processing)替代日本。 IEEE Radar Conference 美国雷达年会，IEEE AES Society主办，年会
学术团体
美国IEEE – The Institute of Electrical and Electronic Engineers (1963) ，会员30余万 地理(Region)：十个区域，300多个分会，IEEE Harbin Section已成立。 专业学会(Society)：39个，涉及雷达的主要有 IEEE Aerospace and Electronic Systems Society IEEE Antennas and Propagation Society IEEE Geoscience and Remote Sensing Society IEEE Oceanic Engineering Society IEEE Signal Processing Society 英国IET – The Institution of Engineering and Technology (2006) ，会员15余万 由英国电气工程师学会IEE和英国企业工程师学会IIE组成。
2018/11/3
vR
表示观察者相对 于媒质朝向波源 的运动速度
14
波源的频率 f s ：单位时间内波源振动的次数或发出的“ 完整波”的个数； 观察者接收到的频率 f R ：观察者在单位时间内接收到的 振动数或完整波的个数； 波的频率 f ：媒质质元在单位时间内振动的次数或单位时间 内通过媒质质元某点的完整波的个数。 波速为 u ：波在介质中单位时间内相位传播的速度。
日本IEICE – The Institute of Electronics Information and Communication Engineers 美国SPIE – The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (1955) 国际光学工程学会
2018/11/3 4
《雷达系统导论》概述 课程安排(共36学时) ：32讲授/讨论+4实验 袁教授：
绪论 (4学时) 雷达方程 (6学时) 接收机 (4学时) 高频地波超视距雷达 (2学时)
2018/11/3 5
《雷达系统导论》概述
我讲授内容： 测速——引入多普勒效应、相参积累、正交双通道处理、
《雷达系统导论》概述
RADAR (RAdio Detection And Ranging) 无线电探测与测距：用无线电方法发现目标并测定它们在空间 的位置，因此雷达也称为“无线电定位”（二维地面/海面、三 维空间）。相应地，我国的雷达分会称为中国电子学会无线电 定位技术分会(网址：)。 雷达基本任务：发现目标并测量其距离、角度(方位和仰角)、 速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息(如目标识别 等)。可以概括为：探测、定位、成像、识别。
2018/11/3 12
测速原理——多普勒效应
重点强调：相对运动
2018/11/3
13
多普勒效应的一般性分析
例子：当鸣笛的火车开向站台，站台上的观察者听到的笛声变尖，即 频率升高；相反，当火车离开站台，听到的笛声频率降低。
三要素：
波源、介质、观察者
约定
vs
表示波源相对于媒质朝 向观察者的运动速度
2018/11/3 11
国际期刊
其他: Signal Processing EURASIP Journal on Advances in Signal Processing Radio Science International Journal of Electronics International Journal of Remote Sensing
直接中频采样及数字正交化 (4学时)
测距——脉冲雷达、FMCW雷达、调相连续波雷达 → 脉 冲压缩、匹配滤波、模糊函数 (6学时) 杂波抑制——MTI、PD雷达、延时线对消器 → STAP (4学时) 测角——DBF、单脉冲法及其改进型 → 空间谱估计 (2学时)
2018/11/3 6
主要的学术团体、会议及期刊
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