第一章雷达基本工作原理

目标船
岛屿
海图平面
270
245
雷达不能“感知”目标的背面， 因此目标的后沿是不可见的.
量程: 12 nm
距离与方位测量
本船
目标
பைடு நூலகம்
Δt＝123.5 μs 0 方向扫描
扫描线 HL
回波 (at 10 nm)
90 方位标志
EBL
180 雷达平面
固定距标圈 荧光屏边缘
第一节 雷达测距与测方位原理
一. 雷达测距原理
海上雷达的用途
航海雷达特点: 厘米波长（3厘米，10厘米） 微波脉冲发射——脉冲雷达
三个主要用途:
尽早发现目标
(1) 远距离探测
(2) 无视线限制
测量目标参数
距离，方位，速度，航向，……
导航
(1) 避碰
(2) 定位
第一章 雷达基本工作原理
第一节 雷达测距与测方位原理
岛屿
本船
90°
245°
二. 雷达测方位原理
1、利用收发定向天线 ，只向一个方向发射雷达波且 只接收此方向上的目标的反射回波
2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围 物标的方位——天线的方向即目标的方向
触发器
天线
方位与 船首线
收发机
回波
显示器
ARPA
微波传输线 发射脉冲
天线
回波 T/R
发射机
触发器
接收机
电源 船电
显示器
3、收发开关：
发射时，关闭接收机入口，大功率射频脉冲送天线； 接收时，关闭发射机通路，微弱回波能量送接收机。
4、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束 集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来 的雷达波（回波）送接收机。
第二节 雷达的基本组成、作用
5、接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合
After WWII 成为了发展快速的导航仪器。
中国:主要从发达国家引进技术。
现代雷达/ARPA: 具有计算机, 构成组合导航 integrated navigation system(Loran, GPS, ECDIS), 及自动船桥系统
Automatic bridge navigation system.
2、二单元雷达： 天线收发机、显示器、中频电源
雷达目标
雷达所能发现的目标：
★ 船舶 ★ 岛屿（陆地） ★ 浮标 ★ 海浪杂波 ★ 雨雪、云雾杂波
目标信息
直接测得
相对位置（距离和方位）
经计算得到
真速度 真航向 CPA（Closest Point of Approach） TCPA（Distance to CPA）
1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播； 遇物标能良好反射
2、测距公式：R = 1/2·C × t
Δt ： 往返于天线与目标的时间
C: 电磁波在空间直线传播速度
C = 3×102 m/ s
如△t = 1μs，则，R = 150 m；对应于1 nm 距离， △t ＝12.35 μs
荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离
显示器要求。
V 几十V
6、显示器：平面位置显示器（PPI）。计时及计算，将目标 回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上； 且配有测量系统供随时测量。
7、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。 400 ~ 2000 Hz
二、船用雷达单元构成：
1、三单元雷达： 收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关） 显示器、天线、中频电源
回波 船首线 方位
T/R
Receiver
Transmitter
第二节 雷达的基本组成、作用
一、基本组成七部分及作用：
1、定时器（触发电路、同步电路等）：
是雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲——触发脉冲
送：1）发射机：控制发射开始 2）接收机：控制近距离增益 3）显示器：控制计时开始
2、发射机：在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲 ——微波脉冲、发射脉冲、雷达波
雷达观测
“雷达”译自英文词汇——Radar
Radar—— Radio detection and ranging —— 无线电探测和测距
定义：雷达是一种通过发射电磁波和接收 目标反射回波，对目标进行探测和 测定目标信息的设备
雷达技术的发展
1886-1888 Hertz(Germany): 实现了电磁波振荡、发射、接收。
1914 (American): 回声探测器－雷达的初始模型。
Marconi (Italy): 提出一个可实践的雷达系统。
1930 Blair : 脉冲回波测量（距离，方向）系统，基本雷达.
RCA Co.(American): 发明了机载雷达。
(American): “New York” 巡洋舰首先安装舰载雷达。
雷达/ARPA、 ECDIS、GPS/DGPS 和自动舵等构成的综合船桥系统（IBS） 是未来主要的导航系统
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