航海学(13c1)) 船用雷达的使用性能及其影响因素
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雷达主要技术指标及其对使用性能的影响
雷达主要技术指标及其对使用性能的影响学习目标：了解雷达的主要技术指标；熟悉雷达主要技术指标对其使用性能的影响。
重点难点：雷达主要技术指标对其使用性能的影响。
前面子模块介绍了船用雷达的各项使用性能及影响这些使用性能的因素。
本子模块将要介绍船用雷达主要技术指标及其对使用性能的影响。
这些技术指标是设计和生产部门为满足各项使用性能而制定的各项参数，它标志着雷达的技术特性与质量水平。
一、工作波长λ雷达的工作波长λ与最大作用距离、距离分辨力、方位分辨力、测方位准确度及抗杂波干扰能力等密切相关。
1. 工作波长λ与最大作用距离r max的关系从自由空间的雷达方程式（2-3）可见，最大作用距离r max与工作波长λ的平方根成正比，λ越大，则r max越大。
但在天线口径尺寸一定时，λ越大，则天线增益G A越小，又使r max减小。
实际上，10cm雷达的天线增益受天线尺寸的限制比3cm雷达的要小，所以10cm雷达的r max仅稍大于3cm的r max。
从物标反射性能看，只有当物标尺寸比雷达波长λ小很多时，物标有效散射面积与波长平方成反比，即λ越小，则物标有效散射面积σ0越大，因而r max越大。
从电磁波传播在大气中的衰减看，λ越大，大气衰减越小，r max也越大。
综上所述，工作波长λ与最大作用距离r max的关系较为错综复杂，分析和实践证明，就常用的两种不同波长的雷达（10cm和3cm雷达）来比较其最大作用距离r max的性能，情况如下：（1）正常天气观测时，10cm雷达的r max仅稍大于3cm的r max；（2）雨雪天，则10cm雷达的r max要比3cm的r max大得多。
2. 工作波长λ与距离分辨力Δr min、测距精度的关系雷达的距离分辨力Δr min和测距精度主要取决于发射脉冲的脉冲宽度τ和脉冲前沿的长短。
脉冲宽度τ越小及脉冲前沿越短（它也是脉冲宽度的组成部分），则距离分辨力和测距精度越能提高。
但是，由于建立射频脉冲的高频振荡需有一个过程，此过程即脉冲前沿，约需几十个振荡周期。
09第三章使用性能2
Target Directive Reflective Smooth sea
第七节 影响回波正常观测的因素
六、天线安装位置的影响
1、盲区：波束照射不到的区域。主要影响最小作用距离 、盲区：波束照射不到的区域。 2、阴影扇形： 、阴影扇形： 由于雷达波束被本船上的粗大构件或建筑物、 由于雷达波束被本船上的粗大构件或建筑物、它 岛屿或陆上的高大障碍物阻挡， 船、岛屿或陆上的高大障碍物阻挡，在荧光屏上这些 物标回波后面形成的一个扇形暗区 扇形暗区。 物标回波后面形成的一个扇形暗区。 3、阴影扇形测定： 阴影扇形测定： 1）在弱海浪干扰杂波中 ） 测无海浪干扰的方位角 2）在浮标附近缓慢回转 ） 测浮标出没的方位角 3）在船图上测量 或 ） 在天线前用六分仪测量。 在天线前用六分仪测量。 非常粗略不准确
第七节 影响回波正常观测的因素
2、对图像质量的影响 、 1）亮度太大：对比度变坏，不利于目标识别； 对比度变坏，不利于目标识别； ）亮度太 亮度太 丢失小目标及目标前沿， 亮度太暗：丢失小目标及目标前沿，辨认 错误或测量错误 2）增益太大：噪声杂波太强，淹没正常回波； 噪声杂波太强，淹没正常回波； ）增益太 可能使接收机过载饱和，影响正常显示； 可能使接收机过载饱和，影响正常显示；会 使图像散焦，回波边缘模糊，影响测量精度； 使图像散焦，回波边缘模糊，影响测量精度； 增益太 增益太小：丢失小目标 3）调谐调节不当会使回波变弱甚至接收不到 ）调谐调节不当会使回波变弱甚至接收不到 4）聚焦调节不当会使图像模糊、边沿不清 ）聚焦调节不当会使图像模糊、 5）STC、FTC等使用不当影响很大，要么干扰 等使用不当影响很大， ） 、 等使用不当影响很大 消除不够，要么连真正的目标回波也消除了。 消除不够，要么连真正的目标回波也消除了。 这十分危险， 这十分危险，要十分谨慎
第七节 影响回波正常观测的因素
六、天线安装位置的影响
1、盲区：波束照射不到的区域。主要影响最小作用距离 、盲区：波束照射不到的区域。 2、阴影扇形： 、阴影扇形： 由于雷达波束被本船上的粗大构件或建筑物、 由于雷达波束被本船上的粗大构件或建筑物、它 岛屿或陆上的高大障碍物阻挡， 船、岛屿或陆上的高大障碍物阻挡，在荧光屏上这些 物标回波后面形成的一个扇形暗区 扇形暗区。 物标回波后面形成的一个扇形暗区。 3、阴影扇形测定： 阴影扇形测定： 1）在弱海浪干扰杂波中 ） 测无海浪干扰的方位角 2）在浮标附近缓慢回转 ） 测浮标出没的方位角 3）在船图上测量 或 ） 在天线前用六分仪测量。 在天线前用六分仪测量。 非常粗略不准确
第七节 影响回波正常观测的因素
2、对图像质量的影响 、 1）亮度太大：对比度变坏，不利于目标识别； 对比度变坏，不利于目标识别； ）亮度太 亮度太 丢失小目标及目标前沿， 亮度太暗：丢失小目标及目标前沿，辨认 错误或测量错误 2）增益太大：噪声杂波太强，淹没正常回波； 噪声杂波太强，淹没正常回波； ）增益太 可能使接收机过载饱和，影响正常显示； 可能使接收机过载饱和，影响正常显示；会 使图像散焦，回波边缘模糊，影响测量精度； 使图像散焦，回波边缘模糊，影响测量精度； 增益太 增益太小：丢失小目标 3）调谐调节不当会使回波变弱甚至接收不到 ）调谐调节不当会使回波变弱甚至接收不到 4）聚焦调节不当会使图像模糊、边沿不清 ）聚焦调节不当会使图像模糊、 5）STC、FTC等使用不当影响很大，要么干扰 等使用不当影响很大， ） 、 等使用不当影响很大 消除不够，要么连真正的目标回波也消除了。 消除不够，要么连真正的目标回波也消除了。 这十分危险， 这十分危险，要十分谨慎
第三章使用性能及其影响因素1--大连海事大学选修课-雷达与雷达模拟器讲解
第三章 雷达使用性能及其影响因素
§3.1 最大探测距离及其影响因素
• 考虑地球曲率，天线和目标的高度及大气的折射影 响，雷达所能观测的最大距离
R 2.23
h1
h1 h2
几何地平 1.93
光学地平 2.07 雷达地平 2.23
天线雷达地平
目标雷达地平
h2 雷达地平和最大探测距离
受大气因素的影响较大
§3.3最小作用距离及其影响因素
rmin1
…………
qv
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
二、影响因素
1、技术指标： 2、天线高度： 3、目标反射特性：
三、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
• 1）工作波长： – ①长：最大作用距离远；雨雪、海浪杂波干扰小。 – ②短：距离分辨力高；测距精度高；（天线尺寸一定， 水平波束宽度小）方位分辨力、测方位精度高。 • 2）峰值功率Pt：功率大，最大作用距离远，杂波干扰强。 • 3）脉冲宽度： – ①窄：最小作用距离近；距离分辨力、测距精度高； 杂波干扰小。 – ②宽：最大作用距离远。
技术指标的影响：
• 4）天线增益GA：越大对最大作用距离越有利。 • 5）天线水平波束宽度：越小，测方位精度、方位分 辨力越高；最大作用距离增加；雨雪海浪杂波干扰小。 • 6）天线垂直波束宽度： – ①小：最大作用距离远；雨雪海浪杂波干扰小。 – ②大：最小作用距离近。 • 7）脉冲重复频率F：高，增加最大作用距离，但受显 示器最大量程限制。 • 8）最小可辩功率Prmin：小，最大作用距离远；杂波 干扰大。 • 9）噪声系数N：越小，最大作用距离越远。
§3.1 最大探测距离及其影响因素
• 考虑地球曲率，天线和目标的高度及大气的折射影 响，雷达所能观测的最大距离
R 2.23
h1
h1 h2
几何地平 1.93
光学地平 2.07 雷达地平 2.23
天线雷达地平
目标雷达地平
h2 雷达地平和最大探测距离
受大气因素的影响较大
§3.3最小作用距离及其影响因素
rmin1
…………
qv
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
二、影响因素
1、技术指标： 2、天线高度： 3、目标反射特性：
三、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
• 1）工作波长： – ①长：最大作用距离远；雨雪、海浪杂波干扰小。 – ②短：距离分辨力高；测距精度高；（天线尺寸一定， 水平波束宽度小）方位分辨力、测方位精度高。 • 2）峰值功率Pt：功率大，最大作用距离远，杂波干扰强。 • 3）脉冲宽度： – ①窄：最小作用距离近；距离分辨力、测距精度高； 杂波干扰小。 – ②宽：最大作用距离远。
技术指标的影响：
• 4）天线增益GA：越大对最大作用距离越有利。 • 5）天线水平波束宽度：越小，测方位精度、方位分 辨力越高；最大作用距离增加；雨雪海浪杂波干扰小。 • 6）天线垂直波束宽度： – ①小：最大作用距离远；雨雪海浪杂波干扰小。 – ②大：最小作用距离近。 • 7）脉冲重复频率F：高，增加最大作用距离，但受显 示器最大量程限制。 • 8）最小可辩功率Prmin：小，最大作用距离远；杂波 干扰大。 • 9）噪声系数N：越小，最大作用距离越远。
船用雷达的使用性能及其影响因素
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
§3.4 距离分辨力及其影响因素
1、什么叫距离分辨力（△rmin）？
——表示雷达分辨同方位的两个相邻点物标的能力
要求：△rmin越小越好 2、△rmin大小
△rmin=（τ+ 1 / △f ）·C/2 + 2RD·d / D
[τ：脉冲宽度 ; RD：所在量程; △f ：接收机通频带； d： 光点直径； D：屏幕直径]
应选量程，使要测量回波位于1/2～2/3量程区域为宜
∵光点角尺寸较小，这里也说明QH↓越好。
• 另外说明：中心点测方位误差较小（角度扩大不影响）
2
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
§3.3 最小作用距离及其影响因素
1、什么是最小作用距离（rmin）？
——能在荧光屏上显示并测定物标的最近距离。 • 表示雷达探测近物标的能力。在此内区域——称为雷达
盲区
• 要求：rmin 越小越好
2、物标处在天线波束照射内情况
Ch3 船用雷达的使用性能及其影响因素
• 重点:航海雷达的使用性能及影响因素;航海 雷达的主要技术指标;影响雷达回波观测的 因素.
• 难点:航海雷达使用性能与技术指标的关系; 假回波的特点及识别.
船用雷达的使用性能及其影响因素
《航海雷达与ARPA》
Ch3 性能指标
Ch3 船用雷达的使用性能及其影响因素
2H 1 H 2 rmax
）
sin：0～1变化
∴ 0 ≤ r′max ≤ 2 rmax
船用雷达的使用指标
船用雷达的使用性能及其影响因素
舰载雷达设计考虑因素分析
舰载雷达设计考虑因素分析舰载雷达是舰艇上应用最为广泛的雷达之一，它是船舰上的“眼睛”，为舰艇的作战提供重要的依据。
设计一款高质量的舰载雷达需要考虑许多因素。
因此，本文将从以下几个方面分析舰载雷达设计时需要考虑的重要因素。
首先，舰载雷达必须考虑的一个关键因素是其功能需求。
这些功能需求可能因舰艇的用途、任务、发射平台以及使用情况而有所不同。
例如，现代海军舰船的雷达通常需要具有多模式功能，以便在不同方面的海上任务中更好地发挥作用。
此外，雷达的探测距离、空中目标探测能力和地面目标探测能力，也是设计中需要考虑的因素。
其次，雷达的位置和环境条件也会影响其设计。
在船舶上，雷达的位置可能受到限制，因此需要根据舰体结构进行优化设计。
同时，雷达的环境也会影响其设计，例如，在海上使用雷达时，需要考虑海水的反射和强烈的电磁辐射的干扰，这些都需要在设计中考虑到。
第三，雷达系统的可靠性、稳定性和维护性也是设计过程中需要考虑的关键因素。
这些因素能够确保整个系统的长期工作并降低维护成本。
例如，确保系统的每个部分都经过充分测试，以确保其在压力和极端条件下的工作，这是保证雷达系统可靠性的重要部分。
稳定性方面，雷达必须具有能够跟踪运动目标，准确预测未来运动轨迹的能力，使其能够更好地服务于舰艇战斗。
最后，为了避免向其他船只或飞机发射信号，雷达系统必须考虑发射机的辐射控制。
这部分技术包括使用射频隐身材料和降低噪声水平等技术，以减少雷达系统对环境的影响。
总之，舰载雷达设计是一个复杂的过程，需要考虑许多因素，包括功能需求、位置和环境条件、可靠性、稳定性和维护性等。
在这些因素之间取得平衡，以确保适合不同任务的高质量雷达系统，是船舰设计中必不可少的一部分。
相关数据是指在同一时间和空间范围内，所收集的相关变量之间的关系数据。
数据分析是指对这些数据进行检查、转化、分析以及研究，以了解数据之间的相关关系，为进一步的决策提供有价值的信息。
在这篇文章中，我们将探讨如何收集相关数据的方法以及对数据的分析。
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—11船舶导航雷达
测距原理
雷达电源设备：
➢ 电源设备的作用是把各种船电变换成雷达所需的具 有一定频率、功率和电压的专用电源。
➢ 雷达考虑了各种因素均采用中频电源供电，频率一 般在400 Hz～2 000 Hz之间。
船用雷达设备的单元构成
三单元雷达：
➢ 天线 ➢ 收发机 ➢ 显示器
二单元雷达：
➢ 天线收发机 ➢ 显示器
发射机主要技术指标
脉冲宽度：
➢ 脉冲宽度就是射频脉冲振荡持续的时间，一般用τ表 示。
➢ 在船用雷达中常用us（微秒）为单位。船用雷达中， τ一般选在0. 05 us～2us之内。
发射机主要技术指标
脉冲宽度：
➢ 发射功率可分为峰值功率Pk和平 均功率Pm。
➢ 峰值功率是指在脉冲期间的射频 振荡的平均功率，一般较大，船 用雷达的峰值功率在3 kW～75 kW之内。
磁控管振荡器
磁控管的检查：
➢ 磁控管未通电时 ➢ 磁控管通电工作进行磁
控管电流检查
磁控管振荡器
磁控管使用注意事项：
➢ 在检修维护保养时，要谨防特高压触电伤人。 ➢ 严防大功率超高频电磁波损伤人脑及眼睛。 ➢ 接触磁控管时，应先脱去手表，以防手表磁化。 ➢ 加高压前，应保证阴极已充分预热(3 min-5 min)。 ➢ 严禁敲打、震动。 ➢ 要保证负载匹配。 ➢ 新管或长期保存（超过6个月）未用的管子，加高压前要
➢ ④每年按说明书规定给天线基座内的齿轮涂一次油脂或更新齿轮箱润滑油， 并紧固基座内螺栓（当直流电机电刷磨损严重时需及时更换）。
➢ ⑤在天线基座内发现水迹时，必须及时采取措施消除，并通知专业修理人员 找出原因，予以解决。
➢ ⑥对安装在露天的波导和电缆，应仔细检查其是否紧固牢靠及有无损坏情况， 并经常涂漆。
船用雷达详细介绍
发射机故障
如发射功率不足、发射脉冲宽 度不正确或发射机频率不稳定 等。
接收机故障
如接收机灵敏度下降、接收机 噪声增大或接收机动态范围减 小等。
显示器故障
如显示器黑屏、显示器亮度不 足或显示器色彩失真等。
故障排除流程和方法
观察故障现象
首先观察雷达的故障 现象，了解故障的具 体表现。
分析故障原因
根据故障现象，分析 可能的原因，缩小故 障范围。
检查发射机的工作状态，测试 发射功率和波形，确保符合规 定要求。
天线系统
检查天线转动是否灵活，馈线 连接是否良好，天线罩是否破 损。
雷达主机
检查主机外观是否完好，各部 件连接是否紧固，散热系统是 否正常工作。
接收机
检查接收机灵敏度、噪声系数 等参数，确保接收性能良好。Fra bibliotek电源系统
检查电源输出电压和电流是否 稳定，电池组是否正常充电和 放电。
将雷达与其他传感器（如红外、光电等）数据进 行融合，提高探测和识别能力。
多功能一体化设计趋势
导航与避碰一体化
将雷达导航与自动避碰系统相结合，实现船舶安全航行。
雷达与通信系统融合
通过共享硬件和信号处理算法，实现雷达探测与通信功能的集成。
多频段、多极化技术
采用多频段、多极化技术，提高雷达抗干扰能力和探测性能。
正确使用操作规范
开机前检查
在开机前，应对雷达系统进行检查，确保各 部件连接正确、紧固可靠。
参数设置
根据航行需要和海况条件，合理设置雷达参 数，如量程、增益、雨雪抑制等。
正确开机
按照规定的开机顺序进行操作，避免误操作 导致设备损坏。
观察与瞭望
在使用雷达时，应始终保持对周围海况和航 行环境的观察与瞭望。
如发射功率不足、发射脉冲宽 度不正确或发射机频率不稳定 等。
接收机故障
如接收机灵敏度下降、接收机 噪声增大或接收机动态范围减 小等。
显示器故障
如显示器黑屏、显示器亮度不 足或显示器色彩失真等。
故障排除流程和方法
观察故障现象
首先观察雷达的故障 现象，了解故障的具 体表现。
分析故障原因
根据故障现象，分析 可能的原因，缩小故 障范围。
检查发射机的工作状态，测试 发射功率和波形，确保符合规 定要求。
天线系统
检查天线转动是否灵活，馈线 连接是否良好，天线罩是否破 损。
雷达主机
检查主机外观是否完好，各部 件连接是否紧固，散热系统是 否正常工作。
接收机
检查接收机灵敏度、噪声系数 等参数，确保接收性能良好。Fra bibliotek电源系统
检查电源输出电压和电流是否 稳定，电池组是否正常充电和 放电。
将雷达与其他传感器（如红外、光电等）数据进 行融合，提高探测和识别能力。
多功能一体化设计趋势
导航与避碰一体化
将雷达导航与自动避碰系统相结合，实现船舶安全航行。
雷达与通信系统融合
通过共享硬件和信号处理算法，实现雷达探测与通信功能的集成。
多频段、多极化技术
采用多频段、多极化技术，提高雷达抗干扰能力和探测性能。
正确使用操作规范
开机前检查
在开机前，应对雷达系统进行检查，确保各 部件连接正确、紧固可靠。
参数设置
根据航行需要和海况条件，合理设置雷达参 数，如量程、增益、雨雪抑制等。
正确开机
按照规定的开机顺序进行操作，避免误操作 导致设备损坏。
观察与瞭望
在使用雷达时，应始终保持对周围海况和航 行环境的观察与瞭望。
航海学(13c1)) 船用雷达的使用性能及其影响因素
4.使用圆极化天线
雨滴或雪花反射圆极化波的能力比反射水平极化波弱，因此可 减小雨雪干扰，但探测能力下降，可能丢失对称物体的回波
5.选用窄脉冲宽度（提高距离分辨率）
★探测雨雪区后的物标，应关掉FTC，并适当增大增益 ★含水量高的低云回波类似雨雪回波，消除方法相同
（二）海浪干扰回波
原因： 船舶周围的海浪反射电磁波 特点： 在雷达荧光屏扫描中心周围呈一片亮点或 时隐时现的光点 影响因素： 1. 与距离有关： 离本船较近，干扰越大→使扫描中心周围一片，不稳 定的鱼鳞状亮斑，随距离增加呈指数规律迅速减弱。 一般风浪时6～8 n mile；大风浪时10 n mile 2. 与风向有关： 上风舷（侧）：强，距离远； 下风舷（侧）：弱，距离近。 3. 雷达本身特性：天线种类、高度和转速，工作波长、 波束宽度，脉冲宽度等
设定的 航向 真北
相对方 物标不动 位或真 方位 无 物标不动
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
4、对水稳定真运动 对地稳定真运动
概念
风、流影响、风流压差角 船首向（对水航向） 航迹向（对地航向） 航迹向=船首向+风流压差角（速度矢量三角形的
关系）
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
4、雷达定位方法与精度
三物标距离定位 两物标距离加一物标方位
两物标距离定位
两物标方位加一物标距离定位 单物标方位距离定位 三物标方位定位 两物标方位定位
***按定位精度由高到低排列***
测距：活标圈内沿与目标回波前沿相切，次 序为先正横，后首尾。 测方位：（点目标、突堤） 次序：先首尾后正横。 横摇时：测正横方向目标方位 纵摇时：测首尾方向目标方位。
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设定的 航向 真北
相对方 物标不动 位或真 方位 无 物标不动
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
4、对水稳定真运动 对地稳定真运动
概念
风、流影响、风流压差角 船首向（对水航向） 航迹向（对地航向） 航迹向=船首向+风流压差角（速度矢量三角形的
关系）
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
① 不管本船如何运动，代表本船位置的扫描起点始终固定不
动。 ② 目标回波相对于本船作相对运动。
TM显示方式：
① 代表本船位置的扫描起点，按本船的实际航向、航速在荧
光屏上移动。 ② 目标回波按自己的航向、速度在荧光屏上移动（→好象在 直升飞机上观测）。
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
避让
以地面为基 准在运动
固定不动
狭水道 航行
第四章 雷达定位、雷达航标与雷达导航 一、雷达定位 1、物标的性质及形状对雷达反射波的影响 物标尺寸对反射性能的影响 物标的大小、宽度、高度、深度 物标的形状、表面结构及雷达波入射角的影响 平板、球体、圆柱体、椎体 物标材料的影响 金属、海水、冰、石头、木头等各不相同，对回 波强弱差异的影响较其他因素小。
第三章 雷达观测
一. 雷达显示方式
1）分类 按本船在荧光屏上的运动形式分： 真运动 、相对运动 按船首向的指向及显示的物标方位划分： 船首向上 、真北向上、航向向上
2）常用的显示方式 船首向上相对运动、北向上相对运动、 航向向上相对运动、北向上真运动
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
[重要内容] 显示方式分类：[ 按扫描中心（起点）--动？/ 不 动？] 1、相对运动（RM） 2、真运动（TM） RM显示方式：
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
三、真北向上图像稳定相对运动显示 N-up Stability RM
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
特点：
扫描中心 ：始终不动 目标回波：做相对运动，固定目标向相反方向运动 HL指向 ：指在实际航向上 测角方式：真方位 当本船改向时（或船首偏荡时）
2、雷达回波的识别 根据雷达荧光屏上物标回波形状与海图上物标形 状进行比较进行识别 根据已知准确船位识别 根据雷达航标特点识别 3、选择定位物标的原 则 应尽量选择图像清晰、位置能与海图精确对应的 回波，避免选用平坦的岸线和山坡。 应尽量选用近且便于确认的可靠物标。 多物标定位时 三条位置线交角接近120°或两 条位置线交角接近90°
5nm
便于搜 救定位
接收到 3cm雷 达信号 约0.5us 后，发 射一串 脉冲信 号
（a）通常回波 （b）1 n mile左右回波 SART回波示意图
（c）近距离回波
《航海雷达与ARPA》
三、雷达导航
一般在进出港、狭水道航行、能见度低等情 况，方便、有效。 （一）、距离避险线法
选用避险方位标尺线（活标圈定出避险线距离相
海图 图示
电 源
图形
作用 距离
作用
原理
3
无 源
增强回 波及作 用距离
边长 3nm →7n m
提高作 用距离 （或提 高回波 强度）
角反 射、 透镜 反射
《航海雷达与ARPA》
Ch5 定位与导航
序 号
航标 种类
海图 上符 号表 示
电 源
图形
作用 距离
Hale Waihona Puke 作用原理4
搜救 雷达 应答 器
有 源 被 动
同一方 位上12 个短划 线，总 长8 nm
4.使用圆极化天线
雨滴或雪花反射圆极化波的能力比反射水平极化波弱，因此可 减小雨雪干扰，但探测能力下降，可能丢失对称物体的回波
5.选用窄脉冲宽度（提高距离分辨率）
★探测雨雪区后的物标，应关掉FTC，并适当增大增益 ★含水量高的低云回波类似雨雪回波，消除方法相同
（二）海浪干扰回波
原因： 船舶周围的海浪反射电磁波 特点： 在雷达荧光屏扫描中心周围呈一片亮点或 时隐时现的光点 影响因素： 1. 与距离有关： 离本船较近，干扰越大→使扫描中心周围一片，不稳 定的鱼鳞状亮斑，随距离增加呈指数规律迅速减弱。 一般风浪时6～8 n mile；大风浪时10 n mile 2. 与风向有关： 上风舷（侧）：强，距离远； 下风舷（侧）：弱，距离近。 3. 雷达本身特性：天线种类、高度和转速，工作波长、 波束宽度，脉冲宽度等
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
二、相对运动雷达显示方式
1、船首向上图像不稳相对运动显示 （Head up Unstability Relative Motion） 例子
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
《航海雷达与ARPA》
Ch2
船用雷达设备
特点：
扫描中心：始终不动 目标回波：做相对运动，固定目标相反方向运 HL指向：始终指向固定方位刻度盘0°上 测角方式：相对方位（舷角） 当本船改向时（或船首偏荡时） HL指向：不动 目标回波：以相反方向旋转，且留下一段弧形 余辉 优点：直观，回波图像与观察左右舷一致 缺点：本船转向时，图像模糊，影响观测 适用场合：了望、避让 输入数据（航向、速度)：无需
三、干扰回波
（一）雨雪干扰回波
原因：雨雪较大时，空气中的雨雪反射电磁波 特点：一片无明显边缘的疏松的棉絮状连续亮斑 影响因素：降雨降雪量的大小、雨点（雪花）大小、 天线波束宽度、脉冲宽度
★回波的强弱与降雨降雪量的大小有关，
但与雨区的面积和体积无关 ★能够降低探测被雨雪区遮挡的远距离 目标的能力，回波变弱或不能显示
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船用雷达设备
同频干扰现象
被干扰的小目标
岸线基本不受影响
(a) 近量程
(b) 量程增加
(c) 远量程
同频干扰图像
同频干扰抑制效果
4）明暗扇形干扰回波
产生原因：自动频率跟踪（AFC)电路失调 消除方法：改为手动
5）电火花干扰
原因：机内器件跳火或接触不良引起的现象。 位置固定或不固定的亮线，如果严重应立刻关机
4、雷达定位方法与精度
三物标距离定位 两物标距离加一物标方位
两物标距离定位
两物标方位加一物标距离定位 单物标方位距离定位 三物标方位定位 两物标方位定位
***按定位精度由高到低排列***
测距：活标圈内沿与目标回波前沿相切，次 序为先正横，后首尾。 测方位：（点目标、突堤） 次序：先首尾后正横。 横摇时：测正横方向目标方位 纵摇时：测首尾方向目标方位。
（三）同频干扰回波
工作在同一频段，脉冲重复频率相同或接近相同， 原因： 且两船相距较近的时候，相互接收对方发射的电磁 波 特点：随脉冲重复频率差别呈现不同的特点
完全相同：辐射状光点
脉冲重复频率 处理方法： ★ 选用近量程，或选用另一波段的雷达 ★ 打开同频干扰抑制器，并将增益、调谐、STC等 调到最佳位置，并关掉FTC 相差较小：螺旋状光点 相差较大：散乱光点
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二、雷达航标
电 源 图形 作用 距离 作用 原理
序 号
航标 种类
海图 上符 号表 示
1
雷达 应答 器 （ Racon ）
有 源 (被 动)
莫尔斯 编码 的脉冲 信号
17 ~ 30 Nm
可能产 生假回 波。 测应答 器： 距离 方位
接收到 雷达信 号约 0.5us后， 自动发 射应签 脉冲信 号
对应 的一根平行方位标尺线） 使危险目标回波处在避险线外侧。
（二）、方位避险线法
先海图上确定危险方位，用方位尺置于该方位上。
船位确实于方位避险线的安全一侧
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恒虚警率处理（Constant False Alarm Rate Processing）——CFAR
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对水、对地稳定真运动显示特点：
特点 显示 方式 对水稳定显 示（或称为 水面稳定显 示） 对地稳定显 示（或称为 地面稳定显 示） 图象 显示 图象 以水 面为 基准 图象 以地 面为 基准 运动 目标 固定 目标 适用 场合
以水面为基 准在运动
以风流方向相 反、速度相等 在移动
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序 号
航标 种类
海图 上符 号表 示
电 源
图形
作用 距离
作用
原理
雷达 方位 2 信标 （Ra mark）
有 源 (主 动)
一条夹角 20~3 1~3°径 向点线或 0 Nm 扇形
可能产 生假回 波。 测信标 方位
间隔 （15S） 发射 信号
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序 号
航标 种类 雷达 反射 器 (Refle ction)
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3）正确使用方法： 根据干扰大小，酌情调节。 4）注意事项：
①虚警？假目标----当真目标 ②虚警产生的原因：
机内噪声 干扰
③虚警危害
观测困难 计算机饱和
④虚警率：是在没有目标时，雷达却认为有目标 的概率。 ⑤恒虚警率：保持虚警率恒定不变
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⑥处理方法： 门限自适应： 门限值自动随噪声大小而变化 a、慢门限处理方法： ——针对机内噪声引 起 b、快门限处理方法： ——针对雷达雨雪、 海浪干扰 使用方法：根据干扰大小，酌情调节。 注意：一些小目标可能会丢失。
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