雷达系统
雷达探测工作原理
雷达探测工作原理雷达是一种利用电磁波进行目标侦测和测距的技术。
它是通过发射一束电磁波，然后接收并分析反射回来的信号来实现目标的探测和定位。
雷达在军事、天气预报、航空航天等领域得到广泛应用，具有重要的作用。
1. 原理简介雷达探测工作的基本原理是“发射-接收-处理”。
雷达系统首先发射一束脉冲电磁波，通常是微波或者无线电波。
这束电磁波会在空间中传播，遇到目标时一部分会被目标物体反射回来。
接着雷达系统接收到反射回来的信号，并将其转化为电信号进行处理，通过分析处理得到目标的位置、速度、尺寸等信息。
2. 发射过程雷达系统的发射过程是通过一个高频发射器实现的。
这个发射器会产生高频电信号，并将其放大后送往天线。
天线根据需要的辐射指向将电磁波发射出去。
这束电磁波可以是连续波或者脉冲波。
连续波雷达在工作过程中不断发射电磁波，而脉冲波雷达则是间断性地发射脉冲。
3. 接收过程雷达系统的接收过程同样由天线完成。
当目标物体反射回来的电磁波到达天线时，天线将其接收下来。
被接收的电磁波会被输入到接收机中，其中的放大电路会放大信号的幅度。
接收机会将这个被放大的信号转化为低频电信号。
4. 处理过程低频电信号进入雷达系统的信号处理模块进行处理。
首先，进行杂波滤波去除干扰。
然后，使用特定的信号处理算法分析接收到的信号。
通过计算信号的时间延迟、频率变化等特征，可以确定目标物体的位置、速度等信息。
最后，通过显示设备或者其他输出设备将结果展示给操作人员。
5. 工作范围和应用雷达的探测范围取决于电磁波的功率、频率和工作条件。
通常来说，雷达可以在几公里到几百公里的范围内进行目标探测。
雷达有着广泛的应用领域，包括军事侦察、天气预报、飞行器导航、交通控制等。
在军事方面，雷达可以实现目标的侦察、敌情监测和导弹防御。
在天气预报方面，雷达可以通过测量降水和风向来提供准确的天气数据。
6. 发展趋势和挑战随着科技的不断进步，雷达技术也在不断发展。
近年来，毫米波雷达和相控阵雷达等新型雷达技术得到了广泛应用。
雷达系统原理PPT课件
雷达系统原理
什么是雷达系统？
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标（如其他船，浮标，小岛等）反射回来，并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能，并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转，这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号，发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
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关于 SART雷达应答器
• 根据 GMDSS（全球遇险与安全系统）要求，IMO/SOLAS 类型的 船必须配备 SART。当船遇险时，SART 可以自动发出信号，所以 其他船或飞机就可以确定 遇险船的位置。若本船配备了波段的雷 达，并且 8 英里内有船遇险，SART 可以 指引雷达回波到遇险船。 该信号包括了 12 扫频，并在 9.2 到 9.5GHz 的频段传输。 根据距 离的不同，SART 具有 2 种扫频时间，由慢（7.5μs）到快(0.4μs) 扫描或反 之亦然。当接收到该信号时，屏幕上出现一条总长为 0.64 海里被 12 个点平均的 线。最近的 SART 的光点指示遇险船 的位置。当本船接近 SART 1 海里以内时， 雷达上显示快速闪烁 的扫描信号，并有一根单薄的线连接 12 个光点。
弱反射目标
• 目标反射的回波强度不仅取决于与目标间的距离，目标的高度或 尺寸，还要取决 于目标的材料和特性。具有低发射或入射角的目 标，如 FRP(纤维增强复合材料) 船和木制船发射的都不好。所以， 必须注意 FRP 船，木船或沙，沙洲，泥礁等 物体都是弱反射目 标。 由于与海岸线的距离等，本船在雷达图像上看起来比实际的 海岸线要远，当船周 围有弱反射目标时，应更加谨慎。
《雷达原理与系统》课件
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面，为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号，通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号，并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离，通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力，通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力，通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力，通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力，主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时，回波信号会产生多 普勒频移，通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向，从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达，相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力， 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达（SAR）
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像，将各个成像点的信息进 行合成处理，获得高分辨率的地面图像。
雷达系统课后习题和答案
雷达系统课后习题和答案雷达原理习题集第一章1-1.已知脉冲雷达中心频率＝3000MHz，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs，回波信号的频率为3000.01MHz，目标运动方向与目标所在方向的夹角60°，求目标距离、径向速度与线速度。
1-2.已知某雷达对σ= 的大型歼击机最大探测距离为100Km，a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到，此时的最大探测距离为多少？b）在a）条件下，如果雷达仍然要保持100Km最大探测距离，并将发射功率提高到10倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？1-3. 画出p5图1.5中同步器、调制器、发射机高放、接收机高放和混频、中放输出信号的基本波形和时间关系。
第二章2-1. 某雷达发射机峰值功率为800KW，矩形脉冲宽度为3μs，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比2-2. 在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？2-3. 用带宽为10Hz的测试设备测得某发射机在距主频1KHz处的分布型寄生输出功率为10μW，信号功率为100mW，求该发射机在距主频1KHz处的频谱纯度。
2-4. 阐述p44图2.18中和p47图2.23中、的作用，在p45图2.21中若去掉后还能否正常工作？2-5. 某刚性开关调制器如图，试画出储能元件C的充放电电路和①~⑤点的时间波形2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压10V，试画出该人工长线放电时（开关接通）在负载上产生的近似波形，求出其脉冲宽度L=25μh，C=100pF，=500Ω2.7. 某软性开关调制器如图，已知重复频率为2000Hz，C=1000pF，脉冲变压器匝数比为1：2，磁控管等效电阻=670Ω，试画出充放电等效电路和①~⑤点的时间波形。
若重复频率改为1000Hz，电路可做哪些修改？2.8．某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知=120KV，Eg=70V，=100pF，充放电电流I=80A，试画出a,b,c三点的电压波形及电容的充电电流波形与时间关系图。
雷达介绍PPT课件
三、雷达的发展历史
•1842年，奥地利物理学 家多卜勒——率先提出了 速度与音高关系的多卜勒 效应。
•1865英国物理学家 Maxwell ——描述了电磁 场理论
•1886德国物理学家 Hertz ——发现了电磁场 并证明了 Maxwell 的理论
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二、雷达和无线电通信的比较
雷达与无线电通信的共同点： ➢二者的理论基础是一致的，都涉及到电路与系统、电磁场与微 波技术、信号与信息处理、计算机应用等学科； ➢电子系统大部分相似，都包括发射机，接收机，信号处理机等。
总体来说，雷达系统比通信系统要复杂得多；雷达对 信息获取的要求更高、难度更大；雷达的信号形式更 多，更复杂，信号处理更复杂。
三、雷达的发展历史
•60年代，电扫描相控阵天线。美国AN/SPS-33防空相控阵雷 达工作于S波段（2G～4GHz,10cm），方位机械扫描，仰角 电扫描。 •1964年，美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人 造地球卫星或空间飞行器。 •60年代，NRL美国海军实验室研制成探测距离在3700km以 上的“麦德雷”高频超视距雷达，首先证明了超视距雷达探 测飞机，弹道导弹和舰艇的能力，还能确定海面状况和海洋 上空风情的能力。
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三、雷达的发展历史
•合成孔径雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达在70年代得到新 的发展。 •70年代中期，合成孔径雷达的计算机成像。装在卫星的合成孔 径雷达获得分辨率25×25m的雷达图像，1cm波段的机载合成 孔径雷达可以达到0.09m2的分辨率。 •70年代越南战争后期，出现用甚高频（VHF）雷达探测地下坑 道。 •空间应用方面，雷达用来帮助“阿波罗”飞船在月球着陆，在 卫星方面被用作高度计，测量地球及其表面的不平度。 •70年代，“丹麦眼镜蛇”雷达是一部又代表性的大型高分辨率 相控阵雷达，美国将该雷达用于观测，跟踪苏联勘查加半岛下 靶场上空的多个再入弹道导弹的弹头。
雷达系统工作原理
雷达系统工作原理
雷达系统工作原理主要包括脉冲雷达和连续波雷达两种类型。
这两种雷达系统在原理上有一些不同，但都是通过向目标发射微波信号并接收回波来实现目标检测和跟踪的。
脉冲雷达系统利用脉冲信号的特性来进行测量。
它通过向目标发送短暂的高功率脉冲微波信号，然后等待接收目标反射回来的回波信号。
脉冲雷达通过测量回波的时间延迟来计算目标离雷达的距离。
由于脉冲雷达系统的工作原理是基于发送和接收之间的时间差，所以它对目标距离的测量精度相对较高。
连续波雷达系统则是通过连续地发射和接收微波信号来实现目标探测和跟踪的。
它向目标发送一定频率的持续微波信号，并接收目标反射回来的信号。
连续波雷达通过测量接收到的信号的频率变化来计算目标的速度。
由于连续波雷达系统的工作原理是基于信号频率的变化，所以它对目标速度的测量精度相对较高。
不论是脉冲雷达还是连续波雷达，雷达系统都需要利用天线来发射和接收微波信号。
雷达系统会向天空或水平面发射微波信号，并接收由目标反射回来的信号。
接收回波信号经过放大、滤波等信号处理后，会对信号进行分析和解调，从而得到目标的距离、速度、方位等信息。
总而言之，雷达系统工作的主要原理是利用发射和接收微波信号来探测目标并获取目标信息。
无论是脉冲雷达还是连续波雷达，它们都通过测量回波的时间延迟和频率变化来计算目标的
距离和速度。
雷达系统广泛应用于军事、航空、气象等领域，发挥着重要的作用。
雷达系统基础知识解析
雷达系统基础知识解析雷达系统是一种以电磁波为载体，利用接收机接收反射回来的信号，获得目标的位置、速度、形状、运动状态等信息的远程探测手段。
在现代军事、民用、科研等领域中，雷达系统得到了广泛应用。
本文将从雷达的原理、分类、应用等方面进行分析，对雷达系统进行基础知识解析。
一、原理雷达系统的探测原理基于电磁波的回波信号。
雷达系统通过向目标发送一个连续波或者脉冲波，这些波被目标反射后返回到雷达接收机。
接收机接收到的信号被处理后，可以提供目标的位置、速度、方向、距离等信息。
雷达系统的原理主要包括两个方面：1. 电磁波的传输和反射雷达系统中常用的电磁波包括微波、毫米波、红外线等，其中微波是最为常用的。
雷达发射的微波成为发射波，这些波穿过空气，到达目标后会被目标吸收或反射。
被反射回来的波成为回波，这些回波被接收机接收并处理，从而得到目标的信息。
2. 接收和处理雷达系统中的接收机可以接收发射的信号，并进行处理。
接收机的处理可以包括信号的放大、滤波、检波等，从而得到有效的目标信息。
接收机通常还会通过多普勒现象对目标的速度进行测量。
二、分类按照不同的特征，雷达系统可以分为多种不同类型：1. 脉冲雷达脉冲雷达通常使用的是短脉冲信号来探测目标。
这种雷达系统能够测量目标的距离和位置，但对于目标的速度探测能力较弱。
2. 连续波雷达连续波雷达通常使用连续发射的信号来探测目标。
这种雷达系统能够测量目标的速度和方向，但对于目标的距离探测能力较弱。
3. 相控阵雷达相控阵雷达使用多个发射天线和接收天线，这些天线可以通过计算机进行编程，从而形成一个具有指向性的波束。
相控阵雷达能够非常精确地探测目标的位置和速度。
4. 毫米波雷达毫米波雷达使用的电磁波在波长上较短，因此具有很强的穿透能力和抗干扰能力。
毫米波雷达通常被用于捕捉小物体的距离信息。
三、应用雷达系统的应用主要包括以下几个方面：1. 军事领域在军事领域中，雷达系统可以作为一种重要的侦察装备，能够探测敌方的目标信息，从而进行有效的作战指挥。
雷达工作原理与流程
雷达工作原理与流程雷达是一种利用电磁波通过空气传播并接收返回信号的远距离检测和测量设备，主要用于探测目标的位置、速度等信息。
雷达工作原理可分为发射、接收和处理三个主要步骤。
首先，雷达通过发射器发射一束电磁波。
这束电磁波被称为雷达波或探测波。
雷达波大多数情况下采用微波或无线电波，因为它们在大气中传播损耗较小且不易受到天气等影响。
雷达波一般通过可调节的波束发射器发出，以使其能够在不同方向上进行和侦测。
接下来，发射的雷达波会在空中传播。
雷达波在传播过程中会受到大气和其他物体的干扰和散射。
当雷达波遇到目标时，它会被目标表面反射回来。
这些返回的信号被称为回波。
目标的特征，如大小、形状、材料等，会影响回波的强度和属性。
然后，接收器会接收到返回的雷达波。
接收器负责检测和测量返回信号的强度、时间以及频率等参数。
一旦接收到返回信号，雷达系统就可以计算出目标的距离、速度、方向等信息。
这些信息可以通过信号处理系统进行进一步处理，以生成雷达图像或者用于目标追踪和分类。
雷达系统的工作流程如下：1.设置雷达参数：包括选定工作频率、波束扫描模式和雷达功率等。
2.发射雷达波：根据设定的参数，发射器产生一束雷达波，并朝着设定的方向发射。
3.接收回波信号：接收器接收目标返回的波，包括其强度、时间、频率等信息。
4.提取回波数据：接收器将接收到的回波数据传送给信号处理系统，进行初步处理。
5.信号处理：信号处理系统对接收到的回波数据进行滤波、解调、去噪等处理，以提取目标信息。
6.数据分析和目标计算：处理后的信号被用于计算目标的距离、速度、方向等参数。
7.可视化和报告：根据处理结果，可以生成雷达图像、数据图表或者其他形式的报告，提供给操作员进行分析和判断。
总结而言，雷达通过发射电磁波并接收返回信号，利用信号处理技术计算目标的位置、速度等信息。
雷达工作原理和流程的掌握对于目标探测、导航和监测等应用具有重要意义。