船用雷达工作原理
雷达基本工作原理
眼睛” 是驾驶员的“眼睛”！
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航海雷达与ARPA
绪
论
六、雷达的发展概况
年代： 30 年代：
By 1934 R.M.Page had photographed their first radar echo at NRL and by 1938 the US SCR-268 radar was operational as an Anti Aircraft AA radar. The US first naval radar XAF was at sea in 1938 aboard the USS New York.
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航海雷达与ARPA
2、测向原理
绪
论
过程分析： 过程分析：
天线高度定向性——θh很小 a、天线高度定向性 θ 该目标接收电波——反射 b、只有当主波束对准目标——该目标接收电波 只有当主波束对准目标 该目标接收电波 反射 当偏离目标——主波束不对准 c、当偏离目标 主波束不对准 该目标——不能被探测 不能被探测——无反射 该目标 不能被探测 无反射 ∴ 主波束轴方向——代表O—T之间的方向；[理解：→第1 主波束轴方向 代表O T 之间的方向； 理解： 代表 要点] 要点] d、由于显示器扫描线与天线同步旋转 当主波束扫到某一方向——扫描线相应扫在这一 即 ： 当主波束扫到某一方向 扫描线相应扫在这一 方位上。 方位上。 [理解：→第2要点] 理解： 要点] 该目标回波——就会立即在该方向上显示出来。 就会立即在该方向上显示出来。 ∴ 该目标回波 就会立即在该方向上显示出来
绪
论
CH1 雷达基本工作原理（ Radar basic principle of operation） operation） ξ1.1 雷达测距测方位基本原理 T2 T1 测距原理( 一. 测距原理( Ranging Principle)
船用雷达的操作和使用
船用雷达的操作和使用船用雷达是船舶上常见的导航设备，它通过发射和接收微波信号来探测周围环境，并提供相关的信息给船舶驾驶员，以确保航行的安全。
以下是关于船用雷达的操作和使用的详细说明。
1.雷达系统组成船用雷达一般由以下几个部分组成：-雷达发射器：产生微波信号并向四周发射。
-雷达接收器：接收反弹回来的信号，并将其转化为图像。
-显示器：显示雷达所接收到的图像，并提供相关的信息。
-软件控制系统：用于控制雷达的各项参数和功能。
2.雷达的工作原理船用雷达利用微波信号来测量和跟踪目标物体的位置和距离。
当雷达发射器发射出的微波信号遇到物体时，一部分信号会被物体反射回来，雷达接收器接收到反射回来的信号后，通过信号处理和图像重建，形成雷达图像。
3.雷达的操作步骤以下是一般的雷达操作步骤：-打开雷达开关：将雷达接通电源，打开相关开关。
-设置雷达参数：根据航行需求，设置雷达的工作频率、功率、扫描范围等参数。
-定位雷达：将雷达安装到适当的位置，确保雷达可以360度无阻碍的扫描周围环境。
-调整雷达扫描模式和范围：根据航行需求，调整雷达的扫描模式和范围，可以选择水平扫描、垂直扫描、或者组合扫描等模式。
-观察雷达图像：通过观察雷达的显示器，获取周围环境的信息，包括航道、目标物体、岩礁、其他船只等。
-自动或手动跟踪目标：根据需要，雷达可以根据用户设置自动跟踪目标，也可以手动选择跟踪目标。
-分析和决策：根据雷达提供的信息，船舶驾驶员进行分析和决策，选择适当的航向和航速。
4.雷达的使用注意事项在使用船用雷达时，需要注意以下几个方面：-正确设置雷达参数：根据航行条件和需求，合理设置雷达的频率、功率、扫描范围等参数，以获取准确的雷达图像。
-关注目标物体：通过观察雷达图像，及时发现与船只航行有关的目标物体，如其他船只、浮标、岩礁等，并根据需要采取相应的行动。
-定期校准雷达：定期对雷达进行校准和维护，以确保其准确性和可靠性，同时保持雷达设备的清洁。
海船信号设备简要介绍
海船信号设备简要介绍海船信号设备是航海领域中非常重要和必备的装备之一，它们用于通信、导航和安全目的。
本文将简要介绍几种常见的海船信号设备，包括雷达、航向指示器、声呐和自动识别系统。
1. 雷达雷达（Radar）是一种利用射频波和电磁波进行探测、定位和跟踪物体的设备。
它通过发送脉冲波并接收其反射信号，以测量物体的位置、速度和方向。
雷达可以用于探测其他船只、岩礁、障碍物和航标等，从而提高船只的安全性和导航能力。
在海船上，雷达通常由屏幕、天线和控制器组成。
屏幕上显示出接收到的信号，并提供物体的位置和其他相关信息。
天线负责发射和接收信号，而控制器则用于调整雷达系统的设置和功能。
2. 航向指示器航向指示器（Compass）是一种用于确定船只方向的设备。
海船上的航向指示器通常是磁罗盘或陀螺罗盘。
磁罗盘通过感应地磁场来确定船只的方向，而陀螺罗盘则利用陀螺仪原理来测量航向角。
航向指示器通常嵌入在船只的船桥上，并与导航系统相连。
它提供船只的实时方向信息，同时也可以提供罗盘校准和自动导航功能。
3. 声呐声呐（Sonar）是一种利用声波进行水下探测和测距的装备。
海船上的声呐系统通常由发射器、接收器和显示器组成。
发射器发出声波信号，而接收器接收反射回来的信号。
通过测量声波的传播时间和接收到的信号强度，声呐可以确定水下物体的位置和距离。
声呐在海船上有多种应用，包括测量水深、探测潜在的障碍物、定位鱼群和搜索水下目标等。
4. 自动识别系统自动识别系统（Automatic Identification System，简称AIS）是一种用于船只识别和跟踪的设备。
它使用全球卫星导航系统（如GPS）和无线电通信技术来进行船只的位置监测。
AIS系统通过船只上的发射器和接收器，将船只的位置、船名、船舶类型和航行状态等信息发送到附近的船只和岸基站，以提高海上航行的安全性和效率。
结论海船信号设备在航海中起到了至关重要的作用。
雷达、航向指示器、声呐和AIS系统等设备能够提供准确的导航信息、确保船只的安全以及优化航行效率。
船用雷达
船用雷达0引言雷达概念形成于20世纪初。
雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。
它是利用电磁波探测目标的电子设备。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方向、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐渐扩大到民用商船。
1雷达的基本工作原理雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
2船用导航雷达2.1 船用导航雷达简介船用导航雷达(marine radar )是保障船舶航行，探测周围目标位置，以实施航行避让、自身定位等用的雷达，也称航海雷达。
它特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。
2.2 船用雷达与普通雷达的区别一般雷达把自身作为不动点表示在平面位置显示器的中心。
但在航海中，船舶自身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。
适应航海环境的雷达，应是真正运动的雷达，须能自动输入船舶自身的航速和航向，数据必须相当准确。
2.3船用导航雷达的最小作用距离—盲区导航雷达是用来探测水上目标的方位和距离,它不受气候影响,可以全天候引导船舶进出港口、码头和海上安全航行。
导航雷达最大作用距离主要取决于雷达脉冲的传播天线,如雷达天线高度、目标大小、形状及反射天线等。
船用雷达与定位与导航
雷达导航系统
探测障碍物
利用雷达发射的电磁波探测周围 障碍物，提供实时、准确的距离
和方位信息。
气象监测
雷达系统可以监测海洋气象信息， 如风向、风速、海浪等，为航行提 供参考。
自动避障
通过雷达探测周围障碍物，自动调 整航向和航速，避免碰撞事故。
惯性导航系统
船用雷达的应用场景
船用雷达广泛应用于船舶导航、避碰、气象观测和海洋调查等领域。在船舶导航中，雷达可以帮助船员探测周围的目标，避 免碰撞事故的发生。
在避碰中，雷达可以实时监测周围船舶的动态，为船舶提供安全航行的信息。在气象观测中，雷达可以探测降雨、风向和风 速等信息，为航行提供气象保障。在海洋调查中，雷达可以用于探测海底地形、水深和流速等信息，为海洋科学研究提供数 据支持。
标准化和互操作性
为了促进集成系统的广泛应用和发展，需要制定统一的标准和规范， 提高不同设备和系统之间的互操作性和兼容性。
05 安全与法规考虑
安全与法规考虑 国际海上避碰规则
雷达设备的合规性
船用雷达设备必须符合国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）的相关标准和规定，以确保其性 能、安全性和可靠性。在使用船用雷达设备时，应确保其符合相关法规和标准的要求，并定期进行维护和 校准。
船用雷达与定位与导航
目录
• 船用雷达系统 • 定位系统 • 导航系统 • 船用雷达与定位与导航的集成应用 • 安全与法规考虑
01 船用雷达系统
船用雷达工作原理
船用雷达通过发射电磁波并接收反射 回来的信号来探测目标，根据目标距 离、方位和高度等信息，形成雷达图 像。
雷达波在传播过程中会受到气象、海 浪等因素的干扰，因此需要对接收到 的信号进行滤波、放大和去噪等处理 ，以提高探测精度。
海面雷达知识点总结
海面雷达知识点总结海面雷达是一种利用电磁波进行信号传输和接收的设备，用于探测和监测海面上的船只、航标和其他物体。
它在海洋航行、渔业、海上天气监测等方面有着广泛的应用。
了解海面雷达的知识点有助于我们更好地理解它的原理和功能，以及如何正确使用和维护海面雷达设备。
本文将对海面雷达的相关知识进行总结，包括原理、技术特点、应用领域等内容。
一、海面雷达的原理及工作方式1. 海面雷达的原理海面雷达是一种利用电磁波进行测距的设备。
其工作原理是发射一束电磁波并接收由目标物体反射回来的信号，通过测量信号的回波时间和强度来确定目标的距离、方向和速度。
海面雷达所使用的电磁波通常是微波，其频率范围在几百兆赫兹到几千兆赫兹之间。
2. 海面雷达的工作方式当海面雷达接收到目标物体反射的信号时，通过分析该信号的回波时间和强度，可以确定目标物体的距离、方向和速度。
海面雷达通常可以通过调整发射和接收的频率、功率和天线方向来实现不同范围和分辨率的探测。
在船舶上使用的海面雷达通常还配备有显示屏和声音报警系统，以便操作人员及时发现和处理潜在的危险情况。
二、海面雷达的技术特点1. 高频率、短波长海面雷达所使用的电磁波通常是高频率、短波长的微波，这使得它能够在海面上产生较小的波束扩散角，从而实现较高的探测分辨率和精度。
2. 能够穿透雾霾海面雷达所使用的高频微波能够比较好地穿透雾霾，从而在恶劣天气下依然能够保持较好的探测性能，这使得它在海上的导航和监测中具有更加可靠的应用保障。
3. 信号处理技术海面雷达配备有先进的信号处理技术，能够对接收到的信号进行复杂的处理和分析，从而实现对海面目标的高效探测和识别。
4. 自动跟踪系统一些先进的海面雷达还配备有自动跟踪系统，能够对目标物体进行自动跟踪，从而提高操纵的便捷性和操作的准确性。
三、海面雷达的应用领域1. 海洋航行海面雷达是船舶上必备的导航设备之一，能够帮助船舶实现对周围海域的快速和准确的监测，从而保障船舶的安全航行。
趣味小知识为什么雷达可以探测飞机和船只
趣味小知识为什么雷达可以探测飞机和船只雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的技术。
它广泛应用于军事、航空、海洋等领域，能够准确探测到飞机和船只的位置和速度。
那么，为什么雷达可以实现对飞机和船只的探测呢？本文将从物理原理和技术过程两方面进行阐述。
一、物理原理雷达探测飞机和船只的原理和方法主要基于以下物理原理：电磁波的散射和回波。
1. 电磁波的散射雷达发射器向周围空间发射无线电波，这些波在遇到目标物体时会发生散射。
散射现象是由目标物体与电磁波相互作用产生的，包括反射、散射、折射等。
飞机和船只作为大型物体，其体积较大，当电磁波入射到它们表面时，会产生一部分散射波。
2. 回波的接收当散射波与雷达接收器相遇时，雷达可以将接收到的散射波转化为电信号（也称为回波）。
回波信号的强度和到达雷达的时间可以提供有关目标物体距离和速度的信息。
由于飞机和船只的体积较大，它们与电磁波的相互作用会导致较强的回波信号。
二、技术过程雷达探测飞机和船只的过程主要包括发射、接收和信号处理等环节。
1. 发射雷达发射器会向周围空间发射一束无线电波。
这些无线电波经过天线发射出去，并在空间中传播。
2. 接收当无线电波遇到目标物体时，会发生散射现象。
散射波在空间中传播，有部分会进入雷达接收器的天线。
3. 信号处理雷达接收器将接收到的散射波转化为电信号，并经过放大和滤波等处理。
处理后的信号可以提供飞机或船只的位置、速度、航向等信息。
通过上述技术过程，雷达可以准确地探测到飞机和船只的存在并获取相关信息。
这种无线电波探测技术在航空和航海等领域具有重要的应用价值。
总结起来，雷达之所以能够探测飞机和船只，是因为它利用电磁波与目标物体相互作用产生的散射现象和回波信号来实现的。
通过发射和接收等技术过程，雷达可以提供目标物体的位置、速度等信息。
这些信息对于军事、民航、海事等领域的安全和监测具有重要意义。
船用雷达详细介绍
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。
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船用雷达工作原理
雷达是利用电磁波进行遥感探测的无线电传感技术。
船用雷达利用超高频电磁波能够
穿透雾、雨、霜、雪等恶劣气象环境，对水面、陆地、船只等进行探测，以实现船舶导航、安全警示和通讯等功能。
船用雷达主要由雷达天线、发射、接收、信号处理等部分组成，其工作原理为：雷达
天线发出一束高功率、短脉冲的电磁波，并接收回波信号，在信号处理装置中将回波信号
转换为可视化的雷达图像，以指引船只航行和避免风险。
船用雷达的发射部分包括频率发生器、高频功率放大器、脉冲调制器等。
频率发生器
产生电波，高频功率放大器将电波放大，脉冲调制器将电波转换成短脉冲形式，控制发射
时间和频率，从而实现雷达的发射功能。
雷达天线是船用雷达中的核心部分，用于发射和接收电磁波，在不同方向上扫描目标
并接收回波信号。
雷达天线的构造形式有大臂、小臂、座式、开合式等多种，其选用应依
据不同的使用场景和需求来决定。
接收部分由接收器、低噪声放大器、中频放大器、检波器、A/D转换器等组成。
接收
器接收到回波信号后将其放大，并通过中频放大器将信号转换为中频信号，检波器将中频
信号解调成低频信号，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，供信号处理部分进一步处理。
信号处理部分由波形处理器、滤波器、调制解调器、图像处理器等组成。
波形处理器
将数字信号转换为基本波形，滤波器对信号进行滤波、降噪处理，调制解调器将信号转换
成可视化图像信号，图像处理器将信号转换为雷达图像，供船员使用。
总之，船用雷达通过发射短脉冲电磁波、接收回波信号并进行处理，能够精确定位船
只位置和目标方位、距离，提高船舶导航和安全性能。
在恶劣气象、强光干扰等环境中，
船用雷达仍能实现高精度探测，为航行带来便利和保障。