南京航空航天大学雷达原理本科考试重点
雷达知识点总结
雷达知识点总结1.雷达的工作原理1雷达测距原理超高频无线电波在空间传播具有等速、直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射现象。
用发射机产生高频无线电脉冲波，用天线向外升空和发送无线电脉冲波，用显示器展开计时、排序、表明物标的距离，用引爆电路产生的引爆脉冲并使它们同步工作。
2雷达测方位原理（1）利用超高频无线电波的空间直线传播；（2）雷达天线是一种定向型天线；（3）用方位读取系统把天线的瞬时边线随时精确地送至显示器，并使荧光屏上的扫描线和天线同步转动，于是物标脉冲也就按它的实际方位表明在荧光屏上。
雷达基本共同组成（1）触发电路（triggercircuit）促进作用：内要一定的时间产生一个促进作用时间很短的细长脉冲（引爆脉冲），分别送至发射机、接收机和显示器，并使它们同步工作。
（2）发射机（transmitter）促进作用：在引爆脉冲的掌控下产生一个具备一定宽度的大功率高频的脉冲信号（射频脉冲），经波导馈线送进天线向外升空。
参数：x波段：9300mhz―9500mhz（波长3cm）s波段：2900mhz―3100mhz（波长10cm）（3）天线（scanner;antenna）作用：把发射机经波导馈线送来的射频脉冲的能量聚成细束朝一个方向发射出去，同时只接收从该方向的物标反射的回波，并再经波导馈线送入接收机。
参数：顺时针匀速旋转，转速：15―30r/min（4）接收机（receiver）作用：将天线接收到的超高频回波信号放大，变频（变成中频）后，再放大、检波，变成显示器可以显示的视频回波信号。
（5）收发开关（t-rswitch）促进作用：在升空时自动停用接收机入口，使大功率射频脉冲只送至天线向外电磁辐射而不步入接收机；在升空完结后，能够自动拨打接收机通路使些微的脉冲信号成功步入接收机，同时停用发射机通路。
（6）显示器（display）作用：传统的ppi显示器在触发脉冲的控制下产生一条径向的距离扫描线，用来计时、计算物标回波的距离，同时这条扫描线由方位扫描系统带动天线同步旋转。
雷达原理复习PPT课件
1、已知某雷达最大作用距离为150Km，雷达天线的高度为10m，距雷达60Km处有一高度为 100m的目标，问：此时雷达是否可以观察到此目标？ Rs=4.1*(+)=4.1*13.16=53.956km 则Rmax=min(Rs,Rmax)=min(53.956,150)-53.956km 因53.956<60，则雷达不能观察到此目标 2、已知某雷达无衰减时的最大作用距离为100Km，问当单程传播衰减为0.4dB/Km时，则雷 达的实际最大作用距离是多少？ 有衰减时最用距离计算图，读图知答案 3、在目标尺寸比雷达工作波长大很多的情况下，要降低云雨回波对雷达测距性能的影响， 应降低还是提高雷达的工作频率？ 要降低云雨回波时对雷达测距性能的影响，应降低雷达的工作频率，为了提高工作波长， 即要降低f，可减小云雨回波的影响，而又不会明显减小正常雷达目标的截面积。
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• 4、什么是相参积累和非相参积累，并说明二者对检测因子的影响。
• 相参积累：信号在中频积累时要求信号见有严格的相位关系
• 非相参积累：由于信号在包络检波后失去了相位信息而只保留下幅度信息，因而检波后积累就不需要信号间 有严格的相位关系。
• 对非相参积累：M个等幅脉冲积累后对检波因子Do的影响是：
• 接收机的灵敏度体现接收机的接收微弱信号的能力
• 灵敏度的物理意义：表示接收机可接收到最小可测信号功率的能力
• 动态范围：体现接收机的抗过载性能
• 噪声系数：体现接收机的噪声性能
雷达原理及系统复习
KT0BnFn
• 信噪比表示的雷达方程
检波后积累
由
可得，
则
灵敏度
识别系数M
min
作用距离
雷达原理及系统复习
检测装置 检测门限
• 检测准则
门限检测采用奈曼-皮尔逊准则。该准则要求在给定的 信噪比条件下，在满足一定的虚警概率时的发现概率 最大，或者漏警概率最小。 降低门限的缺点：只要有噪声存在，其尖峰超过门限 电平的概率增加，虚警相应增加。
雷达原理及系统复习
• 大气折射和雷达直视距离
改变雷达的测量距离，产生测距误差；引起仰角测量误差
原因：
大气成分随时间、地点而改变，且不同高度的空 气的密度也不相同，大气密度随高度变化的结果 使折射系数对高度增加而减小。因此电磁波在正 常大气下的传播折射常使电波射线向下弯曲。
雷达原理及系统复习
• 雷达直视距离的计算
测距
利用发射信号回波时延求得
tr
tr
2R c
C ：光速，
R ctr 2
雷达原理及系统复习
例：一单基地脉冲雷达目标回波时延为1μs，求 目标离雷达的距离。 解：由公式 R c t r 代入参数可得 R150m
2
常见时延与距离：
1μs－－0.15km， 6.67μs－－1km， 12.3μs－－1.852km（1海里）， 10μs－－1.5km， 100μs－－15km， 1ms－－150km，
频率选择因素：体积、分辨力、用途、功能
雷达原理及系统复习
• 工作波长的选择
从接收机灵敏度来看，须考虑所选λ下接收机内部噪声和大
气噪声大小以及电磁波在大气中的衰减， λ应长一些。
从提高距离分辨率、角分辨率、天线增益的角度来看，希 望λ要短一些。
雷达的知识点总结
雷达的知识点总结一、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用发射器发射一定频率的无线电波，当这些电波遇到目标物时，一部分电波被目标物所反射，接收器捕捉这些被反射的电波，并通过信号处理，确定目标物的距离、方向和速度信息。
雷达工作的基本原理包括发射、接收和信号处理三个步骤。
1. 发射：雷达发射器产生并发射一定频率的无线电波，这些电波称为RCS（雷达交会截面）。
2. 接收：当RCS遇到目标物时，一部分电波被目标物所反射，接收器接收并捕捉这些被反射的电波。
3. 信号处理：接收到的被反射的电波通过信号处理系统进行处理，根据信号的时间延迟、频率偏移和振幅变化等信息，确定目标物的距离、方向和速度。
二、雷达的分类根据不同的工作原理和应用领域，雷达可以分为不同的分类。
1. 按工作频率分类：雷达可以根据工作频率的不同分为X波段雷达、K波段雷达、S波段雷达等，不同频率的雷达适用于不同的应用领域。
2. 按工作方式分类：雷达可以根据工作方式的不同分为连续波雷达和脉冲雷达，连续波雷达适用于测距，脉冲雷达适用于测速和目标分辨。
3. 按应用领域分类：雷达可以根据应用领域的不同分为军用雷达、民用雷达、航空雷达、舰船雷达等。
三、雷达的应用领域雷达技术在军事、民用航空、舰船航行、天气预报和科学研究等领域都有重要的应用价值。
1. 军事领域：雷达在军事领域具有重要的作用，可以用于目标探测、追踪和导航，对于战争中的空中防御和攻击具有重要的战术意义。
2. 民用航空：雷达在民用航空领域用于飞行导航、空中交通管制和飞行安全监测，对于航空运输的安全与效率具有重要的作用。
3. 舰船航行：雷达在舰船航行中用于目标探测、导航和防御，对于海上安全和航行效率起到关键的作用。
4. 天气预报：气象雷达用于对大气中的降水、风暴和气旋等气象现象进行探测和监测，对于天气预报和自然灾害预警具有重要的作用。
5. 科学研究：雷达技术也被广泛应用于科学研究领域，例如地球科学领域的地形测绘和地壳运动监测等。
雷达原理知识点
雷达的(radar)概念：无线电探测和测距。
雷达的原理：利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置的。
雷达的组成：天线：向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波1.收发开关：发射状态将发射机输出功率接到天线，保护接收机输入端接受状态将天线接收信号接到接收机，防止发射机旁路信号2.发射机：在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波3.接收机：放大微弱的回波信号，解调目标信息4.激励器/同步器：产生和供给收发信号共同的时间、频率、天线指向基准5.显示器/操作员：显示目标信息和雷达的工作状态，配合人工操作。
单级震荡发射机的特点：优点：简单，低廉，高效；缺点：频率不稳，相位随机，不能复杂调制主震放大式发射机组成及特点：1.基准振荡器：保证频率、重频、脉宽，2.锁相振荡器：提供相位（稳定性、一致性很高） 3.放大链：固态+行波管放大链，固态+行波管+速调管(前向波管)放大链等优点：频率稳定、准确，相位稳定，能够复杂调制缺点：复杂，昂贵，效率较低脉冲调制器的组成：1.直流电源：提供充足、稳定的直流能量，满足工作要求；2.充电元件：将直流能量及时传递给储能元件3.储能元件：在开关截止时保存充电能量，在开关导通时释放保存的能量4.调制开关：刚性在输入脉冲的作用下，脉冲期间导通，间歇期间截止软性在输入触发的作用下，导通释放能量，放尽后自然截止5.耦合元件：将高压、大电流脉冲作用到射频负载上（原理图另附）噪声系数定义：接收机输入端信号噪声功率比与输出端信号噪声功率比的比值及：雷达终端显示器根据完成的任务可分为: 距离显示器、平面显示器、高度显示器、情况显示器和综合显示器、光栅扫描显示器等。
检测性能由发现概率和虚警概率描述：发现概率越大说明发现目标的可能性越大；虚警概率越小说明错误目标的可能性越大；在虚警概率不超过某个允许值的条件下，发现概率越大越好虚警：没有信号时，输出的电平超过门限被认为是信号的事件。
波导损耗：波导损耗与波导制造的材料、工艺、传输系统工作状态以及工作波长等因素有关, 通常情况下, 工作波长越短, 损耗越大。
2021年雷达原理知识点总结
【雷达任务：测目的距离、方位、仰角、速度；从目的回波中获取信息【雷达工作原理：发射机在定期器控制下，产生高频大功率脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。
在天线控制设备控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目的上，二次散射电磁波一某些到达雷达天线，经收发开关至接受机，进行放大、混频和检波解决后，送到雷达终端设备，能判断目的存在、方位、距离、速度等。
【影响雷达性能指标：脉冲宽度（窄），天线尺寸（大），波束（窄），方向性。
【测角：依照接受回波最强时天线波束指向【雷达是如何获取目的信息？【雷达构成：天线，发射机，接受机，信号解决机，终端设备（电源，显示屏），收发转换开关【发射机工作原理：为雷达提供一种载波受到调制大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
【发射机基本构成：单级振荡式：脉冲调制器，大频率射频振荡器，电源。
主振放大式：脉冲调制器，中间和输出射频功放，电源，定期器，固体微波源（主控振荡器，用来产生射频信号）工作过程：（1）单级振荡式：信号由振荡器产生，受调制（2）主振放大式：信号由固体微波源通过倍频后产生，经射频放大链进行放大，各级都需调制（脉冲调制器），定期器协调工作。
优缺陷：单击振荡式：简朴经济轻便，频率稳定度差，无复杂波形；主振放大式：频率稳定度高，相位相参信号，有复杂波形，合用频率捷变雷达【发射机质量指标：（1）工作频率（波段）（2）输出功率：影响威力和抗干扰能力。
峰值功率（脉冲期间射频振荡平均功率）和平均功率（脉冲重复周期内输出功率平均值）。
（3）总效率Pt/P。
（4）调制形式：调制器脉冲宽度，重复频率，波形。
（5）信号稳定度/频谱纯度，即信号各项参数。
【调制器构成：电源，能量储存，脉冲形成【调制器任务与作用：为发射机射频各级提供适当脉冲，将一种信号载到一种比它高信号上【仿真线：由于雷达工作脉冲宽度多半在微秒级别以上，用真实线长度太长，因而在实际中是用集总参数网络代替长线，即仿真线【刚/软性开关：刚性开关电容储能某些放电式调制器，特点为某些放电，通电利索；软性开关人工线性调制器，特点为完全放电，效率高，功率大。
雷达气象学复习重点
1、天气雷达工作原理天气雷达工作原理:定向地向空中发射电磁波列(探测脉冲)，然后接收被气象目标散射回来的电磁波列（回波信号），并在荧光屏上显示出来，从而确定气象目标物的位置和特性雷达的测距原理：雷达根据从开始发射无线电波到接收到目标物回波的时间间隔，来测定目标与雷达之间的距离3、雷达主要组成:RDA:雷达数据采集系统、RPG:雷达产品生成子系统、PUP:主用户处理系统①定时器:定时器是雷达的“指挥中心”它实际上是一个频率稳定的脉冲信号发生器。
定时器每隔一定的时间间隔发出一个脉冲信号，它触发发射机，使发射机定时地产生强大的高频振荡脉冲并使阴极射线管同时开始作时间扫描②发射机:在定时器的控制下,发射机每隔一定的时间产生一个很强的高频脉冲,通过天线发射出去③天线传动装置: 天线传动装置主要包括两个部分，一部分是天线的转动系统，一部分是同步系统。
天线转动系统的作用是：（1）使天线绕垂直轴转动，以便探测平面上的降水分布，或漏斗面上降水、云的分布；（2）使天线在某一方位上作上下俯仰，以便探测云和降水的垂直结构和演变。
天线同步系统（也叫伺服系统）的作用是：使阴极射线管上不同时刻时间扫描基线的方位、仰角和相应时间天线所指的方位、仰角一致（即同步），从而使雷达荧光屏上出现的目标标志（用亮点或垂直偏移表示）的方位、仰角就是目标相对于雷达的实际方位、仰角④天线转换开关: 因为雷达发射和接受的都是持续时间极短（微秒量级）、间歇时间很长（千微秒量级）的高频脉冲波，这就有可能使发射和接收共用一根天线。
天线转换开关的作用是：在发射机工作时，天线只和发射机接通，使发射机产生的巨大能量不能直接进入接收机，从而避免损坏接收机；当发射机停止工作时，天线立即和接收机接通，微弱的回波信号只进入接收机⑤接收机:雷达接收机的作用是将天线接收回来的微弱回波信号放大并变换成足够强的视频信号送往显示器产生回波标志⑥雷达天线:雷达天线的作用是定向地辐射高频脉冲波和接收来自该方向的回波。
雷达气象学期末复习重点
雷达系统组成：触发信号产生器，发射机，天线转换开关,天线，接收机，显示器 脉冲重复频率PRF ：每秒钟产生的脉冲数目，脉冲间隔决定了探测距离；脉冲重复周期PRT ：两个相邻脉冲之间的时间间隔，PRT ＝1/PRF ；脉冲宽度τ：脉冲发射占有时间的宽度，单位微秒波长λ：电磁波在一个周期内在空间占有的长度；脉冲发射功率P ：发射机发出的探测脉冲的峰值功率；平均功率Pa:发射机在一个脉冲重复周期里的平均功率。
天线方向图：在极坐标中绘出的通过天线水平和垂直面上的能流密度的相对分布曲线图。
波束宽度: 在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角。
波束宽度越小，定向角度的分辨率越高，探测精度越高。
天线增益：辐射总功率相同时，定向天线在最大辐射方向上的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比。
灵敏度：雷达检测弱信号的能力。
用最小可辨功率Pmin 表示，就是回波信号刚刚能从噪声信号中分辨出来时的回波功率。
平面位置显示器PPI ：雷达天线以一定仰角扫描一周时，测站周围目标物的回波。
以极坐标形式显示。
距离高度显示器RHI ：显示雷达天线正对某方位以不同的仰角扫描时目标物的垂直剖面图 散射现象：当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时，入射的电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波，称为散射现象。
散射过程：入射电磁波使粒子极化，正负电荷中心产生偏移而构成电偶极子或多极子，并在电磁波激发下作受迫振动，向外界辐射电磁波，就是散射波。
单个球形粒子的散射定义无量纲尺度参数：α=2πr/λ当α<<1时：Rayleigh 散射，也称分子散射。
如空气分子对可见光的散射。
当0.1<α<50：Mie 散射。
如大气中的云滴对可见光的散射。
当α>50：几何光学：折射。
如大雨滴对可见光的折射、反射，彩虹等光现象。
瑞利散射：方向函数的具体形式：当雷达波是平面偏振波时，瑞利散射在球坐标中的方向函数为：()()ϕϕθλπϕθβ222222464sin cos cos 2116,++-=m m r 当入射雷达波长一定，散射粒子的大小和相态一定（即r 、m 为常数），则:()()ϕϕθϕθβ222sin cos cos ,+=C米散射：单个球形粒子的散射Rayleigh 散射与Mie 散射不同点：Rayleigh ：前后向散射相等，侧向散射为零。
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第一章(重点)
1＞雷达的基本概念
雷达概念(Radar),雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息，通过什么方式获取这些信息利用收发信号的相关性距离回波延时方位和仰角天线扫描速度多普勒频移尺寸和形状延时和多普勒频移。
2、目标距离的测量
测量原理、距离测量分辨率c*t/2、最大不模糊距离c*Tp/2
3、目标角度的测量
方位分辨率取决于哪些因素，大线方向性△(), B二人/D与波长方向性有美。
P=2*sin(6 /2)DRP 4、雷达的基本组成
哪几个主要部分，各部分的功能是什么
天线作用：
1、发射具有定向性的电磁信号
2、接收来自目标的回波信号
3、提供目标角位置测量
4、提供角度上的目标分辨
5、观测期望的空域
发射机接收机显示器
第二章
1、雷达发射机的任务
为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开美由天线辐射出去。
2、雷达发射机的主要质量指标
♦工作频率或波段
♦输出功率
♦总效率
♦信号形式
♦信号稳定度
3、雷达发射机的分类
♦按调制方式：①连续波发射机②脉冲发射机
♦按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波
♦按产生信号方式：①单级振荡式②主振放大式
♦按功率放大使用器件：①真空管发射机②固态发射机
4、单级震荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及务自的优缺点
♦单级振荡式
由振荡器直接产生大功率的射频震荡信号
优点：简单、经济、轻便
缺点：频率稳定度差，难以形成复杂波形，相继射频脉冲之间不相参♦主振放大式
由两级构成，第一级产生射频信号，再通过第二级电路进行功率放大
具有很高的频率稳定度
发射相位相参信号，相参发射机
适用于频率捷变雷达
能产生复杂的波形第三章（重点）1、接收机的基木概念
接收机的任务;通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中选择出
来，并经过放大和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备中。
超外差接收机概念；将接收信号与本机振荡电路的振荡频率，经混频后得到-个中频信号，这称为外差式接收。
得到固定的中频信号后再经中频放大器放大的，称为超外差式。
接收机主要组成部分；接收机保护器，低噪声高频放大器，混频器，中频放大器，检波器，视频放大器，接收机性能指标灵敏度
放大倍数（增益）
动态范围
中频的选择和滤波特性
抗干扰能力
工作稳定性
2、接收机的噪声系数（重点）
噪声系数、噪声温度的定义；接收机输入端信号噪声比和输出端信号噪声比的比值。
噪声系数、噪声温度和额定噪声功率之间的美M; Te=（F-l）*TO级联电路的噪声系数和噪声温度（要
求会推导级联电路噪声系数公式）F0=N0/Ni*Gl*G2, N0=Ni*Gl*G2+ANl*G2+AN2 ANl=（Fl-l）KTOBnGl, AN2=（F2-l）KT0BnG2o F=F1+（F2-1）/G1
3、匹配滤波
高斯白噪声背景下，使输出信噪比达到最大化的最优滤波器是匹配滤波器
SO（thCSi（Q*H（f）必#pf
第四章
1、雷达终端显示器的的任务
以光学图形、图像的表现形式，将雷达探测到的目标信息通过视觉传递给雷达操作者。
2、显示器的主要类型
＞距离显示器
＞平面显示器
＞高度显示器
＞情况显示器和综合显示器
＞光栅扫描显示器
3、距离显示器和平面位置显示器（了解）AJ,AR型P,B显
第五章（重点）
1、雷达距离方程（要求掌握推导过程并会推广到其它形式雷达，如双基地雷达）公式；最大
作用距离与各因素的关系
G=Sint/SO ,S0=Pt/4 TT R2,Pint=Sint* a =(Pt/4 nR2 )*G* o 雷达Pl 波在接收机处的密度Sr= Pi nt/4nR2=((Pt/4nR2)* G * a)/ 4nR 2 雷达接收至U的功率Pr=Sr*A=(Pt*G*A*a)/(47iR2)*(4TrR2)G=4「A/X2 P r= PtG * G * A2 * a/(4ir) 3 * R4
2、最小可检测信号
最小可检测信号，门限检测，门限检测是一种统计检测，由于信号登加有噪声，所以总输出是一个随机晶。
在输出端根据输出振幅是否超过门限来判断有无目标存在发现概率和虚警概率与门限电平的关系，纽曼技尔逊准则虚警概率，虚警时间和虚警数以及其相互关系虚警总数等于虚警概率的倒数
3、脉冲积累对信噪比的影响
相参积累检波前积累，M个脉冲积累信噪比变为原来的M倍麻11非相参积累检波后积累，
M个脉冲非常参积累信噪比改善为原来的VMOM倍）积累增加了雷达作用距离4、目标雷达横截面积
'南达横截面积与那些因素有关，与波长的关系是怎样的，雷达横截面积模型（分类依据）
目标特性（材料，形状，大小等），信号波长，观察的角度，信号极化方式瑞利区，震荡区，光学区以
施威林III III W型，慢，快，慢，快相关函数慢起伏，快起伏。
概率函数密度为1：
2
第八章
1、目标距离测量的方法有哪些脉冲法测距，调频法测距
2、脉冲法测距
3、解决距离模糊的方法有哪些
多重频去模糊，舍脉冲去模糊。
第七章
1、测角的物理基础
・电波直线传播
• 天线的方向性兀 d / .八.八、一一（sinO-
sin'o）＜兀 A
2、测角的方法
掌握测角分为哪几类，了解各类测角方法的基本原理
振幅法最大信号法，等信号法（比幅法，和差法）。
相位法相位差与距离差存在关系
3、天线波束扫描的方法机械性扫描，电扫描。
分为哪两类，各有什么优缺点简单、机械运动惯性大。
扫锚速度不高。
无惯性限制、扫描速度快，扫锚过程中波束展宽、天线系统复杂。
4、相位扫描法的特点无惯性限制、扫描速度快，扫锚过程中波束展宽、天线系统复杂栅瓣问题如何解决波束宽度有何特点0 0,5（0。
）=7人上（履）扫描时，在方向等效天线口径面尺寸等于天线口
径面在等相面上的投影，与法线方向相比，尺寸减小，波束展宽，增益下降。
第八章
1、多普勒频率的概念多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号的频率将发生变化
2、动n标显示宙达的工作原理利用运动目标和固定目标经过相位检波后的差别对消静止目标
原理
盲速、盲相
当运动目标的多普勒频率Fd=nFr 经过相消器，也将被消除这是对应的目标速度称为盲速。