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文檔簡介

1、第一章 基本工作原課第一節(jié) 測距測方位基本原理1測距a)利用電磁波特性:1).直接傳播(微波波段)2).勻速傳播(同一媒質(zhì)中)3).反射特性(在任何兩種媒質(zhì)的邊界面)-圖式(舊圖式:變速運(yùn)動(dòng)怎樣計(jì)算距離?勻速度怎樣計(jì)算距離?勻速度計(jì)算距離需要怎樣的物理性質(zhì)保證?微波波段電磁波特性能夠滿足勻速度計(jì)算距離需要怎樣的物理性質(zhì)嗎?b)計(jì)算公式:S = C( t2 - t1 ) / 2其中:S:目標(biāo)和本船距離; t1 :發(fā)射時(shí)刻; t2 :接收時(shí)刻 ;C:電波速度;為300000公里/秒 為準(zhǔn)確測量( t2 - t1 ) ,發(fā)射信號包絡(luò)為矩形脈沖。-圖式(舊圖式:勻速度計(jì)算距離顯然如上述。2測向 天線為

2、定向天線,只向一個(gè)方向發(fā)射,也只接收這個(gè)方向的目標(biāo)回波,實(shí)現(xiàn)這個(gè)方向的測距。隨著天波的轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)不同方向的測距。-圖式(舊圖式:尖銳輻射與很寬范圍輻射是什么關(guān)系?同距離不同方向的目標(biāo)不好識別。雷達(dá)測量對象:從測距測方位原理我們可以得出下列二點(diǎn)結(jié)論:1、 只能探測目標(biāo)水面上部分的距離、方位及大致的形狀。-圖式(舊圖式:水下聲波傳播很遠(yuǎn),電磁波和光波很快衰減2、 只能顯示物標(biāo)當(dāng)前的位置,不能顯示物標(biāo)的速度和加速度。-圖式(舊圖式:按照雷達(dá)距離計(jì)算公式,我們不能知道多普勒頻率不能測量速度。再根據(jù)測向和雷達(dá)距離計(jì)算公式-顯示物標(biāo)當(dāng)前的位置顯然。電波反射特性-只能知道大致的形狀 第二節(jié) 基本組成及各部分

3、作用-圖式(舊圖式:按照工作順序講,也就是-圖式(舊圖式1,-圖式(舊圖式2,-圖式(舊圖式3 .下列為電路順序1)觸發(fā)電路: 每隔一段時(shí)產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖,同時(shí)送到發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、顯示器三部分,使它們同步工作。(觸發(fā)電路決定工作開始的時(shí)間)-圖式(舊圖式3.3:發(fā) 射 機(jī)什么時(shí)候產(chǎn)生大功率,微波?2)發(fā) 射 機(jī): 觸發(fā)脈沖到來后,立刻產(chǎn)生一個(gè)大功率,微波波段,具有一定寬度的脈沖包絡(luò)射頻(雷達(dá)工作頻率,微波波段)的信號。-圖式(舊圖式2.2:天線發(fā)射出去微波誰產(chǎn)生的呢?3)發(fā)收開關(guān): 發(fā)射時(shí);將發(fā)射機(jī)與天線接通,并將天線與接收機(jī)斷開。 接收時(shí);將發(fā)射機(jī)與天線斷開,并將天線與接收機(jī)接通。-圖式(舊圖

4、式:又發(fā)射又接受怎樣安排?4)天 線: 把發(fā)射機(jī)送來的微波能量聚成細(xì)束朝一個(gè)方向發(fā)射出去,同時(shí)只接收從該方向反射的回波。-圖式(舊圖式1:根據(jù)雷達(dá)測向測距離原理,顯然;天線是直接用來完成這個(gè)任務(wù)的。5)接 收 機(jī): 將天線送來的回波信號,進(jìn)行混頻、放大、檢波處理。得到表示目標(biāo)大小的視頻信號。-圖式(舊圖式2:天線送來的回波信號很微弱,怎么辦?6)顯 示 器: 在屏上掃描出一條徑向亮線,用徑向亮線上的加亮點(diǎn)或線段,來顯示目標(biāo)的距離,該掃描亮線隨天線同步轉(zhuǎn)動(dòng),掃描亮線與0刻度線用來顯示目標(biāo)的方位。-圖式(舊圖式3:接 收 機(jī)送來的回波信號,我們怎么看到?第三節(jié) 雷達(dá)發(fā)射機(jī)一、主要組成及各部分作用講

5、解順序-舊圖式1、舊圖式2、舊圖式31:觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器: 相當(dāng)于時(shí)鐘電路,使雷達(dá)各部分同步工作。-圖式(舊圖式3:電能什么時(shí)候產(chǎn)生的呢?以什么為依據(jù)?-量程-脈沖重復(fù)周期2調(diào)制器及預(yù)調(diào)制器: 觸發(fā)脈沖一到,預(yù)調(diào)制器輸出具有一定寬度的小功率正方波,控制預(yù)調(diào)制器產(chǎn)生的方波的起始時(shí)刻,預(yù)調(diào)制器產(chǎn)生的方波控制調(diào)制器,使調(diào)制器產(chǎn)生大功率負(fù)高壓脈沖。有的雷達(dá)沒有預(yù)調(diào)制器,預(yù)調(diào)制器的功能由調(diào)制器完成。 所以;調(diào)制器是產(chǎn)生高壓的部件。-圖式(舊圖式2:電能怎樣產(chǎn)生的呢?-空度比3: 磁控營: 在調(diào)制器輸出的負(fù)高壓作用下,磁控營產(chǎn)生矩形調(diào)制的微波振蕩脈沖.實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換,調(diào)制器相當(dāng)于高壓電源。-圖式(舊圖式1:天

6、線發(fā)射出去微波誰產(chǎn)生的呢?能量轉(zhuǎn)換怎樣實(shí)現(xiàn)?電能-微波能磁控營基礎(chǔ)知識:一般來說一個(gè)系統(tǒng)(不管是力學(xué)的、聲響的還是電子的)有多個(gè)共振頻率,在這些頻率上振動(dòng)比較容易,在其它頻率上振動(dòng)比較困難,共振是在共振頻率上系統(tǒng)具有某種正反饋或放大選擇性導(dǎo)致的。根據(jù)信號理論(傅里葉變換) 一個(gè)沖擊脈沖,有很寬的頻譜,頻譜的寬度與脈沖寬度成反比。 一個(gè)10000伏特電壓的沖擊脈沖,作用在下列系統(tǒng)上,將產(chǎn)生什么現(xiàn)象?-圖式(舊圖式:一個(gè)沖擊脈沖作用在共振頻率的系統(tǒng)上將會(huì)怎樣?5.2):磁控營基本結(jié)構(gòu)及工作原理 磁控營是實(shí)現(xiàn)微波振蕩的元件,其結(jié)構(gòu)、工作原理,與實(shí)際使用中的調(diào)試、維護(hù)等等事宜有關(guān)。下面我們扼要介紹之。

7、A:基本結(jié)構(gòu) 陰極和陽極之間的空間, 稱為空腔,空腔內(nèi)為真空??涨粌?nèi),有永久磁鐵提供的恒定磁場,如圖示。-圖式(舊圖式:有共振頻率的系統(tǒng)的空間在哪里? 陰極內(nèi)含有燈絲,加調(diào)制器送來的負(fù)高壓前,燈絲先通電3min,用于加熱陰極,陰極表面有氧化物涂層,加熱使其產(chǎn)生自由電子,能量轉(zhuǎn)換是自由電子完成的,沒有3min加熱,磁控管不能正常工作。-圖式(舊圖式:我們的任務(wù)是能量轉(zhuǎn)換,自由電子做什么用?B:工作原理 調(diào)制器負(fù)高壓脈沖一到,陰極和陽極之間激起微波振蕩。-圖式(舊圖式:調(diào)制器負(fù)高壓脈沖-相當(dāng)于一個(gè)沖擊脈沖陰極附件的自由電子,在飛向陽極過程中,由調(diào)制器提供的高壓,使電子加速獲得能量。 又在恒定磁場的

8、作用下,把自由電子獲得的能量,傳給微波振蕩,也就是微波電磁場使電子減速,使原本微弱的微波振蕩【電磁場】強(qiáng)大起來。-圖式(舊圖式:恒定磁場+自由電子-把能量送給微波振蕩載波頻率采用下列二種:S波段 (29003100)MHZ 10cm(波長)X波段 (93009500)MHZ 3cm(波長)-圖式(舊圖式:不同的磁控營,可以有二個(gè)共振頻率-也就是載波頻率5.4):工作狀態(tài)判斷: 磁控管正常工作時(shí),有穩(wěn)定的陽極電流,所以;能夠輸出穩(wěn)定的大功率微波,氖燈遇大功率微波輻射會(huì)發(fā)亮。 這樣;我們可以采用氖燈法、電流觀察法、雷達(dá)性能監(jiān)視器三種方法來判斷磁控管工作狀態(tài)。 電流法:a):電流值為規(guī)定值,磁控管工

9、作正常。否則為不正常。-圖式(舊圖式:有益電子到達(dá)陽極,說明書上有額定值 氖燈法:氖燈放在距收發(fā)機(jī)波導(dǎo)口1015(cm)處,若氖燈發(fā)亮,說明正常。不發(fā)亮,管子不工作。-圖式(舊圖式:氖是一種惰性氣體,在一般情況下不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。氖激發(fā)后放電,氖在放電時(shí)發(fā)出橘紅色輝光,大量應(yīng)用于城市霓虹燈激發(fā),是指原子在其它離子碰撞時(shí),由較低的能級向較高的能級發(fā)生躍遷的過程?;瘜W(xué)上的電離是指電解質(zhì)在一定條件下(例如溶于某些溶劑、加熱熔化等),電離成可自由移動(dòng)的離子的過程。在電離前可能是不含有離子(例如氯化氫),也可能是盡管有離子,但是里面的離子不能自由移動(dòng)(例如氯化鈉固體)。 物理上的電離是指不帶電的粒子

10、在高壓電弧或者高能射線等的作用下,變成了帶電的粒子的過程。例如地球的大氣層中的電離層里的粒子就屬于這種情況。電離層中的粒子在宇宙中的高能射線的作用下,電離成了帶電的粒子。 雷達(dá)性能監(jiān)視器 (后續(xù)章節(jié)介紹)-圖式(舊圖式:后續(xù)章節(jié)介紹5.5):磁控管保存及使用: 由于磁化作用,磁控管保存有如下規(guī)定: 木箱內(nèi),磁控管離鐵磁體至少10cm,二個(gè)磁控管之間至少距離20cm。備用磁控管應(yīng)經(jīng)常輪流使用。-圖式(舊圖式:磁化作用-在外磁場作用下,鐵、鎳等等內(nèi)部小磁疇改變方向第四節(jié) 微波傳輸及天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)由天線、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)裝置、船首線電路、方位同步發(fā)送機(jī)、波導(dǎo)-圖式(舊圖式:天線定義+徑向園掃描顯示和

11、實(shí)際發(fā)射的關(guān)系,下列內(nèi)容顯然1): 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 2): 方位同步發(fā)送機(jī)3): 船首線電路雷達(dá)波導(dǎo)由銅制成的內(nèi)部空心外形為矩形的金屬管,天線由窄邊開縫波導(dǎo)構(gòu)成,微波傳輸也由波導(dǎo)完成,所以;我們首先講解波導(dǎo)。-圖式(舊圖式:微波傳輸,微波發(fā)射的基礎(chǔ),當(dāng)然先講。2波導(dǎo)1):采用波導(dǎo)的原因: 天線發(fā)射與接收的信號,均為微波信號,微波信號不能用普通導(dǎo)線傳輸,這是因?yàn)槲⒉ㄐ盘栴l率太高的原因,下面我們分析之,并提出解決的方法。-圖式(舊圖式:麥克斯韋方程組-趨膚效應(yīng)-圖式(舊圖式:熱效應(yīng)理論微波是一種電磁能。通過離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)引起分子運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生熱效應(yīng)1】:離子傳導(dǎo)機(jī)理13離子傳導(dǎo)是電磁場中可離解離子的導(dǎo)

12、電移動(dòng),離子移動(dòng)形成電流且由于介質(zhì)對離子流的阻礙而產(chǎn)生熱效應(yīng)。2】:偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理13介質(zhì)是由許多一端帶正電,一端帶負(fù)電的分子(或偶極子)組成。偶極子隨外加電場方向的改變而作規(guī)則擺動(dòng)時(shí)受到干擾和阻礙,就產(chǎn)生了類似摩擦的作用,使雜亂無章運(yùn)動(dòng)的分子獲得能量A: 趨膚效應(yīng): 由電磁場理論和天線理論知: 頻率f上升,導(dǎo)致電流集中在表面,中心無電流,相當(dāng)于導(dǎo)電體積減少,電阻上升,電阻熱損耗上升,同時(shí);使輻射增加,這就是所謂趨膚效應(yīng)。所以不能采用普通導(dǎo)線。-圖式(舊圖式:電磁場理論和天線理論導(dǎo)體中出現(xiàn)自感電動(dòng)勢抵抗電流的通過。愈靠近導(dǎo)體中心處,受到外面磁力線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢愈大1:采用波導(dǎo)傳輸信號: 雷達(dá)

13、波導(dǎo)尺寸為3cm 、10cm二種。 采用波導(dǎo)后(見圖),由電磁場理論知,電流在內(nèi)表面,所以無輻射。 又由于,內(nèi)表面的面積,比普通導(dǎo)線的面積大很多,所以電阻熱損耗很小-圖式(舊圖式:再由電磁場理論麥克斯韋方程組-波導(dǎo)電流電場分布-計(jì)算得到電阻熱損耗很小趨膚效應(yīng)導(dǎo)體中的交變電流在趨近導(dǎo)體表面處電流密度增大的效應(yīng)。在直長導(dǎo)體的截面上,恒定的電流是均勻分布的。對于交變電流,導(dǎo)體中出現(xiàn)自感電動(dòng)勢抵抗電流的通過。這個(gè)電動(dòng)勢的大小正比于導(dǎo)體單位時(shí)間所切割的磁通量。以圓形截面的導(dǎo)體為例,愈靠近導(dǎo)體中心處,受到外面磁力線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢愈大;愈靠近表面處則不受其內(nèi)部磁力線消長的影響,因而自感電動(dòng)勢較小。這就導(dǎo)致

14、趨近導(dǎo)體表面處電流密度較大。微波是一種電磁能。通過離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)引起分子運(yùn)動(dòng),但不引起分子結(jié)構(gòu)改變和非離子化的輻射能離子傳導(dǎo)機(jī)理13離子傳導(dǎo)是電磁場中可離解離子的導(dǎo)電移動(dòng),離子移動(dòng)形成電流且由于介質(zhì)對離子流的阻礙而以Q=I2R產(chǎn)生熱效應(yīng)。溶液中所有的離子均起導(dǎo)電作用,但作用大小與介質(zhì)中離子的濃度和遷移率有關(guān)。因此,離子遷移產(chǎn)生的微波能量損失依賴于離子的大小、電荷量和導(dǎo)電性并受離子與溶劑分子之間的相互作用的影響偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理13介質(zhì)是由許多一端帶正電,一端帶負(fù)電的分子(或偶極子)組成。如果將介質(zhì)放在兩塊金屬板之間,介質(zhì)內(nèi)的偶極子作雜亂運(yùn)動(dòng),當(dāng)直流電壓加到金屬平板上,兩極之間存在一直流電場,

15、介質(zhì)內(nèi)部的偶極子重排,形成有一定取向的有規(guī)則排列的極化分子。若將直流換成一定頻率的交流電,兩極之間的電場就會(huì)以同樣頻率交替改變,介質(zhì)中的偶極子也相應(yīng)快速擺動(dòng),在2450MHz的電場中,偶極子就以4.9109次/s的速度快速擺動(dòng)。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子的相互作用,使偶極子隨外加電場方向的改變而作規(guī)則擺動(dòng)時(shí)受到干擾和阻礙,就產(chǎn)生了類似摩擦的作用,使雜亂無章運(yùn)動(dòng)的分子獲得能量,以熱的形式表現(xiàn)出來,介質(zhì)的溫度也隨之升高-圖式(舊圖式:2: 采用波導(dǎo)的若干問題2):波導(dǎo)不能進(jìn)水,否則微波加熱積水,使該處發(fā)熱。在收發(fā)機(jī)入口處、波導(dǎo)接口處加入防水云母片。-圖式(舊圖式:微波-離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)3):另

16、由電磁場理論知:波導(dǎo)尺寸與電波波長成正比,損耗與電磁波的振蕩模型有關(guān)。所以;3cm雷達(dá)采用波導(dǎo),10cm雷達(dá)因波導(dǎo)太大改用同軸線。 -圖式(舊圖式:再由電磁場理論麥克斯韋方程組-波導(dǎo)尺寸4): 收發(fā)機(jī)天線之間的波導(dǎo)管,總長度不宜超過20米,整個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)的彎頭不 宜超過5個(gè)。 -圖式(舊圖式:再由電磁場理論麥克斯韋方程組-衰減-圖式(舊圖式: 天線由窄邊開縫波導(dǎo)構(gòu)成。這種天線,它輻射的電磁波,其空間分布是怎樣的? 下面;我們首先介紹天線方向性圖這個(gè)基本概念,再介紹輻射電磁波的空間分布。-圖式(舊圖式:雷達(dá)天線輻射要求尖銳,什么叫尖銳?怎樣實(shí)現(xiàn)?-輻射的電磁波空間分布3天線的方向性1):天線方向性

17、圖: 天線方向性圖是表示輻射方向,與該方向輻射強(qiáng)度關(guān)系的圖形。可用場強(qiáng)表示,也可用功率表示。雷達(dá)三維方向性圖近似為細(xì)長的橄欖球。 場強(qiáng)圖中,最大值的0.707們的二個(gè)線段的夾角;或功率圖中,最大值的0.5倍的二個(gè)線段的夾角稱半功點(diǎn)寬度。 方向性圖可分為水平方向性圖和垂直方向性圖二種。-圖式(舊圖式:雷達(dá)原理中方向探測我們有輻射尖銳,到底多尖銳?天線輻射三維到底是什么樣子?寬窄如何?2):水平波束寬度?H 天線俯視圖中,半功點(diǎn)寬度稱為水平波束寬度。?H 船舶搖擺如果某天線只能發(fā)射或接收線極化波,則它是圓極化天線。若發(fā)射天線是圓極化,則接收天線也必須是圓極化的,而且兩者的極化方向必須相同(也叫做極

18、化匹配)。 由于目前我國租用的國際通信衛(wèi)星上的發(fā)射天線是右旋極化的,而自己發(fā)射的衛(wèi)星是水平極化的,所以衛(wèi)星電視地面接收天線一般都設(shè)計(jì)為能工作于圓極化和線極化兩種狀態(tài),而在出廠時(shí)調(diào)為右旋圓極化。%-圖式(舊圖式:除了頻率幅度等等,還有相位極化等等,每種雷達(dá)性能不同,涉及到得指標(biāo)是不一樣的。那些和船用雷達(dá)有關(guān)系?下面介紹極化-圖式(舊圖式:什么是極化?根據(jù)電磁場及天線理論:極化與衰減與反射是什么關(guān)系?4:極化電磁波中的電場矢量的方向,稱為極化。船舶雷達(dá)極化有下列三種: 電場矢量沿水平方向振動(dòng)的,稱水平極化。 電場矢量沿垂直方向振動(dòng)的,稱垂直極化。 電波的電場矢量,作圓周旋轉(zhuǎn),稱圓極化。理論分析及實(shí)

19、驗(yàn)表明: 海浪高0.25(m);水平極化海浪干擾最小。規(guī)定X波段采用水平極化(包括雷達(dá),航標(biāo)) 。 海浪高抑制海浪干擾-圖式(舊圖式:第七節(jié) 雷達(dá)顯示器要點(diǎn):1:怎樣計(jì)算出距離?2:怎樣顯示出距離?實(shí)際的目標(biāo)P距離本船為L,電磁波傳播速度為C顯示的目標(biāo)P距離熒光屏中心的距離為R,顯示器掃描線的掃描速度為v,則:R/v=2L/C3:怎樣顯示出方位?4:怎樣顯示出機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的測量信號?-圖式(舊圖式:-圖式(舊圖式:第七節(jié) 雷達(dá)顯示器1框圖組成及基本原理徑向園掃描的實(shí)現(xiàn): 天線向某個(gè)方向發(fā)射,顯示器的掃描線就向該方向掃描,這就是徑向掃描。 天線轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度,向另外一個(gè)方向發(fā)射,顯示器的掃描線也轉(zhuǎn)過

20、一個(gè)小角度,向?qū)?yīng)的這個(gè)方向掃描,并隨天線同步轉(zhuǎn)動(dòng),這就是所謂的園掃描。二者合在一起,稱為徑向園掃描。-圖式(舊圖式:我們怎樣在駕駛室里雷達(dá)顯示器上才能和在直升飛機(jī)上看到的一樣?顯示器上船首線和掃描線與實(shí)際的對應(yīng)-圖式(舊圖式:1 =2,這就是徑向掃描。-圖式(舊圖式:顯示器上船首線和掃描線與實(shí)際的對應(yīng)關(guān)系有誰完成?實(shí)際的目標(biāo)P距離本船為L,電磁波傳播速度為C顯示的目標(biāo)P距離熒光屏中心的距離為R,顯示器掃描線的掃描速度為v,則:R/v=2L/C%基礎(chǔ)知識%電子束在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),由于受到磁場的作用,從而實(shí)現(xiàn)電子束的偏轉(zhuǎn)%基礎(chǔ)知識%-圖式(舊圖式:顯示器框圖如右圖示:徑向掃描部分: 回波及本機(jī)產(chǎn)生

21、的信號,這二大類信號經(jīng)混波電路后,再加到CRT陰極,對電子束進(jìn)行調(diào)制,從而顯示出對應(yīng)的信號。 距離掃描系統(tǒng)使CRT陰極發(fā)射的電子束從中心向邊緣移動(dòng),從而產(chǎn)生某方位的掃描線。完成徑向掃描。園掃描部分: 同步接收機(jī)電子束的經(jīng)向掃描方向與天線的電磁波發(fā)射方向相同。 為使駕駛員能夠進(jìn)行連續(xù)觀察,船用雷達(dá)顯示器的熒光粉是采用長余輝。-圖式(舊圖式:徑向掃描和園掃描具體怎樣實(shí)現(xiàn)?-圖式(舊圖式:2 某些部分的作用及要求1):延時(shí)線的作用發(fā)射機(jī)和顯示器的組成不同,所以發(fā)射和掃描的起點(diǎn)時(shí)刻不同,調(diào)整延時(shí)線,使發(fā)射和掃描同時(shí)進(jìn)行。-圖式(舊圖式:徑向掃描怎樣同步?2):固標(biāo)電路和活標(biāo)電路固標(biāo)電路:在掃描方波作用

22、下,產(chǎn)生一串等間距的尖脈沖,遠(yuǎn)量程(1.5nmile),為6圈;近量程(距離和方位方位種類及測量須具備的條件.相對運(yùn)動(dòng)是生物本能的體現(xiàn),用于避碰。真運(yùn)動(dòng)強(qiáng)調(diào)地球?yàn)閰⒄障涤糜诙ㄎ灰源?以方位距離速度為線索講解下列4個(gè)2船首向上圖像不穩(wěn)相對運(yùn)動(dòng)顯示。1):掃描中心表示本船,始終在屏幕幾何中心上。-圖式(舊圖式:相對運(yùn)動(dòng)是生物本能的體現(xiàn)2):船首線始終指固定方位圈0,代表本船航向。-圖式(舊圖式:相對運(yùn)動(dòng)參照系方位基準(zhǔn)3):轉(zhuǎn)向時(shí),首線不動(dòng),圖轉(zhuǎn)像動(dòng)(因?yàn)殚L余輝)。故稱為圖像不穩(wěn)。(有些雷達(dá)有動(dòng)圈、可讀相對方位、真方位、而另一些雷達(dá)只有固圈,只能讀相對方位。 )4):無計(jì)程儀輸入,一般也無羅經(jīng)輸入。

23、-圖式(舊圖式:相對運(yùn)動(dòng)參照系方位基準(zhǔn)不變3航向向上圖穩(wěn)相對運(yùn)動(dòng):1):掃描中心代表本船、始終在幾何中心上。2):首線指向固定方位圈0(改變航向時(shí),首線轉(zhuǎn)動(dòng);所以稱為圖穩(wěn))-圖式(舊圖式:相對運(yùn)動(dòng)參照系方位基準(zhǔn)暫時(shí)改變3):可續(xù)出真方位,相對方位,圖穩(wěn)最廣泛采用的顯示方式。4):無計(jì)程儀輸入,有羅經(jīng)輸入。-圖式(舊圖式:-圖式(舊圖式:4真北向上圖像穩(wěn)定相對運(yùn)動(dòng)顯示。1):掃描中心代表本船,始終在屏幾何中心上。2):固定方位圈0代表真北方向,首線表示真航向,船舶轉(zhuǎn)向時(shí),首線同步轉(zhuǎn)動(dòng)。3):可讀出真方位,相對方位,圖像穩(wěn)定。4):有羅經(jīng)輸入。特點(diǎn):窄水道航行時(shí),用來定位。-圖式(舊圖式:要接入羅

24、經(jīng)5真北向上真運(yùn)動(dòng)顯示方式1):先采用相對運(yùn)動(dòng)顯示,待穩(wěn)定后,方可采用本顯示方式。2):掃描中心代表本船,沿船首線方向移動(dòng),移動(dòng)的速度 = 船速。3):掃描中心正上方代表真北。4):可讀出真方位,相對方位,圖穩(wěn)。5):有羅經(jīng)和計(jì)程儀輸入。6):計(jì)程提供的速度分為 : 對水速度 避碰(大洋航行) 對地速度 導(dǎo)航、定位(狹水道)-圖式(舊圖式:真運(yùn)動(dòng)強(qiáng)調(diào)地球?yàn)閰⒄障涤糜诙ㄎ籄)大洋航行 單目標(biāo)避碰為主,大海上避碰時(shí)用首向上,雷達(dá)的顯示方式有:船首向上和真北向上的相對運(yùn)動(dòng)方式、真運(yùn)動(dòng)顯示方式B)狹水道航行 進(jìn)出港、狹水道及沿岸航行中,以定位及多目標(biāo)避讓為主,雷采用對地真運(yùn)動(dòng)、北向上顯示方式。-圖式(

25、舊圖式:-圖式(舊圖式:第九節(jié) 雙雷達(dá)流及性能監(jiān)視器一、互換裝置1目的:為提高工作的靈活性和可靠性。2互換部件:1):同頻雙雷達(dá)系統(tǒng):a):天線可以互換。b):收發(fā)機(jī)可以互換。c):顯示器可以互換。d):電源可以互換2):導(dǎo)頻雙雷達(dá)系統(tǒng)a):天線和收發(fā)機(jī)作為一個(gè)整體,可以互換。b):顯示器可以互換。c):電源可以互換-圖式(舊圖式:互換目的+檢波前為什么不能互換?二、性能監(jiān)視器分類:輻射接收總性能監(jiān)視器,輻射監(jiān)視器,收發(fā)機(jī)性能監(jiān)視器,顯示圖像,一般分羽毛狀。-圖式(舊圖式:%基礎(chǔ)知識%大氣折射率N是大氣溫度、濕度和氣壓的函數(shù)大氣中電波射線的彎曲角不僅取決于地面折射率,而且還與折射率與沿高度分布

26、的形式有關(guān),%-圖式(舊圖式:第三章 使用性能及影響因素第一節(jié) 最大探測距離1定義:最大探測距離Rmax是考慮地球曲率、天線高度、目標(biāo)高度、電波折射時(shí),雷達(dá)觀測的最大距離。-圖式(舊圖式:幾何意義上的距離-一種簡化的極限距離,有什么意義?-數(shù)學(xué)意義上的2:不同地區(qū)電波折射規(guī)律A):“上冷下熱”,“上濕下干”區(qū)域 發(fā)生次(欠)折射,如圖示。發(fā)生次(欠)折射的區(qū)域;極區(qū),高寒大陸附近。特點(diǎn):減小Rmax。 B):“上熱下冷”,“上干下濕”區(qū)域 發(fā)生超折射,如圖示。發(fā)生超折射的區(qū)域:紅海,亞丁灣。 特點(diǎn):增加Rmax。-圖式(舊圖式:大氣折射率N是大氣溫度、濕度和氣壓的函數(shù)具體怎樣?有什么意義?-圖

27、式(舊圖式:第二節(jié) 最大作用距離rmax根據(jù)電波理論: 電波遇到目標(biāo),可以反射,也可以繞射,這與電波波長和目標(biāo)水上部分的大小有關(guān)。 在同樣面積的情況下,有效反射面積(也就是 物標(biāo)迎向面的垂直投影)與波長、幾何形狀、目標(biāo)反射系數(shù)有關(guān)-圖式(舊圖式:物理意義上的距離有什么意義?逐條解釋-圖式(舊圖式:一、幾種常見回波特性1船舶回波范圍:萬噸船:1016海里,救生艇:2海里2浮標(biāo):增設(shè)角反射器,增強(qiáng)反射能力3冰山:葫蘆形冰山反射能力最差4孤立小島:定位好5陡岸、岬角:定位導(dǎo)航用6過江電纜:回波是一個(gè)點(diǎn)回波7快速目標(biāo):回波是跳躍式回波(一串回波點(diǎn),亮度較暗)-圖式(舊圖式:根據(jù)反射散射及有效反射面積,

28、逐條解釋8平板形物體: 光滑表面(如大建筑物的墻、礁石、冰山、沙灘及泥灘的斜面、沒有植物覆蓋的山坡等):垂直入射波將全部返回,如入射角不是垂直方向,則反射波偏離雷達(dá)而去。 9 粗糙表面(如斷裂成很多面的斷崖峭壁、覆蓋有樹林灌木或鵝軟石的斜丘等):則不管入射角如何,仍有部分散射波返回雷達(dá)。10 球形物體:反射性能很差,表面光滑者尤其如此。11圓柱形物體:如煙囪等,其水平方向的影響與球體相似,垂直方向與平板相似。12錐體:反射性能很差,只有雷達(dá)波與其母線垂直時(shí),其反射性能才與圓柱形物體相似。13不同材料:導(dǎo)電性能好的材料其雷達(dá)波的反射系數(shù)也高。-圖式(舊圖式:根據(jù)反射散射及有效反射面積,逐條解釋%

29、用粒子性解釋可認(rèn)為是反彈. 還是用波動(dòng)性解釋是為好: 根據(jù)惠更斯原理, 光射到界面, 引起第二種介質(zhì)電偶極子振蕩, 發(fā)出子波, 折射部分向介質(zhì)2 深處傳播, 遵守折射定律, 剩余部分反射(也由子波), 假如介質(zhì)2是相當(dāng)厚的金屬薄膜, 折射很快衰減,幾乎沒有折射 大部分反射.( 這是因?yàn)楣馐请姶挪?與金屬相互作用的結(jié)果) 如果反射表面相當(dāng)毛糙, 子波向各方向去, 反射便不佳. 可見光的平均波長是550納米, 毛糙的大小應(yīng)小于此, 便現(xiàn)光亮平滑.理想導(dǎo)體里面是沒有電磁波的,因?yàn)槔硐雽?dǎo)體是無窮大,根據(jù)J=E,那么J也是無窮大,使得電磁波在理想導(dǎo)體內(nèi)部迅速衰減能屏蔽電場的原因是 在電場中金屬網(wǎng)內(nèi)的自由

30、電子會(huì)受到電場的作用力而定向移動(dòng),這樣會(huì)在金屬網(wǎng)內(nèi)形成由自由電子而產(chǎn)生的內(nèi)電場,而這種內(nèi)電場是由于外電場的作用而產(chǎn)生的,這樣當(dāng)內(nèi)電場達(dá)到恒定的時(shí)候,內(nèi)電場和外電場是大小相等而方向相反的,這樣在金屬網(wǎng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)外電場和內(nèi)電場的矢量和都是0,這就是靜電屏蔽。 對于磁場,我們說它不會(huì)使電子定向移動(dòng),它也不會(huì)使導(dǎo)體上產(chǎn)生電勢差,所以磁場不會(huì)對靜止導(dǎo)體產(chǎn)生任何影響,也就不會(huì)使金屬產(chǎn)生相對應(yīng)的反抗磁場一個(gè)實(shí)體,它在距離充分大于本身幾何尺寸的一切點(diǎn)處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度都和一對等值異號的分開的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度相同%導(dǎo)電性能好的材料,電波反射系數(shù)也高(反射強(qiáng)),各類材料反射系數(shù)排列次序如下:金屬海水冰泥土玻璃

31、鋼木頭金屬、海水、冰的反射系數(shù)分別為:1;0.8;0.32-圖式(舊圖式:第二種介質(zhì)電偶極子振蕩強(qiáng)弱排列根據(jù)惠更斯原理, 光射到界面, 引起第二種介質(zhì)電偶極子振蕩, 發(fā)出子波, 折射部分向介質(zhì)2 深處傳播, 遵守折射定律, 剩余部分反射(也由子波), 假如介質(zhì)2是相當(dāng)厚的金屬薄膜, 折射很快衰減,幾乎沒有折射 大部分反射.( 這是因?yàn)楣馐请姶挪?與金屬相互作用的結(jié)果) 理想導(dǎo)體里面是沒有電磁波的,因?yàn)槔硐雽?dǎo)體是無窮大,根據(jù)J=E,那么J也是無窮大,使得電磁波在理想導(dǎo)體內(nèi)部迅速衰減第三節(jié) 最小作用距離rmin最小作用距離分為二種; rmin1、rmin2-圖式(舊圖式:最小作用距離二種成因,二種

32、成因相互關(guān)系. rmin1,rmin2取最小值為rmin,最小作用距離又稱盲區(qū)。觀測法:雷達(dá)觀測近距離內(nèi)逐漸靠擾的小船,測出其亮點(diǎn)消失的距離即為盲區(qū)。-圖式(舊圖式:盲區(qū)定義第四節(jié) 距離分辨力定義:距離分辨力rmin 表示雷達(dá)分辨同方位二個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的能力,二個(gè)點(diǎn)目標(biāo)距離小于rmin ,二個(gè)目標(biāo)不能分辨,變成一個(gè)目標(biāo) 。RD量程; d光點(diǎn)直徑(或半徑); D熒光屏直徑(或半徑);f 頻帶寬度一般d和f的影響 可以略去。-圖式(舊圖式:三要素由大到小講解測距精度(Range Accuracy) 影響雷達(dá)測距精度的因素很多,主要有以下幾種: 1熒光屏掃描線起始時(shí)間與雷達(dá)脈沖自天線口向外發(fā)射的時(shí)間不一致

33、引起的誤差,可用調(diào)整延時(shí)線加以消除(如天線移位使波導(dǎo)管長度改變會(huì)產(chǎn)生測距誤差)(也稱同步誤差) -圖式(舊圖式:差1微秒,150米目標(biāo)顯示為0米 2固定距標(biāo)和活動(dòng)距標(biāo)的不精確 測量距離所用的固定距標(biāo)和活動(dòng)距標(biāo)都是有誤差的,用它們測量物標(biāo)的距離也會(huì)誤差。 -圖式(舊圖式:顯然3掃描鋸齒波的非線性 理想的掃描鋸齒波應(yīng)是直線上升的,但實(shí)際上往往是非線性的,這樣,使固定距標(biāo)在時(shí)間上是等間隔的,但在熒光屏上出現(xiàn)的間隔(固定距離圈之間的間隔)是不等的。 -圖式(舊圖式:理想的掃描鋸齒波應(yīng)是直線上升-使得掃描滿足:R/v=2L/C4光點(diǎn)尺寸 由于雷達(dá)熒光屏的光點(diǎn)是有一定尺寸的,它使屏上回波的尺寸在各個(gè)方向都

34、加大了12光點(diǎn)直徑,這樣,回波的邊緣并不正好代表目標(biāo)的邊緣,在測距時(shí)會(huì)帶來誤差。光點(diǎn)直徑代表的實(shí)際距離隨量程而變,其表達(dá)式為:S=2Rd / D 式中:S:光點(diǎn)直徑代表的實(shí)際距離;d光點(diǎn)尺寸(直徑);R:雷達(dá)量程;D:熒光屏直徑。 可見,熒光屏直徑越大,光點(diǎn)越細(xì),量程取得越小,光點(diǎn)造成的測距誤差越小。-圖式(舊圖式:顯然5物標(biāo)(回波)閃爍引起的誤差由于本船和物標(biāo)搖擺及它們之間的相對運(yùn)動(dòng),造成雷達(dá)波束照射物標(biāo)部位的發(fā)生變化,引起物標(biāo)回波的反射中心不穩(wěn),從而產(chǎn)生物標(biāo)回波的閃爍現(xiàn)象,導(dǎo)致測距誤差-圖式(舊圖式:根據(jù)閃爍現(xiàn)象上述自然6人為測讀誤差及操作技術(shù)注: 1)控鈕調(diào)節(jié)不當(dāng) 2)量程選擇不當(dāng) 3)測量選擇不當(dāng) 4)測量順序不

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