跟踪雷达概述
单脉冲雷达角度跟踪原理
单脉冲雷达角度跟踪原理引言单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。
它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。
单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。
美国、英国、法国和日本等国军队大量装备单脉冲雷达，主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。
目前使用的单脉冲雷达基本上都实现了模块化、系列化和通用化，具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点。
中国的跟踪雷达技术的发展大体上分为两个阶段。
在50年代仿制圆锥扫描体制的炮瞄雷达、机载截击雷达等；50年代末期开始单脉冲技术的研究。
1960～1961年间研制出第一个微波复合比较器，对单脉冲天线的实现起了推动作用。
1963年研制成功第一部单脉冲体制试验雷达，随后陆续研制出各种用途的单脉冲跟踪雷达。
一、单脉冲雷达分类根据从回波中获取角信息的方式(测角法)不同，单脉冲雷达可分为振幅法(比幅)、相位法(比相)和综合法(振幅相位)3种。
这3种测角法又可用3种角度鉴别器(振幅式、相位式、和差式)中的任何一种来获得目标的角度信息，因此综合起来有9种形式的单脉冲雷达系统，其中以振幅和差式单脉冲雷达系统用的最多。
通常分为有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类。
二、工作原理单脉冲雷达每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。
它具有圆锥扫描雷达所没有的优点：获得角误差信息的时间短(以微秒计算)；不受回波振幅起伏变化的影响；测角精度高；测角支路抗幅度调制干扰(如回答式倒相干扰)的能力强。
雷达测量中的目标识别与跟踪技术
雷达测量中的目标识别与跟踪技术引言雷达技术作为一种广泛应用于军事、航空、航海和交通领域的测量技术，一直以来都备受关注和研究。
在雷达应用领域中，目标识别与跟踪技术是十分重要的一个研究方向，主要用于确定被测目标的特征或性质，随后跟踪该目标的运动变化。
本文将深入探讨雷达测量中的目标识别与跟踪技术。
一、雷达目标识别技术1. 散射截面及目标特征分析雷达识别某一特定目标的首要问题是确定目标的散射截面。
散射截面的值决定了目标对雷达波的反射程度，与目标的形状、大小和边缘特性等有关。
目标特征分析可以帮助确定不同目标之间的差异，并提供用于识别目标的信息。
2. 多普勒特征分析多普勒效应是指由于目标的运动而引起的接收信号频率发生变化的现象。
通过分析接收信号的多普勒频移，可以获得目标的运动状态、速度和方向，从而进一步识别目标。
3. 反射波束特征分析雷达工作时产生的波束会与目标发生相互作用，反射出的信号会带有目标的形状和结构信息。
通过分析返回信号的波束特征，可以推测出目标的形状、方位和内部结构等，为目标识别提供重要线索。
二、雷达目标跟踪技术1. 滤波器与滤波技术针对目标跟踪问题，滤波器是一种常用的处理手段。
常见的滤波器有卡尔曼滤波器、粒子滤波器和无迹卡尔曼滤波器等。
这些滤波器通过对雷达信号进行滤波处理，估计目标的状态并持续跟踪目标运动。
2. 目标运动模型目标运动模型是描述目标运动规律的数学模型。
常见的目标运动模型有匀速模型、自由加速度模型和粒子模型等。
通过建立适当的目标运动模型，可以更好地预测目标的运动行为，提高目标跟踪的准确性和鲁棒性。
3. 数据关联算法数据关联算法是在已知目标状态的情况下，根据测量数据关联目标和测量结果，并进行目标跟踪的一种方法。
常见的数据关联算法有最近邻算法、卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法等。
这些算法能够有效处理多目标跟踪问题，提高跟踪性能。
三、雷达目标识别与跟踪在实际应用中的挑战与展望1. 复杂环境下的干扰雷达目标识别与跟踪在实际应用中面临着复杂的环境干扰，比如地形变化、气象条件和其他电磁源等。
雷达跟踪原理
雷达跟踪原理
雷达跟踪原理是一种利用电磁波进行目标定位的技术。
雷达系统通过发射一束脉冲电
磁波到目标物体上，并依据反射回来的电磁波的特征进行目标跟踪。
雷达系统通常由发射器、天线、接收器和信号处理器组成。
发射器产生并发射出射频
脉冲信号，该信号在天线上进行辐射。
当射频脉冲信号遇到目标物体时，一部分能量被目
标散射反射，返回到雷达系统的接收器。
接收器接收到反射回来的信号后，将其转化为电信号，并经过一系列的信号处理过程。
接收器会对接收到的信号进行增益和滤波操作，以增强信号的强度并抑制噪声。
接着，接
收器会进行脉冲压缩，即通过一个特定的算法将接收到的信号在时间上进行压缩，以增强
距离分辨率。
接下来，信号处理器会分析接收到的信号，提取出有效的目标信号。
通过距离测量和
多普勒频移分析，信号处理器能够确定目标的距离、速度、方位角和高度。
为了实现目标的连续跟踪，雷达系统会周期性地发射脉冲信号，并接收并处理目标反
射的信号。
通过不断重复这一过程，雷达系统能够实时地跟踪目标，并提供目标的运动轨迹。
雷达跟踪原理的应用非常广泛，包括航空、航天、军事、交通和气象等领域。
通过雷
达系统的准确跟踪，可以实现目标的监测、导航、引导和控制等功能，为许多实际应用提
供技术支持。
雷达跟踪原理不仅在军事领域有重要作用，也在民用领域中发挥了重要的作用，例如空中交通管制、气象预报和海洋探测等。
跟踪雷达基础知识讲
18.5 目标捕获和距离跟踪距离跟踪就是连续测量从发射射频脉冲到目标回波信号返回之间的延时的过程。
距离测量是雷达最精确的位置坐标测量。
其典型数据是在测量几百英里距离时精密到几码以内。
通常距离跟踪是从其他目标中鉴别出所需目标的主要方法，通过距离波门（即时间选通）从误差检波器输出中消除其他目标的回波（虽然也有用速度鉴别和角度鉴别的）。
距离跟踪电路也可用来捕获所希望的目标。
距离跟踪不仅必须测量脉冲从雷达到目标的往返行程时间，而且必须识别出反射信号是一目标而不是噪声，并且保存目标的距离随时间变化的历程。
这里的讨论适用于典型的脉冲跟踪雷达。
距离测量也可以用使用调频连续波的连续波雷达来完成，这种调频连续波通常是一种线性调频波。
目标距离由回波信号和发射信号之间的频率差异决定。
考虑到多普勒效应的调频连续波系统的性能见参考资料1。
捕获距离跟踪的第一个作用是捕获所需的目标。
虽然这不是跟踪工作，但在典型的雷达里这是实现距离跟踪或角跟踪之前必需的第一步。
对于窄波束跟踪雷达而言，为使天线波束指向目标的方向，必须具备有关目标角位置的某些信息。
这个信息叫做引导数据，可以由搜索雷达或其他来源提供。
引导数据可以足够精确地把窄波束指向目标或者可以要求跟踪器扫描一个较大的不确定区域。
雷达距离跟踪的优点是能看到从近距离一直到雷达的最大距离上的所有目标。
通常把这个距离分成小段，其中各段可以同时检验是否有目标存在。
当需要波束扫描时，距离跟踪器可在短时间里（如0.1s）检验各段情况，即可作出关于目标是否存在的判断。
如果没有目标存在，就让波束移向新的位置。
这个过程对机械式跟踪而言是完全连续的，因为机械式跟踪移动波束相当慢，因此使得在对各段距离进行检验的短时间内目标仍然留在波束宽度之内。
与搜索雷达一样，目标捕获要考虑实现给定的检测概率和虚警概率所需的信噪比门限和积累时间[1]。
然而，与搜索雷达相比，目标捕获可使用较高的虚警概率，这是因为操纵员知道目标是存在的，不存在在等待目标时由于虚警而使操纵员疲劳。
雷达技术及应用
雷达技术及应用雷达技术的概述雷达技术是一种物体探测和目标跟踪的技术，是通过发射电磁波，利用电磁波与物体相互作用的原理，利用反射波的特性，对物体进行探测和跟踪的技术。
雷达技术具有高速度、高精度、高可靠性、角度测量等优点，被广泛应用于军事、航空、海洋、交通等领域。
雷达技术的应用军事领域雷达技术在军事领域有着广泛的应用，如雷达对导弹、飞机、船舶等目标的探测和跟踪，在军事作战中发挥着关键的作用。
同时，还可以通过对雷达信号的分析，实现对通信和电子设备的干扰，具有较强的干扰能力。
因此，雷达技术在军事上具有极其重要的地位。
航空领域雷达技术在航空领域的应用主要体现在飞行器的导航和飞行安全上。
通过利用雷达技术，可以实现对飞行器航线的测量和纠正，同时可以实现对其它航空器的探测和跟踪，提高空中交通的安全性。
海洋领域雷达技术在海洋领域的应用主要体现在船舶导航和安全上。
通过利用雷达技术，可以实现对船舶位置的测量和纠正，同时可以实现对其它船舶的探测和跟踪，提高海上交通的安全性。
交通领域雷达技术在交通领域的应用主要体现在智能交通系统和车辆安全上。
通过利用雷达技术，可以实现对交通流量的测量和监测，提高道路交通的安全性和流畅性。
同时，还可以实现对车辆碰撞的检测和纠正，提高车辆驾驶的安全性。
雷达技术的发展趋势随着科技的不断发展，雷达技术也在不断完善和发展。
首先，雷达技术的精度和可靠性将得到进一步提高，越来越多的高频段雷达将应用于防御领域，从而更好的保障国家安全。
其次，对雷达信号处理算法的研究将越来越深入，进一步提高信号处理速度和灵敏度。
另外，雷达技术与人工智能的结合，将为雷达技术的应用带来更多的可能性。
最后，雷达技术的国际合作将在未来得到进一步加强，促进该领域的互相借鉴和技术交流。
结语雷达技术是一项先进并且复杂的技术，其应用范围广泛，带给人们许多便利和改变，同时也有很多仍需完善。
我们期待雷达技术在更多领域发挥更大的作用，为社会的不断进步和发展做出贡献。
跟踪技术综述
跟踪技术综述一、引言随着科技的发展，跟踪技术在各个领域中得到了广泛的应用。
跟踪技术可以帮助我们实时获取目标的位置、姿态和运动轨迹等信息，为我们提供了极大的便利。
本文将对跟踪技术的概念、分类和应用进行综述。
二、跟踪技术的概念跟踪技术是指通过对目标进行连续观测和测量，以获取目标的位置、运动轨迹等信息的技术。
跟踪技术可以应用于各个领域，如航空航天、机器人、无人驾驶、视频监控等。
三、跟踪技术的分类根据目标的性质和跟踪手段的不同，跟踪技术可以分为以下几类：1. 视觉跟踪技术视觉跟踪技术是指利用摄像机采集的图像信息，通过对目标在图像中的位置和运动进行分析和判断，实现对目标的跟踪。
视觉跟踪技术可以应用于视频监控、物体识别、无人驾驶等领域。
2. 雷达跟踪技术雷达跟踪技术是指利用雷达系统对目标进行连续观测和测量，通过分析目标的回波信号，实现对目标的跟踪。
雷达跟踪技术可以应用于航空航天、导航定位等领域。
3. 卫星定位与导航技术卫星定位与导航技术是指利用卫星系统提供的定位和导航信号，通过接收和处理信号，实现对目标的跟踪。
卫星定位与导航技术可以应用于导航系统、车辆追踪等领域。
4. 无线通信跟踪技术无线通信跟踪技术是指利用无线通信技术对目标进行连续监测和测量，通过分析目标的信号特征，实现对目标的跟踪。
无线通信跟踪技术可以应用于通信系统、无人机等领域。
四、跟踪技术的应用跟踪技术在各个领域中都有广泛的应用，以下是几个典型的应用案例：1. 视频监控系统视频监控系统利用视觉跟踪技术对监控区域内的目标进行实时跟踪，可以帮助监控人员及时发现异常情况，并采取相应的处理措施。
2. 机器人导航机器人导航系统利用卫星定位与导航技术对机器人进行定位和导航，实现自主导航和路径规划，可以应用于仓储物流、智能家居等领域。
3. 交通管理交通管理系统利用雷达跟踪技术对车辆进行跟踪和监测，可以实时获取交通流量信息，帮助交通管理部门优化交通流动，提高道路利用率。
雷达检测与跟踪的原理
雷达检测与跟踪的原理
雷达检测与跟踪的原理基于雷达系统发射无线电波，并通过接收到的回波信号来检测和跟踪目标物体。
1. 发射信号：雷达系统通过天线发射一束无线电波。
这个信号往往是脉冲信号，也可以是连续波。
2. 接收回波信号：当无线电波遇到目标物体时，它会发生反射。
雷达系统的天线接收到这些回波信号。
3. 信号处理：接收到的回波信号经过放大、滤波和混频等处理，以提取出目标的信息。
信号处理可以包括去除杂波和干扰，同时还可以提取目标的位置、速度和其他特征。
4. 目标检测：通过分析处理后的信号，雷达系统可以确定是否存在目标物体。
这通常是通过比较回波信号的强度和噪声水平来完成的。
5. 目标跟踪：如果存在目标物体，雷达系统将根据连续的回波信号更新目标的位置和速度信息。
这可以通过比较不同时间的回波信号来实现。
6. 显示与分析：最后，雷达系统可以将检测和跟踪到的目标以图像或数据的形式进行显示和分析。
这可以帮助操作员更好地理解目标的动态行为和属性。
总结起来，雷达检测与跟踪的原理是利用发射和接收无线电波的特性，通过信号处理和分析来检测和跟踪目标物体。
这种技术在军事、空中交通管制、天气观测和安全监控等领域有着广泛的应用。
各种类型雷达描述概述
各种类型雷达描述概述雷达（Radar）是一种利用无线电波探测和测量目标位置与速度的技术。
雷达系统由发射器、接收器、天线、信号处理器和显示器等多个部分组成。
雷达技术广泛应用于军事、民事、天气和导航等领域。
根据其不同的应用和特点，雷达可以分为多种类型，下面将对各种类型雷达进行描述概述。
1. 目标探测雷达（Target Detection Radar）目标探测雷达是最基本的一类雷达，其主要功能是发射连续波或脉冲波并接收目标返回的散射波，通过信号处理分析目标的位置和速度等信息。
目标探测雷达用于、侦察和监视目标，广泛应用于军事和民事领域，如空中监视雷达、海上雷达和地面预警雷达等。
2. 目标跟踪雷达（Target Tracking Radar）目标跟踪雷达是在目标探测雷达的基础上发展而来的，其主要功能是在目标被探测到后，实时跟踪目标的位置、速度和航向等动态信息。
目标跟踪雷达广泛应用于导弹防御系统、空中交通管制和火控系统等领域。
3. 人员探测雷达（Human Detection Radar）人员探测雷达是一种特殊的雷达系统，主要用于探测人类的存在和活动。
这种雷达通常使用毫米波或亚毫米波频段，在室内或室外环境中通过监测人体散射的微弱信号来实现人员探测。
人员探测雷达广泛应用于安防系统、自动驾驶车辆和人机交互领域。
4. 天气雷达（Weather Radar）天气雷达是一种专门用于探测和测量大气中水汽含量和降水等天气现象的雷达系统。
天气雷达通过发射微波信号，并接收被水汽或雨水等散射回来的微波信号来获取天气信息。
天气雷达广泛应用于气象预报、航空和气候研究等领域。
5. 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）合成孔径雷达是一种利用雷达系统的自身运动合成高分辨率雷达图像的技术。
合成孔径雷达通过在飞行或运动的过程中连续接收雷达信号，然后利用信号处理算法合成高分辨率的雷达图像。
合成孔径雷达广泛应用于地质勘探、地表形变监测和环境监测等领域。
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李冰 2013.12.11
跟踪雷达概述
单脉冲精密跟踪雷达
相控阵跟踪测量雷达 Trackman和Flightscope产品 项目介绍
跟踪雷达 原理
指能够连续跟踪特定目标、不断对目标坐 标进行精确测量并输出目标坐标位置（方 位、仰角、斜距、径向速度等）的雷达
测速系统 发射机 测距系统
Flightscope 测量数据
Flightscope 软件
清晰简洁的操作界面
弹 道 实 时 轨 迹
Flightscope 软件
挥 杆 数 据 分 析
Flightscope 软件
杆 头 剖 面 及 挥 杆 速 度 数 据
Flightscope 软件
落点数据分析
球杆比较数据
跟踪雷达概述
单脉冲精密跟踪雷达
相控阵跟踪雷达工作模式
常规单脉冲
• 天线机械搜索 • 单脉冲跟踪
常规相控阵
• 有限空域内电扫多目标 • 电扫波束搜索、捕获、跟踪
单脉冲相控阵
• 搜索截获 • 电扫波束分时搜索指定空域 • 跟踪转换
跟踪雷达概述
单脉冲精密跟踪雷达
相控阵跟踪测量雷达 Trackman和Flightscope产品 项目介绍
特点
圆锥扫描 导弹靶场 单脉冲；C波段 多用；小；轻 多目标；二维 相扫加机扫
单脉冲精密跟踪雷达的发展
中国 年份
65 1969 70年代 80年代
型号
单脉冲样机 首台固定式 舰载和超远程 车载高机动相参
单脉冲精密跟踪雷达的应用
导弹与航天试验靶场
运行段：卫星初轨 长期测控
主动段：轨道参数
两款产品介绍
雷达弹道挥杆分析系统 精准测量挥杆数据 3D多普勒雷达技术
Trackman Flightscope
Trackman 原理
多普勒雷达 单脉冲测角
Trackman 测量数据
Trackman 性能
精准度
• • • • 距离精度 0.3% 速度精度： +/- 0.1 英里/小时 角度精度：+/- 0.2-0.5 度 旋转精度：+/- 15 转/分
υ R A E
数据采集 与处理 数据输出
馈电网络
接收机
角度随动 系统
角度随动 系统
跟踪雷达 分类
战术应用：精密测量、火控、侦察校射、 空间探测、导弹制导 信号形式：脉冲；连续波 角跟踪技术：圆锥扫描；单脉冲；相控阵
角度跟踪测量
顺序旁瓣技术 圆锥扫描技术 单脉冲技术
• 4偏置旁瓣 • 0.1mrad~0.2mrad • 归一化处理
Trackman 软件
初始界面
实时数据显示
Trackman 软件
落点显示
挥杆数据分析
Flightscope 原理
振荡器：生成微波信号 天线 辐射信号 运动物体：干扰信号 反映能量 运动转变 相控阵天线：检测反馈信号 比较相位
Flightscope 原理
3D球跟踪技术：相控阵跟踪技术
相控阵跟踪测量雷达组成
波束控制：T/R组件；数千个移相器 天线座和角伺服系统：全空域覆盖 信号系统：远距离搜索—LFM；脉冲压缩 近距离搜索—窄时宽信号 跟踪系统 数据处理：目标轨迹和多目标跟踪
相控阵跟踪测量雷达性能
电扫性能：电扫范围；最小波束跃度 多目标跟踪数量：多波束体制或单波束时 分体制；几个到几十个 跟踪测量距离：与目标数量有关 跟踪测量精度：多目标的相对测量精度高
再入段：弹头落点
单脉冲精密跟踪雷达的组成
测速系统 发射机
旋 转 抛 物 面
单 级 振 荡 多 级 振 荡
fd
Tr
υ R A E
数据采集 DSP 与处理 数据输出
测距系统
和差三通道
馈电网络
接收机
角度随动 系统
单脉冲比幅
角度驱动与 传感系统
单脉冲雷达的战术、技术指标
战术指标
• 测角<0.1mrad~0.2mrad • 测距<5m • 测速<0.2m/s
单脉冲跟踪
目标参数 设定
项目阶段结果
项目后续工作
目标旋转参数提取 不同产品精度分析 软件界面优化 文档整理
谢谢！
跟踪雷达概述
单脉冲精密跟踪雷达
相控阵跟踪测量雷达 Trackman和Flightscope产品 项目介绍
单脉冲精密跟踪雷达的发展
美国 年份
二战 1949 1956 1965 1989
型号
SCR-84 AN/MPQ-12 AN/FPS-16 AN/FPQ-10 AN/MPS-39
精度
100m；10mrad 14m;2mrad 5m;0.1mrad 0.1mrad 0.1mrad
技术指标
• • • • 工作频段：C波段 天线口径：9m 发射功率：2MW 接收机噪声系数<3.5dB
跟踪雷达概述
单脉冲精密跟踪雷达
相控阵跟踪测量雷达 Trackman和Flightscope产品 项目介绍
相控阵跟踪测量雷达特点
面天线的精密机械跟踪 电扫天线的波束捷变 多目标精确跟踪测量 跟踪测量精度高 自主捕获目标能力强 扩大跟踪动态范围 动态控制测量效果
相控阵跟踪测量雷达 Trackman和Flightscope产品 项目介绍
项目需求分析
参数提取
性能比较
软件集成
初射球速 初射方向 旋转轴 落点距离 弹道最高点 飞行时间
参数影响 最优参数集 产品性能
运动轨迹 实时参数 性能比较 误差显示
项目技术路线
雷达参数 设定 初射球速 起飞角度 初射方向 落点距离 弹道最高高度 飞行时间 落地角度 旋转速度 微多普勒特性