第10章 高频超视距雷达简介
第5章相控阵雷达教育课件
另外，还有四相码，取0o, 90o, 180o, 270o四个相位点。 相位编码脉冲压缩仍有副瓣抑制的问题。
四相码应用较少。
习题：线性调频信号的带宽B为1MHz，时宽T为100μs，零中频，t0=0。采 样频率fs=B。 1． 画出线性调频信号实部和虚部的时域图形。 2． 画出线性调频信号的频谱图(FFT变换后取模，0频率在坐标中间)。 3． 画出无加权的脉冲压缩波形，计算最大副瓣电平，三分贝脉冲宽度。 4． 画出海明加权的脉冲压缩波形，计算最大副瓣电平，三分贝脉冲宽度。
t T 2
h(t) s (t0 t)w(t)
海明加权以后，失配将导致主瓣信噪比增益下降，主瓣宽度增加 等。
12.压缩滤波器
匹配滤波器可用数字方法实现，结果就是一个横向滤波器。 线性调频信号还可以在频域进行压缩。
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13.相位编码脉冲压缩
线性调频信号是连续变化的编码信号。相位编码是离散型编码 信号。
发射 天线 接收 阵列 阵列
图5.4有源相控阵雷达框图
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2.无源相控阵列雷达
共用一个和几个接收机和发射功，其余与有源相控阵列雷达相同。
显示 控制
发射机 数据处理，接收机
波控计算机
移相 天线 阵列 阵列
图5.5有源相控阵雷达框图
！！！
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§5.4相位扫描系统的组成及工作原理 阵列组态 目前，相控阵天线的阵面大都为平面阵(p158)均匀排列若干辐射源
相控阵天线一维主瓣方向由阵元馈电相位差决定。
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微波超视距雷达原理
微波超视距雷达原理一、引言微波超视距雷达是一种广泛应用于军事和民用领域的雷达系统，它利用微波信号进行目标探测和跟踪。
本文将介绍微波超视距雷达的原理和工作过程。
二、微波超视距雷达的原理微波超视距雷达是一种利用微波信号进行目标探测和跟踪的雷达系统。
其原理基于微波信号的传播特性和目标散射信号的特征。
1. 微波信号的传播特性微波信号具有较高的频率和较短的波长，能够在大气中传播较远的距离。
微波信号的传播损耗较小，能够穿透一定厚度的云层和大气层，适合用于远距离目标探测。
2. 目标散射信号的特征目标散射信号是目标表面反射回来的微波信号。
目标散射信号的强度和目标的形状、大小、材料特性等因素有关。
微波超视距雷达通过接收和分析目标散射信号，可以获取目标的位置、速度、距离等信息。
三、微波超视距雷达的工作过程微波超视距雷达的工作过程可以分为发射、接收和信号处理三个步骤。
1. 发射微波超视距雷达通过发射天线向目标发送微波信号。
发射天线通常会采用定向天线，以集中发射信号的能量，增加信号的强度和距离。
2. 接收微波超视距雷达通过接收天线接收目标散射回来的微波信号。
接收天线通常会采用定向天线，以增强对目标散射信号的接收能力。
3. 信号处理微波超视距雷达通过对接收到的目标散射信号进行分析和处理，提取目标的特征信息。
信号处理的方法包括滤波、放大、频谱分析等。
四、微波超视距雷达的应用微波超视距雷达广泛应用于军事和民用领域，具有以下几个方面的应用：1. 军事侦察微波超视距雷达可以用于军事侦察，实时监测敌方目标的位置、速度和距离等信息。
通过微波超视距雷达的应用，可以提供军事指挥部门的战场态势判断，为军事行动提供依据。
2. 空中交通管理微波超视距雷达可以用于空中交通管理，实时监测飞机的位置和速度等信息。
通过微波超视距雷达的应用，可以提供飞行控制中心的空中交通监控，确保飞机的安全飞行。
3. 气象预警微波超视距雷达可以用于气象预警，实时监测天气变化和气象灾害等情况。
高频地波雷达
高频地波雷达简介/home.php?mod=space&uid=39338&do=blog&view=m e&from=space&page=1一、概述高频地波雷达(HF Surface Wave Radar，简称HFSWR)作为一种新兴的海洋监测技术，具有超视距、大范围、全天候以及低成本等优点，被认为是一种能实现对各国专属经济区(EEZ)监测进行有效监测的高科技手段。
各临海发达国家均进行了研发投入，并实施了多年的对比验证和应用示范。
高频地波雷达利用短波（3～30MHz）在导电海洋表面绕射传播衰减小的特点，采用垂直极化天线(所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
)辐射电波，能超视距探测海平面视线以下出现的舰船、飞机、冰山和导弹等运动目标，作用距离可达300km以上。
同时，高频地波雷达利用海洋表面对高频电磁波的一阶散射和二阶散射机制，可以从雷达回波中提取风场、浪场、流场等海况信息，实现对海洋环境大范围、高精度和全天候的实时监测。
高频地波超视距雷达的工作原理（R1为视距，R2为雷达作用距离）在军事应用领域，地波超视距雷达的工作波长和电波传播特性决定其具有独特的性能优势（相对于微波雷达而言）：（1）作用距离远（300～400km）；（2）极强的反隐身能力；（3）抗低空突防；（4）抗反辐射导弹，等等。
在海洋环境监测领域，地波超视距雷达具有覆盖范围大、全天候、实时性好、功能多、性价比高等特点，在气象预报、防灾减灾、航运、渔业、污染监测、资源开发、海上救援、海洋工程、海洋科学研究等方面有广泛的应用前景。
高频地波雷达应用示意图由于其独特的性能优势及应用前景，许多临海发达国家竞相研制、购置和部署地波超视距雷达，以抵御现代战争的威胁并满足海洋开发与研究的需要。
雷达简介
雷达的历史
1842年多普勒（ChristianAndreasDoppler）率先提出利用多 普勒效应的多普勒式雷达。
1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后，科 学家们发现了电离层。短波通信风行全球。
1934年，一批英国科学家在 R．W．瓦特领导下对地球大气层进 行研究。有一天，瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧 光屏上出现了一连串明亮的光点，但从亮度和距离分析，这些光点完 全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验，他终 于弄清，这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的 无线电回波信号。瓦特马上想到，在荧光屏上既然可以清楚地显示出 被建筑物反射的无线电信号，那么活动的目标例如空中的飞机，不是 也可以在荧光屏上得到反映吗?
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对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测 出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线，滤 除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。所以脉冲 多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中 的活动目标。
脉冲多普勒雷达于 20世纪 60年代研制成功并投入使用。20世 纪 70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，脉冲 多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦 察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备。 装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹 的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行 多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布 情况。
超视距雷达综述
２ 天 波 超 视 距 雷达
利用电离层对高频电磁波的反射传播特性来完成
超视距 探测 的雷 达称 为 天 波 超视 距 雷 达 ， 波 超视 距 天
雷达 可分为 前 向散射 型和后 向散 射型 两种 。 前 向散 射天 波超 视距 雷达 按 “ 基地 ” 式工 作 ， 双 方 即 发 射 机 和 接 收 机 分 设 在 很 远 的两 地 ， 般 相 隔 约 一 ｌ００ ｍ， Ｏ０ ｋ 分设 在两 大洲 。电 波 自发 射 机 发 射 后 在 电 离 层 与地面 之 间跳 跃传 播 ， 当遇 到地平 线 以下 目标 后 ， 目标 前 向散 射 的电波 为 另 一地 点 的接 收机 所 接 收 ， 从 而可发 现 目标 。这 种 雷 达 的优 点 是 比较 简单 ， 由一 可 般 的雷达设 备改装 而成 ， 但性 能有 限 ， 只能判 断来袭 目 标 的大致方 向 ， 能用来 测定 目标 的距 离和其 他参 数 。 不
８ 代 出产 的 Ａ ／ Ｐ ．１ 达 ， 一部 双 基 地 调 频 ０年 Ｎ Ｆ Ｓ１８雷 是 连 续 波雷达 ， 其收发 功 能完全 由计 算机 控制 ， 收发 问通
层就 会折 回地 面 ； 到 目标 时 ， 散射 后 的一部分 能量 遇 经 沿原 路返 回 ， 被设 在 同一 处 相 隔 不远 的接 收 机所 接 且 收 。利用 这种 电离层 折射 效应观 测视距 以外 目标 的雷 达， 通常 称 为 天波 超 视 距 雷 达 。 （ ） 射 传 播 。 由 于 ４散 大气 或 电离层 的不均 匀性 ， 电磁 波被散 射 ， 电磁 波的散
射效应 也 可用 于雷 达 中。
信 由宽／ 窄带对流层散射无线 电通信和光纤链路实现。 后 向散 射天波 超视 距雷 达 的发 射 机和接 收机放 在
雷达技术简介及发展展望
摘要：文章简要介绍了雷达技术发展简史和雷达技术在现代国防中的地位和作用，简述了几种先进雷达的体制和技术的基本原理以及国外的先进雷达应用情况，提出了现代战争下雷达技术发展展望。
0 前言雷达(Radar)是英文“Radio Detection and Ranging”缩写的译音,意思是无线电检测和定位。
近年来更广义的Radar的定义为:利用电磁波对目标检测/定位/跟踪/成像/识别。
雷达是战争中关键的侦察系统之一,它提供的信息是决策的主要基础。
雷达可用于战区侦察,也可用于战场侦察。
装有雷达导引头的导弹、灵巧炸弹能精确地、有效地杀伤目标。
在反洲际弹道导弹系统，反战术弹道导弹系统中，雷达是主要的探测器。
雷达技术在导航、海洋、气象、环境、农业、森林、资源勘测、走私检查等方面都起到了重要作用。
下面简要叙述雷达技术发展简史。
雷达技术首先在美国应用成功。
美国在1922年利用连续波干涉雷达检测到木船，1933年6月利用连续波干涉雷达首次检测到飞机。
该种雷达不能测距。
1934年美国海军开始发展脉冲雷达。
英国于1935年开始研究脉冲雷达，1937年4月成功验证了CH（Chain Home）雷达站，1938年大量的CH雷达站投入运行。
英国于1939年发展飞机截击雷达。
1940年由英国设计的10cm波长的磁控管由美国生产。
磁控管的发展是实现微波雷达的最重要的贡献。
1940年11月，美国开发微波雷达，在二次世界大战末期生产出了10cm的SCR-584炮瞄雷达，使高射炮命中率提高了十倍。
二战中，俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术。
但除美国、英国外，雷达频率都不超过600MHz。
二战中，由于雷达的很大作用，产生了对雷达的电子对抗。
研制了大量的对雷达的电子侦察与干扰设备，并成立了反雷达特种部队。
二战后，特别是五、六十年代，由于航空航天技术的飞速发展，用雷达探测飞机、导弹、卫星、以及反洲际弹道导弹的需要，对雷达提出了远距离、高精度、高分辨率及多目标测量的要求，雷达进入蓬勃发展阶段，解决了一系列关键性问题：脉冲压缩技术、单脉冲雷达技术、微波高功率管、脉冲多卜勒雷达、微波接收机低噪声放大器（低噪声行波管、量子、参量、隧首二极管放大器等）、相控阵雷达。
雷达测距原理和脉冲法测距资料全
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现代级：136-139 中华现代：168-169 中华神盾：170-171
俄制MINERAL-ME 目标指示/射控雷达 (Bandstand音乐台)
——利用大气波导
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雷达测距的实现方法
物理解释：
一般地说单载频的连续波雷达没有测距能力，这与其发射信号带宽 太窄有关。若必须测量距离，则需要在连续波发射信号上加上某些定时 标志以识别发射的时间和回波时间。标志越尖锐、鲜明，则传输时间的 测量越准确。由傅立叶变换知：定时标志越尖锐，则发射信号的频谱越 宽。因此为了测量传输时间或距离，则必须扩展单载频连续波的频谱。
Tr
峰值功率Pt与平均功率Pav —— P av
Pt Tr
典型中程防空雷达参数： 1s, Tr 1ms, Pt 1MW， 则占空比为1 1000，P av 1KW
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1、距离分辨力：距离分辨力是指同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分 距离，它取决于雷达信号波形。
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2、测距范围：包括最小可测距离和最大单值测距范围。
最小可测距离——指雷达能测量的最近目标的距离。脉冲雷达收发共用天线，在 发射脉冲宽度时间内，接收机和天线馈线系统间是断开的，不能正常接收目标 回波。发射脉冲过去后天线收发开关恢复到接收状态，也需要一段时间t0。在上述 这段时间内，由于不能正常接收回波信号，雷达是很难进行测距的。因此，雷达 的最小可测距离为：
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4、微波超视距雷达
利用海面蒸发形成的大气波导(大气超折射和对流层非均匀散射)传播 效应是此系统在微波段实现超视距探测的基础，分别对应主动、被动工作 方式。 详细分析：见《电磁波传播特性》章节。
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
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高频超视距雷达简介
OTHR主要分为两类，利用电离层对电磁波 的反射探测目标的是天波OTHR，利用电磁 波在地球表面的绕射探测目标的是地波 （表面波）OTHR。
高频超视距雷达简介
高频（短波）雷达实际上是最先出现的一 种雷达。早在1916年，马可尼（Marconi） 就主张用无线电波来探测舰船。 1935年， Watson Watt和Wilkins利用英国广播公司 （BBC）短波电台的发射设备开展实验， 成功探测到了一架Heyford轰炸机。
高频超视距雷达简介
三、地波超视距雷达
地波OTHR利用高频电磁波在导电海洋表 面绕射传播衰减小的特点，采用垂直极 化天线辐射电波，能超视距探测海平面 视线以下出现的舰船、飞机和导弹等运 动目标。
高频超视距雷达简介
另外，地波OTHR利用海洋表面对高频电磁 波的一阶散射和二阶散射机制，从雷达回 波中提取风场、浪场、流场等海态信息， 可实现对海洋环境大范围、高精度和全天 候的实时监测。
80年代，通用电气公司（GEC）为美国空 军研制了AN/FPS-118天波OTH-B雷达。此 外，在阿留申群岛的阿姆奇特卡岛，还有 一部雷声（Raytheon）公司为美国海军研 制的AN/TPS-71可重建式OTHR （Relocatable Over-The-Horizon Radar， 缩写ROTHR）。
高频超视距雷达简介 1968～1972年，
Barrick定量解释了海 面一阶散射和二阶散射 的形成机制，为高频雷 达探测海洋表面状态建 立了坚实的理论基础。
高频超视距雷达简介 超视距雷达的性能优势
B2隐形战略轰炸机 百鸟舌反辐射导弹
F22猛禽战斗机
作用距离远 抗低空突防 极强的反隐身能力 抗反辐射导弹 抗干扰能力较强
1.2 km
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（澳大利亚）
站点配置
阵列校准
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（澳大利亚）
SECAR Bistatic HF surface Wave Radar
频率：5～20 MHz 发射功率：16kW/3.2kW 接收天线：32/64元，600/1200m 方位覆盖： 120° 距离分辨力：1～5 km 方位分辨力：2.5～8°
作为一个幅员辽阔的大国，我国也正在发 展天波OTHR，信息产业部十四研究所和二 十二研究所研制了一部实验系统，成功地 检测到了陆地及海面上的飞机目标。
高频超视距雷达简介
天波OTHR覆盖范围广，具有超视距探测、 反隐身等优点，但其系统庞大复杂，研制 和部署难度大,探测精度不高(因为工作频 率低且电波传播所依赖的电离层不稳定）， 需要与其它探测手段配合使用。
二十世纪50年代，美国空军和海军共同研 制了“梯皮（Tepee）”超视距后向散射 （Over-The-Horizon-Backscatter，缩写 OTH-B）雷达。到了60年代，美国海军研 究实验室研制了作用距离达900～4000km 的“麦德雷（MADRE）”实验型OTH-B雷达。
高频超视距雷达简介
频率：3～10 MHz 发射功率：16kW/3.2kW 接收天线：16元，600m 方位覆盖： 120° 距离分辨力：1～5 km 方位分辨力：2.5～8°
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（澳大利亚）
SECAR Bistatic HF surface Wave Radar
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（法国）
16元 10m高，200m长
5～z
高频超视距雷达简介
德国 WERA
高频超视距雷达简介
俄罗斯的高频地波雷达
高频超视距雷达简介
高频超视距雷达简介
二、天波超视距雷达
天波OTHR直接向电离层发射大功率电磁波， 被电离层反射后照射到远区的地域或海面， 在照射区内出现的雷达目标会产生回波， 其中一部分能量沿原路径再次通过电离层 返回雷达接收机，从而构成一个以探测运 动目标为主的雷达系统。
高频超视距雷达简介
高频超视距雷达简介
高频超视距雷达简介
仅仅过了两年，英国政府就下令在英国海 岸部署了由50部高频雷达组成的防空网 “本土链（Chain Home）”。第二次世界大 战期间，高频雷达为英国抗击纳粹德国的 侵略发挥了重大作用。
高频超视距雷达简介
1955年，Crombie首先发现高频雷达海洋回 波谱在两个多普勒频率上有强的尖峰
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（英国）
2007年 BAE System推出
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（英国）
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（英国）
高频超视距雷达简介
英国的舰载HFSWR
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（加拿大）
加拿大SWR-503
高频超视距雷达简介
国内外研究现状（加拿大）
高频超视距雷达简介
AN/FPS-118的发射天线阵 AN/TPS-71的接收天线阵
高频超视距雷达简介
前苏联也研制了类似美国OTH-B的雷达， 称作Kiev Buzzsaw，用作远程轰炸机、 巡航导弹和洲际弹道导弹预警，还用于 监视海洋，并为各种反舰武器系统提供 目标指示。
高频超视距雷达简介
澳大利亚与英国马可尼（Marconi）公司签 订了1.2亿英镑的合同，用来改造和扩建 “金达莱” 天波OTHR，部署两部雷达系统 组成“金达莱”雷达网（Jindalee Operational Radar Network，缩写JORN）。
高频超视距雷达简介
JORN的天线系统
高频超视距雷达简介
第10章 高频超视距雷达简介
高频超视距雷达简介
报告提纲
基本概念与特点
天波超视距雷达
地波超视距雷达
高频超视距雷达简介
一、基本概念与特点
超视距雷达（Over-The-Horizon Radar， 缩写OTHR）利用高频（3～30MHz）电磁波 （短波）的反射或绕射特性探测远距离目 标（舰船、飞机、巡航导弹、海洋表面 等），其作用距离可突破地球曲率的限制 而超越视距。