船用雷达 详细介绍课件
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航海仪器 雷达课件
• 显示方式的分法：
• 1，按船首线的指向分：
•
艏向上
•
北向上（通常只有此种)
•
航向向上
• 2，按输入的船舶速度类型分：
•
对水真运动
•
对地真运动
14
• 1,北向上真运动显示方式： 直观。用于狭水道航行。由 于海岸、浮标等固 定物标图 象在屏上不动，这对于高速 船使用近量程观测时，保持 屏面上图象的清晰、稳定有 很大作用。唯45°－315°航 向不便。 –
• 应注意，其运动真实与否，取决于输入的航向、 航速的正确性。
• 对此，应在到心中有数。且要利用一切机会进 行检查、校正。
19
如：
•
雷达真运动显示时，航区有风流，如果小
岛回波在屏上不动了，说明航迹校正旋纽（加
风流压差）调得刚好适合。
• 另：
•
雷达真运动显示时，如果输入速度为0
（操作“零速开关”），显示方式将变为偏心
15
真运动显示方式
16
2.对水真运动： (Sea Stabilization True
Motion)
• 1〕输入速度：相对计程仪速度 • 输入航向：陀螺罗经 • 2〕运动特点： • 本船：按输入的航向、航速移动。 • 固定物标：按风流影响移动。 • 活动物标：做对水移动。 • 3〕应用：用于避碰标绘、计算及判 • 断有无碰撞危险，采取避碰措施.
的相对运动显示方式。
•
•
20
设定狭水道航行，真运动显示的更新
• 显示画面的更新：自动、手动。
21
第三章 船用雷达的使用性能
及其影响因素
22
第一节 最大探测距离及其影响因素
一，雷达最大探测距离Rmax
船用雷达 详细介绍ppt课件
按显示要求读出→还原模拟信号→显示
收发机
c
直角坐标 数据内存
光栅扫描 a — 原始方位和船首信号；b — 触发脉冲；c — 原始视频； 雷达 d — 数字方位信号；e— 数字视频
①将原始视频杂波抑制，然后与天线方位信号、船艏信号量化 ②进行坐标转换，产生光栅扫描信号
第四节 雷达显示系统
三、测距、测方位的误差测定和校正：
混频二极管（混频晶体） ○检查：万用表R100或R1 k档测正反向电阻， 严禁使用R1或R10 k档，损坏晶体 反正电阻比应大于100以上
○电流：说明本振和混频晶体是否工作。具体数值查说明书
回波幅度: V 级 本振输出: mV级 晶体电流值只由本振输出决定
○注意：铅管屏蔽（防高频辐射）、防振、防潮保管 更换或检测时应关高压，取下装上人机同电位
方位标志
荧光屏边缘
Fig. 距离与方位测量
第一节 雷达测距与测方位原理
一. 雷达测距原理
1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播 遇物标能良好反射 2、测距公式：R = 1/2·C × t Δ t ： 往返于天线与目标的时间 C: 电磁波在空间直线传播速度 C = 3×102 m/ s
如△t = 1μs，则，R = 150 m；对应于1 nm 距离， △t ＝12.35 μs 荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离
2.波导：用于3 cm雷达
由矩形空心管构成 — 由铜拉制成
第二节 微波传输线及雷达天线系统
波导元件
①均匀波导：直、扭、弯、软波导 ②不均匀波导： 谐振腔、带销钉的波导、 分支、开缝波导等 波导接头：扼流接头
(a)Waveguide section (b) Broad side ben(e) Pliable Short piston
收发机
c
直角坐标 数据内存
光栅扫描 a — 原始方位和船首信号；b — 触发脉冲；c — 原始视频； 雷达 d — 数字方位信号；e— 数字视频
①将原始视频杂波抑制，然后与天线方位信号、船艏信号量化 ②进行坐标转换，产生光栅扫描信号
第四节 雷达显示系统
三、测距、测方位的误差测定和校正：
混频二极管（混频晶体） ○检查：万用表R100或R1 k档测正反向电阻， 严禁使用R1或R10 k档，损坏晶体 反正电阻比应大于100以上
○电流：说明本振和混频晶体是否工作。具体数值查说明书
回波幅度: V 级 本振输出: mV级 晶体电流值只由本振输出决定
○注意：铅管屏蔽（防高频辐射）、防振、防潮保管 更换或检测时应关高压，取下装上人机同电位
方位标志
荧光屏边缘
Fig. 距离与方位测量
第一节 雷达测距与测方位原理
一. 雷达测距原理
1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播 遇物标能良好反射 2、测距公式：R = 1/2·C × t Δ t ： 往返于天线与目标的时间 C: 电磁波在空间直线传播速度 C = 3×102 m/ s
如△t = 1μs，则，R = 150 m；对应于1 nm 距离， △t ＝12.35 μs 荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离
2.波导：用于3 cm雷达
由矩形空心管构成 — 由铜拉制成
第二节 微波传输线及雷达天线系统
波导元件
①均匀波导：直、扭、弯、软波导 ②不均匀波导： 谐振腔、带销钉的波导、 分支、开缝波导等 波导接头：扼流接头
(a)Waveguide section (b) Broad side ben(e) Pliable Short piston
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。
船舶导航雷达 ppt课件
雷达图像的特点：
秦 皇 岛 航 海 学 院 由于雷达设备自身的性能、大气传播的条件、目标
的反射能力以及周围环境的变化都会影响雷达图像的形 成与质量，使雷达探测到的目标回波图像与真实目标相
Q H D H H X Y 比，可能会有很大的变形，比如：
► 雷达回波图像类似目标迎问天线面的垂直投影； ► 雷达只能探测目标的前沿，后沿被遮挡的部分无法
秦 皇 岛 航 海 学 院 船舶等对船舶导航
避碰安全航行有用 的各种回波之外， 还出无各法种避驾免驶员地显不示希望看到的回波，如海浪、雨雪、同频干扰、云雾、噪声、假 回波等。一个专业的雷达观测者，应能够在各种杂波干扰和复杂屏幕背景中分 辨出有用回波，引导船舶安全航行。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
Q H D H H X Y 成像、识别、检测、定位和跟踪。 电磁波具有似光性，在地球表面近似以光速直线 传播，遇到物体后会被反射回去。
Q H D H H X Y 英文：Radar---Radio Detection And
Ranging，即无线电探测与测距。
秦 皇 岛 航 海 学 院 ★ 应用于船舶导航的雷达成为船舶导航雷达
后
D
H
H
X
Y
C图为雷达屏幕，扫描 中心（起始点）为本船
秦 皇 岛 航 海 学 院 参考位置，量程为12n
mile，即在雷达屏幕上 显示了以本船为中心 12n mile为半径的本船 周围海域的雷达回波。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
统一公共基准点CCRP（Consistence
秦Com皇mon岛Refe航renc海e Po学int）院：是雷达IBS（情
秦 皇 岛 航 海 学 院 发自于扫描起始点的径向扫描线在屏幕上沿顺时针方
秦 皇 岛 航 海 学 院 由于雷达设备自身的性能、大气传播的条件、目标
的反射能力以及周围环境的变化都会影响雷达图像的形 成与质量，使雷达探测到的目标回波图像与真实目标相
Q H D H H X Y 比，可能会有很大的变形，比如：
► 雷达回波图像类似目标迎问天线面的垂直投影； ► 雷达只能探测目标的前沿，后沿被遮挡的部分无法
秦 皇 岛 航 海 学 院 船舶等对船舶导航
避碰安全航行有用 的各种回波之外， 还出无各法种避驾免驶员地显不示希望看到的回波，如海浪、雨雪、同频干扰、云雾、噪声、假 回波等。一个专业的雷达观测者，应能够在各种杂波干扰和复杂屏幕背景中分 辨出有用回波，引导船舶安全航行。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
Q H D H H X Y 成像、识别、检测、定位和跟踪。 电磁波具有似光性，在地球表面近似以光速直线 传播，遇到物体后会被反射回去。
Q H D H H X Y 英文：Radar---Radio Detection And
Ranging，即无线电探测与测距。
秦 皇 岛 航 海 学 院 ★ 应用于船舶导航的雷达成为船舶导航雷达
后
D
H
H
X
Y
C图为雷达屏幕，扫描 中心（起始点）为本船
秦 皇 岛 航 海 学 院 参考位置，量程为12n
mile，即在雷达屏幕上 显示了以本船为中心 12n mile为半径的本船 周围海域的雷达回波。
第一节 雷达目标探测与显示基本原理
统一公共基准点CCRP（Consistence
秦Com皇mon岛Refe航renc海e Po学int）院：是雷达IBS（情
秦 皇 岛 航 海 学 院 发自于扫描起始点的径向扫描线在屏幕上沿顺时针方
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。
MARK2船用雷达设备幻灯片PPT
?船舶通信导航设备运行与维Байду номын сангаас?课程讲义8
它由隙缝波导、垂直极化滤波器、扇形喇叭，终端吸收负载及 天线罩等局部组成。隙缝波导位于扇形喇叭颈部，它是一段窄边开 有许多隙缝的矩形波导，缝距约为，隙缝的距离、角度、深度及数 量决定了天线辐射的水平波束的宽度。一般天线〔隙缝波导〕越长 ，其水平波束越窄、方向性越好。垂，直极化滤波器是由镍铬丝条或 铝块制成的滤波格子，可以滤除从隙缝辐射出来的电磁波中的垂直 极化成分，仅剩下水平极化波辐射出去。终端吸收负载起匹配作用 ，它可以吸收传到波导终端的能量而防止反射。扇形喇叭由轻质金 属制成，用以限制垂直波束宽度，喇叭张角越大，那么垂直波束越 窄，其张口用低损耗材料密封。
?船舶通信导航设备运行与维护?课程讲义8
3．更换碳刷 当雷达工作3000小时以上，如果发生天线 不转的情况，请检查电机内置碳刷是否磨 损，如果有磨损请及时更换。具体更换方 法如图4.1所示。 操作步骤如下：
〔1〕按图B将两只固定螺丝拆开，使电机变速箱、电机磁缸与底部端盖三体别 离。 〔2〕反向将电机转子与底部端盖拉开，可见图C(底盖俯视图) 。 〔3〕如图C沿相对方向将碳刷从碳刷盒中小心抽出，用电烙铁沿两个焊点将旧 的碳刷撤除，换上新碳刷，并用电烙铁焊牢。注意将弹簧先放入碳刷盒，再将 碳刷装入。同时将磨损的碳粉清洗干净。
?船舶通信导航设备运行与维护?课程讲义8
〔3〕 定期检查天线支架的结实程度，发现支架或拉索出现异常时要及时采取 措施进展维护。 〔4〕定期检查连接天线单元和显示器单元的组合电缆，有无开裂、破损或其 他异常情况，发现异常及时补救。 〔5〕 定期检查有无锈蚀或松动的螺栓。对严重腐蚀那么用新的替代，并涂上 少量润滑油；发现松动的螺栓立刻紧固。 2．天线驱动电机的更换 当电机损坏，造成天线不旋转时，应更换天线驱动电机。 步骤：具体见操作录像 更换电机应注意的细节：更换电机时要使用与原厂相配套的安装螺丝。电机更 换完毕后，手动推旋天线一周，仔细观察，注意雷达船首装置簧片不要与电机 安装螺丝相碰。
船载雷达观测海浪探究课件
船载雷达观测海浪在海洋科学研究中的应用
研究海浪生成机制
通过船载雷达观测不同海域的海浪数据，可以研究海浪的生成机制和传播规律，深入了解 海洋动力学的奥秘。
研究海洋环流和潮汐
结合船载雷达观测的海浪数据和海洋环流模型，可以研究海洋环流和潮汐的变化规律，为 海洋环境和气候变化研究提供支持。
研究海洋生态系统和生物多样性
02
该技术通过发射电磁波并接收海 面反射回来的回波信号，经过处 理和分析，获取海浪的高度、周 期、方向等信息。
船载雷达观测海浪技术发展历程
船载雷达观测海浪技术最早起源于20世纪50年代，当时主要用于海洋科学研究。
随着雷达技术和计算机技术的发展，该技术在20世纪80年代开始得到广泛应用，成 为海洋环境监测的重要手段。
近年来，随着遥感技术的进步，船载雷达观测海浪技术逐渐与卫星遥感相结合，实 现了大范围、连续的海浪观测。
船载雷达观测海浪技术的重要性
船载雷达观测海浪技术对于海洋 科学研究、海洋环境监测、海洋 灾害预警等方面具有重要意义。
该技术能够提供实时的海浪信息 ，帮助科学家和预报员了解海洋 环境状况，预测天气和气候变化
智能化数据处理与分析
利用人工智能和机器学习技术，实现对雷达回波数据的快速、自动处 理和分析，提高数据处理效率。
船载雷达与卫星遥感的结合
通过结合船载雷达和卫星遥感数据，可以实现对海洋环境的全面、连 续观测，为海洋科学研究提供更多有价值的信息。
05
船载雷达观测海浪技术在实际应用中
的问题与解决方案
船载雷达观测海浪技术在应用中存在的问题
数据处理与解析的复杂性
由于海浪的动态性和复杂性，对雷达回波数据的处理和解析面临较 大挑战，需要发展高效和精确的数据处理算法。
船用雷达详细介绍课件
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
显示器通常具有高亮度和高分辨率，以便在恶劣海况下清楚显示目标。
目标跟踪与数据处理
目标跟踪与数据处理是船用雷达系统的重要功能之一，它能够实时跟踪多 个目标，并进行数据处理和分析。
通过自动或手动方式设定航路点和危险区域等参数，雷达系统能够自动检 测和跟踪目标，并实时更新目标位置、速度和航向等信息。
数据处理系统还能够对多个目标进行分类、过滤和融会处理，以提高目标 检测和辨认的准确性。
保持雷达的软件和固件最新，以获得最佳性能和安全性。
检查电源和接地
确保雷达的电源和接地良好，没有安全隐患。
常见故障排除与处理
1 2
雷达无响应
检查电源、电缆和雷达本身是否正常工作。
图像模糊或失真
可能是由于天线、发射机或接收机的问题，需要 专业维修。
3
显示特殊
检查雷达的显示部件是否正常工作，可能需要更 换。
助航设备联动控制
助航设备联动
雷达可以与船舶的助航设备进行联动控 制，如灯光、警报等，根据雷达探测到 的目标信息，自动调整助航设备的状态 ，提高航行的安全性和效率。
VS
自动辨认系统
通过与自动辨认系统（AIS）的配合使用 ，雷达可以获取船舶的航行信息，如航向 、速度等，有助于船员全面了解航行过程 中的船舶动态。
01
船用雷达的未来发 展
新技术应用
01
02
03
雷达信号处理技术
利用先进的信号处理算法 ，提高雷达的探测精度和 抗干扰能力，降低虚警率 。
雷达组网技术
通过多部雷达协同工作， 实现更大范围的覆盖和更 高精度的定位，提高目标 跟踪和辨认能力。
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船用雷达通过发射微波脉冲并探测目标回波来测定目标信息。雷达测距基于超高频无线电波在空间直线传播并遇物标良好反射的物理基础，测距公式为R=1/2×C×t。测方位则利用收发定向天线，只向一个方向发射并接收雷达波。雷达基本组成包括定时器、发射机、收大功率射频脉冲，即微波脉冲，收发开关控制发射和接收时机，天线负责定向收发，接收机放大微弱回波信号，显示器则按目标实际距离和方位显示回波。雷达发射机技术指标包括工作频率、脉冲宽度、脉冲重复频率和发射功率。工作频率有S波段和X波段，脉冲宽度影响距离分辨率和盲区，脉冲重复频率根据量程选择，发射功率一般指峰值功率。