雷达原理的复习资料
第一章 作业1。
简述“雷达”一词的来源，其最初的作用是什么？现代雷达的任务是什么？ 教材参考：P1雷达（Radar ）源于Radio Detection and Ranging 的缩写。
最初作用为无线电探测和测距或无线电定位。
即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位、和仰角，而且包括测量目标的速度，以及从目标回波中获得目标的尺寸和形状、目标的对称性、目标的表面粗糙度以及介电特性等信息。
2。
简述雷达工作的基本原理。
教材参考：P2雷达基本组成框图：1、由雷达发射机产生的电磁能，经收发开关后传输给天线，再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。
2、电磁能在大气中以光速(3×108 m/s)传播，如果目标恰位于定向天线的波束内，则它将截取部分电磁能。
3、目标将被截取的电磁能向各方向散射，其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。
雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后，就经传输线和收发开关反馈给接收机。
4、接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息，并将结果送至终端显示。
3。
简述雷达目标斜距、角位置、相对速度测量的基本原理。
教材参考：P2-3(1) 目标斜距的测量：雷达发射机经天线向空间发射高频脉冲，如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。
由于已知电磁波传播速度，目标斜距的测量可以通过测量回波脉冲与发射脉冲的时间间隔了实现。
R=CTr/2，R 为目标的距离，c 为电磁波传播速度，tr 为回波脉冲与发射脉冲之间的时间间隔。
(2) 目标角位置的测量：目标角位置指方位角或仰角，角位置都是利用天线的方向性来实现的。
雷达天线将电磁能量汇集在窄波束内，当天线波束轴对准目标时，回波信号最强。
根据接收回波最强时的天线波束指向，就可确定目标的方向，这就是角坐标测量的基本原理。
(3) 相对速度的测量：当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移（称为多卜勒频移），当目标向着雷达站运动时V r ＞0，反之V r ＜0。
雷达只要能够测量出回波信号的多卜勒频移f d ，就可以确定目标与雷达站之间的相对速度。
λrd v f 2=，fd 为多卜勒频移，Vr 为雷达与目标之间的径向速度，λ为载波波长。
4. 某雷达发射机峰值功率为800KW ，矩形脉冲宽度为3微妙，脉冲重复频率为1000Hz ，求该发射机的平均功率和工作比。
解：重复周期：ms T r 110001==，平均功率：W P av 2400100031085=⨯⨯= 工作比： 003.010003==D 5、雷达中心频率f 0=3000MHz ，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000微妙，回波信号频率为3000.01MHz ，目标运动方向与目标所在的方向的夹角为60度，求目标距离、径向速度和线速度。
解：目标距离：685100010310 1.510()15022cR m km τ-⨯⨯⨯===⨯= 波长m 1.010310398=⨯⨯=λ，多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.024=⨯==λ，线速度s m V /100060cos 500=︒= 第二章 作业一部脉冲雷达，(a)要获得60nmi(海里)的最大非模糊距离，雷达的脉冲重复频率应是多少?( 1海里=1852米) (b)当目标处于最大非模糊距离上，则雷达信号往返的时间是多长?(c)如果雷达的脉冲宽度为1.5us ，则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围(用m 表示)是多少？ (d)两个相等尺寸的目标如果要被1.5us 的脉冲宽度完全分辨出来，则二者必须相距多远(m)? (e)如果雷达的峰值功率为800kW ，则平均功率是多少?(f)这部雷达的占空因子是多少？ 教材参考：P27由题目最大非模糊距离为60nmi=60*1852=111120m ，脉冲的重复频率为fr=c/2R max =1.349khz 。
脉冲的重复时间Tr=2*R max /c=2*111120/3*108=740.8us 。
如果脉宽为1.5us ，则在距离坐标上脉冲能量在空间的范围是D=c*τ=3*108*1.5us=450m 。
如果相等尺寸的两个目标要被1.5us 的脉冲宽度完全分辨出来，则二者必须相距225m 如果峰值功率为800kW ，则Pav=Pt*τ/Tr=Pt*τ*fr=8*105*1.5*10-6*1.349*103=1.62kW 。
D=τ*fr=1.5*10-6*1.349*103=2.025*10-3 第三章 作业1。
(a) —部由噪声系数为1.4、增益为15的低噪声射频放大器，变频损耗为6。
0dB ，噪声温度比为1。
2的混频器和噪声系数为1。
0的中频放大器组成的超外差接收机，求其总的噪声系数。
(b)如果射频低噪声放大器的增益为30而不是15，那么(a)中的接收机噪声系数为多大? (c)如果(a)中的中频放大器噪声系数为30而不是1。
0，那么接收机总的噪声系数应为多大?F1=1.4, G1=15,tc=F2*G2, 10logG2=-6=>G2=10^(-0.6)=1/4=0.25, =>F2=tc/G2=4.8321112114.81111.4 1.65315150.25F F F FG G G --=++--=++=⨯总2。
试推导教材p58 式(3。
2。
28)。
教材参考：P58两个单元电路级联时，F 1、F 2和G 1、G2分别表示第一、二级电路的噪声系数和额定功率增益。
为了计算总噪声系数F 0，先求实际输出的额定噪声功率N o =kT 0B n G 1G 2F 0，N o 由两部分组成： 一部分是由第一级的噪声在第二级输出端呈现的额定噪声功率N o12，其数值为kT 0B n F 1G 1G 2，第二部分是由第二级所产生的噪声功率ΔN 2=(F 2-1)kT 0B n G 2，从而有N o =kT 0B n G 1G 2F 0=kT 0B n G 1G 2F 1+(F 2-1)kT 0B n G 2。
同理得总噪声系数12101G F F F -+=即1212131210111--++-+-+=n n G G G F G G F G F F F ，雷达接收机的高、中频部分增益为G f1/G fG g 1/G g G l 1/G lG R F R G c F cG I F I，代入得到接收机总噪声系数为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=c R R c R g f G G F G F F G G G F 111110。
3。
什么是噪声系数、等效噪声温度、相对噪声温度，它们的物理意义分别是什么？教材参考：P55-P58噪声系数是接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值。
它的物理意义是表示由于接收机内部噪声的影响，使接收机输出端的信噪比相对其输入端的信噪比变差的倍数。
为了更直观地比较内部噪声与外部噪声的大小，可以把接收机内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率ΔN 等效到输入端来计算，这时内部噪声可以看成是天线电阻R A 在温度T e 时产生的热噪声。
温度T e 称为等效噪声温度。
它的物理意义是把接收机内部噪声看成是“理想接收机”的天线电阻R A 在温度T e 时所产生的，此时实际接收机变成“理想接收机”。
相对噪声温度有时简称为噪声比t c ，其意义为实际输出的中频额定噪声功率(F c kT 0B n G c )与仅由等效损耗电阻产生的输出额定噪声功率(kT 0B n )之比，噪声比t c 表示有源四端网络中除损耗电阻以外的其它噪声源的影响程度。
4. 下图中馈线、接收机放电器、限幅器增益均为0.9，低噪声高放增益为20dB ，噪声系数为3，混频器增益为0.2，相对噪声温度为2，中放增益为120dB ，噪声系数为4，求总噪声系数。
如果去掉低噪声高放，则总噪声系数为多少？G f 1/G fG g 1/G g G l 1/G lG R F R G c F cG I F I无源总损耗729.09.09.09.0=⨯⨯，混频器噪声系数102.02==c F总噪声系数2.010729.01410729.0110729.01322⨯⨯-+⨯-+-=F 去掉低噪声高放2.0729.0142.0*10⨯-+=F5。
减小最小可检测信号功率可以采用哪些措施？ 教材参考：P59为了提高接收机的灵敏度，即减少最小可检测信号功率S imin ，应做到：①尽量降低接收机的总噪声系数F0，所以通常采用高增益、低噪声高放；② 接收机中频放大器采用匹配滤波器，以便得到白噪声背景下输出最大信号噪声比；③式中的识别系数M 与所要求的检测质量、 天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率及检测方法等因素均有关系。
在保证整机性能的前提下，尽量减小M 的数值。
6。
什么叫接收机的增量增益？要使接收机不丢失目标对增量增益有何要求？什么是接收机的动态范围？ 教材参考：P70接收机的增量增益是接收机放大器振幅特性曲线上某点的斜率，描述叠加在干扰上的回波信号的放大量。
只要接收机中某一级的增量增益K d ≤0，接收机就会发生过载，即丢失目标回波信号。
动态范围D 来表示接收机抗过载性能的好坏，它是当接收机不发生过载时允许接收机输入信号强度的变化范围。
7. 简述并图示平衡式收发开关的原理，图示开关同相相加和反相相消的过程。
平衡式收发开关的原理图如图所示。
图中TR1、TR2是一对宽带的接收机保护放电管。
在这一对气体放电管的两侧, 各接有一个3dB 裂缝波导桥, 整个开关的四个波导口的连接如图所示。
3dB 裂缝桥的特性为: 在四个端口中, 相邻两端(例如端口1和2)是相互隔离的, 当信号从其一端输入时, 从另外两端输出的信号大小相等而相位相差90°。
平衡式收发开关原理图 (a) 发射状态; (b) 接收状态8、简述分支线收发开关的原理，说明四分之一波长开路线和短路线的作用；画出原理图说明。
发射时：气体放电管TR(称为 “接收机保护放电器”)和A TR (称为“发射机隔离放电器”)被电离击穿, 对高频短路。
它们到主馈线的距离约为1/4波长, 因此在主馈线aa′和bb′处呈现的输入阻抗为无穷大, 发射的高功率信号能顺利送至天线。
因为此时TR 短路, 发射能量不能进入接收机。
分支线型收发开关原理图接收时： TR 和ATR 都不电离放电。
此时A TR 支路的1/4波长开路线在主馈线aa′呈现短路,aa′与接收支路bb′处相距1/4波长, 从bb′端向发射机看去的阻抗相当于开路, 所以从天线来的回波信号全部进入接收机。
雷达原理考试题及答案高中
雷达原理考试题及答案高中一、选择题（每题2分，共20分）1. 雷达的基本工作原理是什么？A. 通过声波反射B. 通过无线电波反射C. 通过光波反射D. 通过红外线反射答案：B2. 雷达发射的无线电波属于以下哪种类型？A. 长波B. 短波C. 微波D. 无线电波答案：C3. 雷达天线的主要功能是什么？A. 接收信号B. 发射信号C. 放大信号D. 转换信号答案：B4. 雷达的分辨率与什么有关？A. 发射功率B. 波长C. 天线尺寸D. 以上都是答案：C5. 雷达的探测距离主要取决于什么？A. 目标的大小B. 发射功率C. 接收器的灵敏度D. 以上都是答案：D6. 雷达的多普勒效应可以用来测量什么？A. 目标的距离B. 目标的速度C. 目标的高度D. 目标的方向答案：B7. 雷达的频率调制是什么？A. 改变发射频率B. 改变接收频率C. 改变信号的幅度D. 改变信号的相位答案：A8. 雷达的脉冲重复频率（PRF）是什么？A. 发射脉冲的频率B. 接收脉冲的频率C. 发射和接收脉冲的间隔时间D. 发射和接收脉冲的总和答案：A9. 雷达的杂波抑制技术主要用于减少什么？A. 信号干扰B. 电子干扰C. 环境干扰D. 人为干扰答案：C10. 雷达的隐身技术主要通过什么实现？A. 减少反射面积B. 增加发射功率C. 使用特殊材料D. 以上都是答案：A二、填空题（每空1分，共10分）11. 雷达的基本原理是利用_________原理来探测目标。
答案：回波12. 雷达的天线通常采用_________形状，以提高方向性。
答案：抛物面13. 雷达的波束宽度是指_________的宽度。
答案：天线辐射波束14. 雷达的脉冲宽度越短，其分辨率越_________。
答案：高15. 雷达的多普勒频移可以用来测量目标的_________。
答案：相对速度三、简答题（每题5分，共20分）16. 简述雷达的基本组成部件。
答案：雷达的基本组成部件包括发射机、天线、接收机、显示器和信号处理系统。
雷达原理复习总结
雷达原理复习要点第一章（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)：radar的音译，Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发觉目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获得目标信息。
从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获得这些信息？斜距R : 雷达到目标的直线距离OP方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或凹凸角。
2、目标距离的测量测量原理式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波来回于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒)距离测量辨别率两个目标在距离方向上的最小可区分距离最大不模糊距离3、目标角度的测量方位辨别率取决于哪些因素4、雷达的基本组成雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。
放射机：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与放射机和接收机连通之间的切换。
天线：将放射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器：显示目标回波，指示目标位置。
天线限制(伺服)装置：限制天线波束在空间扫描。
电源其次章1、雷达放射机的任务为雷达供应一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去2、雷达放射机的主要质量指标工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度3、雷达放射机的分类单级振荡式、主振放大式4、单级振荡式和主振放大式放射机产生信号的原理，以及各自的优缺点单级振荡式： 脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。
最新雷达原理复习
• 1 请简述要提高雷达的探测距离，有哪些方法？(第三章)（分别从发射机、接收机和天 线角度进行说明）
• 发射机角度：A提高峰峰值功率B提高脉冲宽度C减少脉冲重复频率D提高占空比F增大 脉冲重复周期
• 接收机角度：A提高灵敏度B较少噪声电平C使接收机有足够的增益D减小识别系数F减 小带宽E降低噪声系数
总噪声Leabharlann • 采用多种重复频率的方法判别模糊时，
已知重复发射脉冲信号的频率分别为 30M,45M,60M, 而单独采用这三种的单元数分
别为4，5，7，距离分辨单元所对应的时宽为2us，问目标的真实距离应为多少？
最小可测距 离:
最大单值测 距围:
模糊: t1:t2:t3=m
1:m2:m 3
• 天线角度：A增大天线尺寸B减小波束宽度C提高天线高度D增加天线发射仰角 • 2 什么是雷达接收机的灵敏度和噪声系数，并阐述其物理意义。 • 灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力，用最小’可检测信号功率Simin 表示。目前，
超外差式雷达接收机的Simin＝-120～-140dBw，保证这个灵敏所需接收机的增益 gain =120～160dB ，主要由中频放大器来完成。 • 噪声系数：接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值 • 3 接收机的噪声系数主要取决于接收机的前几级还是后几级？为什么？要使接收机的总 噪声系数Fo减小，需减小Fi，增大Gi，而各级内部噪声的影响并不一样，级数越靠前， 对Fo影响越大，所以Fo 取决于最前几级，所以接收机要采用高增益低噪声高放。
雷达原理
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
雷达原理复习总结
雷达原理复习要点第一章（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)：radar的音译，Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。
从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息？斜距R : 雷达到目标的直线距离OP方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。
2、目标距离的测量测量原理式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒)距离测量分辨率两个目标在距离方向上的最小可区分距离ρr=cτ2最大不模糊距离3、目标角度的测量方位分辨率取决于哪些因素4、雷达的基本组成雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章1、雷达发射机的任务为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去2、雷达发射机的主要质量指标工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度3、雷达发射机的分类单级振荡式、主振放大式4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点单级振荡式：脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。
雷达原理讲义及模拟题参考答案
§1.3 雷达的工作频率
无论发射波的频率如何， 只要是通过辐射电磁能量和利用从目标反射回来的回波， 以便 对目标探测和定位，都属于雷达系统的工作范畴。 常用的雷达频率：220～35000MHz（220MHz～35GHz） ，实际上各类雷达工作的频率在两 头都超出了上述范围（激光，红外雷达，广播） 大多数工作在 200MHz～10GHz 1m—300MHz;1 分米—3000MHz=3GHz;1cm—30GHz;1mm—300GHz 频段名称 UIIF 波段 L 波段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 mm 波段 频率 300～1000MHz 1000～2000MHz 2000～4000MHz 4000～8000MHz 8000～12000MHz 12.0～18GHz 18～27GHz 27～40GHz 40～300GHz 国际电信联盟分配的雷达频段 420～450MHz 890～940MHz 1215～1400MHz 2300～2500MHz 2700～3700MHz 5250～5925MHz 8500～10680MHz 13.4～14GHz 15.7～17.7GHz 24.05～24.25GHz 33.4～36GHz
§1.4 雷达的应用和发展
§1.4.1 应用
按应用平台：太空，空中，地面，海上（空基，地基，海基） 作用：探测，定位，跟踪 军用：预警雷达（超远程雷达） ，洲际导弹，洲际轰炸机；搜索和警戒雷达，飞机；引 导指挥雷达（监视雷达） （预警飞机） ，引导歼击机；火控雷达，火炮；制导雷达，导弹；战 场监视雷达，坦克，车辆，人员；机载雷达（截击，护尾，导航（可民用） ，火控） ；无线电 测高仪；雷达引信。 民用：气象雷达，航行管制（空中交通雷达） ，宇宙航行中用雷达，遥感，另有飞机导 航，航道探测，公路测速 按雷达信号形式分： 脉冲，连续波，脉冲压缩（LPM/相位编码） 脉冲多普勒，噪声雷达，频率捷变雷达等 按角度跟踪分：单脉冲，圆锥扫描雷达，隐蔽锥扫雷达等 按测量目标的参量分：测高，两坐标，三坐标，测速，目标认别等 按信号处理方式分：分集雷达（频率分集，极化分集等等） ，相参，非相参积累雷达， 动目标显示雷达，合成孔径雷达等 按天线扫描方法分：机械扫描，相控阵，频扫等
雷达复习资料
7、（p31）信道化接收机的基本工作原理
8、信道化接收机存在的问题：矩形脉冲的频谱为辛克函数，既有主瓣又有旁瓣。一个强信号可能同时在几个信道中过检测门限，这种频谱扩展现象不仅会引起频率模糊，还会造成处理机过载。还存在第二个缺点，兔耳效应
为了清除由于雷达天线扫描等因素引起的信号幅度起伏对角度测量的影响，可以增加一个参考支路，它采用无方向性天线，对定向支路中的信号起伏进行对消处理。假设Fr（t），Fa（t）分别为侦察天线和雷达天线的扫描函数，A（t）为脉冲包络函数，则两支路收到的信号分别为Sa（t）=Fa（t）Fr（t）A（t）cosωt；Sb（t）=Fa（t）A（t）cosωt
17、对雷达旁瓣信号的侦察
一般雷达天线主瓣很窄，又处于空间搜索状态，侦察机接收到雷达天线主瓣的辐射信号概率很低，往往需要较长时间，通过提高侦察系统灵敏度，实现对雷达天线旁瓣信号的侦收。旁瓣侦察的作用距离为Rr=[PtGsaveGrλ²/（4π）²Prmin10°`]½Gsave是雷达天线的平均旁瓣增益。实现旁瓣侦察时，侦察接收机的灵敏度需要提高35-40dB
20、（p128）射频噪声干扰
窄带高斯过程称为射频噪声干扰，其包络函数Un（t）服从瑞利分布，相位函数服从[0，2π]均匀分布
雷达接收机示意图：
混频
射频输入
本振
干扰信号功率谱Gj（f）=
线性系统的频率响应Hi（f）=
中放输出的干扰信号仍为窄带高斯噪声，其功率谱：Gi（f）=
中放输出的干扰信号的包络Ui服从瑞利分布
9、（p33）信道化接收机的特点及应用（高截获概率的接收机）
雷达原理复习
雷达原理复习第一章绪论1.雷达的任务：测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度和介电特性。
雷达利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并确定其位置。
当目标尺寸小于雷达分辨单元时，则可将其视为“点”目标，可对目标的距离和空间位置角度定位。
目标不是一个点，可视为由多个散射点组成的，从而获得目标的尺寸和形状。
采用不同的极化可以测定目标的对称性。
任意目标P的位置可由球坐标系中的三个目标确定：目标斜距r、方位角？、？，高程在柱坐标系中，它表示为：水平距离D，方位角？，高度h目标斜距的测量：测距的精度和分辨力力与发射信号的带宽有关，脉冲越窄，性能越好。
目标角位置的测量：天线尺寸增加，波束变窄，测角精度和角分辨力会提高。
相对速度的测量:观测时间越长，速度测量精度越高。
目标大小和形状：比较目标对不同极化波的散射场可以测量目标形状的不对称性。
2.雷达的基本组成：发射机、天线、接收机、信号处理器和终端设备3。
雷达工作频率：220mhz-35ghz。
L波段代表以22cm为中心的1-2ghz；S波段代表10cm，2-4ghz；C波段代表5cm，4-8ghz；X波段代表3cm，8-12ghz；Ku代表2.2cm，12-18ghz；Ka代表8mm，18-27ghz。
第二章雷达发射机1.雷达发射机的用途是提供满足雷达系统特定要求的大功率发射信号，通过馈线和收发器开关，通过天线辐射到太空。
雷达发射机可分为脉冲调制发射机：单级振荡发射机、主振放大式发射机；连续波发射机。
2、单级振荡式发射机组成：大功率射频振荡器、脉冲调制器、电源触发脉冲脉冲调制器大功率射频振荡器收发开关电源高压电源接收机主要优点：结构简单、重量轻、效率高、成本低；缺点：频率稳定性差，难以产生复杂波形，脉冲信号之间相位不相等3、主振放大式发射机：射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源。
射频放大链是发射机的核心，主要有前级放大器、中间射频功率放大器、输出射频功率放大器射频输入前级放大器中间射频放大器输出射频级放大器射频输出固态频率源脉冲调制器脉冲调制器高压电源脉冲调制器：软开关调制器、硬开关调制器、浮板调制器4、现代雷达对发射机的主要要求：发射全相参信号；具有很高的频域稳定度；能够产生复杂信号波形；适用于宽带的频率捷变雷达；全固态有源相控阵发射机5、发射机的主要性能指标：工作频率和瞬时带宽：雷达发射机的频率根据雷达的用途确定。
雷达原理和系统复习
双天线测角精度低于三天线
多卜勒信息的提取
ƒd与ƒ0相比很小 ƒd / ƒ0 = 2v / C 提取 ƒd 要用差拍方法.即： ƒr 、ƒd 的差值
1、连续波多卜勒雷达
连续波 发射机
放大器 相检器
多卜勒 滤波器
指示器
ƒ0
ƒ0
ƒ0 ƒd
产生频率为f0的等幅高频振荡
少量发射能量耦合至接收端作为基准电压
由于M个等幅相参中频脉冲可以提高输出信噪比M倍,则达到原来要求的作用距离只需原来发射功率的1/M.
大气折射和雷达直视距离
改变雷达的测量距离,产生测距误差；引起仰角测量误差
原因：
大气成分随时间、地点而改变,且不同高度的空气的密度也不相同,大气密度随高度变化的结果使折射系数对高度增加而减小.因此电磁波在正常大气下的传播折射常使电波射线向下弯曲.
利用多个天线所接收到的回波信号间的相位差测角
实现方法：将两天线收到的高频信号与同一本振差频后在中频上比相.
相位法测角原理
测角误差与多值性问题
测角误差
当 ，此时 ， 可能超出2π，
实际读数
解决方法
三天线测角
测角原理：利用天线收到的回波信号幅度来做角度测量.幅度变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式.
超外差技术 如图所示,当接收的电波频率fRF变化时,本振频率fL和选频滤波器的中心频率f0= fRF能够同步改变,从而使输出的fIF固定不变,这种技术称为外差技术,当fIF低于fRF而高于信号带宽B时就称为超外差技术.超外差技术具有灵敏度高、选择性好、工作稳定、中频部分可标准化等优点.
选频滤波
混频器
本振
滤波
解调
滤波
无线电波
解调输出
雷达原理试题
雷达原理试题雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的设备，广泛应用于军事、航空、航海、气象等领域。
雷达的工作原理涉及到电磁波的传播、回波信号的接收和处理等方面，下面我们来看一些关于雷达原理的试题。
1. 什么是雷达的发射原理？雷达发射原理是指雷达通过发射天线向目标发送一定频率的无线电波，这些无线电波在空间中传播，当遇到目标时一部分被目标反射回来，雷达接收到这些回波信号并进行处理，通过分析回波信号的特性来确定目标的位置、速度等信息。
2. 雷达的回波信号是如何形成的？当雷达发射的无线电波遇到目标时，会产生回波信号。
这是因为目标表面的电磁波反射特性导致一部分电磁波被反射回来。
回波信号的形成受到目标的形状、材料、入射角等因素的影响，不同的目标会产生不同特性的回波信号。
3. 雷达的接收原理是什么？雷达的接收原理是指雷达接收天线接收到目标反射回来的回波信号，并将其转化为电信号。
接收天线接收到的回波信号强度很微弱，需要经过放大、滤波等处理才能得到有效的信息。
接收到的信号经过处理后，可以得到目标的位置、距离、速度等信息。
4. 什么是雷达的工作模式？雷达的工作模式包括连续波雷达和脉冲雷达两种。
连续波雷达是指雷达发射连续的无线电波，通过接收回波信号的频率变化来得到目标的速度信息；脉冲雷达是指雷达以脉冲的形式发射无线电波，通过测量回波信号的往返时间来计算目标的距离。
5. 雷达的工作频率对其性能有何影响？雷达的工作频率对其性能有很大影响。
工作频率越高，雷达的分辨率越高，但穿透能力越差；工作频率越低，雷达的穿透能力越强，但分辨率越低。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的工作频率。
6. 雷达的天线对其性能有何影响？雷达的天线类型和性能直接关系到雷达的探测距离、角度分辨率等性能。
不同类型的天线有不同的辐射特性，如方向性、波束宽度等。
合理选择和设计天线是提高雷达性能的重要因素之一。
7. 雷达的信号处理在雷达系统中起到什么作用？雷达接收到的回波信号经过信号处理后才能得到有用的信息。