第一章雷達(dá)基本工作原理-雷達(dá)與雷達(dá)模擬器

第一章雷達(dá)基本工作原理§1.1引言1.1.1基本概念“雷達(dá)”譯自英文詞匯——Radar

——Radiodetectionandranging

——

無線電探測和測距。

定義：雷達(dá)是一種通過發(fā)射電磁波和接收回波，對目標(biāo)進(jìn)行探測和測定目標(biāo)信息的設(shè)備。1.1.2雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展1886-1888Hertz(Germany):實(shí)現(xiàn)了電磁波振蕩，發(fā)射，接收。1914(American):回聲探測器－雷達(dá)的初始模型。

Marconi(Italy):提出一個可實(shí)踐的雷達(dá)系統(tǒng)。1930Blair:脈沖回波測量（距離，方向）系統(tǒng)，基本雷達(dá).RCACo.(American):發(fā)明了機(jī)載雷達(dá)。(America):“NewYork”巡洋艦首先安裝艦載雷達(dá)。AfterWWII成為了發(fā)展快速的導(dǎo)航儀器。中國:主要從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)技術(shù),目前已生產(chǎn)具有自主產(chǎn)權(quán)的航海雷達(dá)。現(xiàn)代雷達(dá)/ARPA:具有計算機(jī),構(gòu)成組合導(dǎo)航

integratednavigationsystem(Loran,GPS,ECDIS),及自動船橋系統(tǒng)Automaticbridgenavigationsystem.1.1.3海上雷達(dá)的用途航海雷達(dá)特點(diǎn):厘米波長（3厘米，10厘米）

脈沖發(fā)射，導(dǎo)航(1)避碰距離，方位測量目標(biāo)參數(shù)(2)無視線限制(1)遠(yuǎn)距離探測盡早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)三個主要用途:???????????íì(2)定位航行方向掃描量程:回波(在10nm)Δt＝123.5μs熒光屏邊緣本船目標(biāo)島嶼12nm目標(biāo)90°245°245EBL901802700方位標(biāo)志海圖平面雷達(dá)平面距離與方位測量掃描線固定距標(biāo)圈HL島嶼本船雷達(dá)不能“感知”目標(biāo)的背面，因此目標(biāo)的后沿是不可見的.§1.2雷達(dá)的測距與測向原理

（1）測距原理：

1）物理基礎(chǔ)：超高頻無線電波在空間等速直線傳播；遇物標(biāo)良好反射。

2）測距公式：R=C·t/2（t=t2t1C=300m/s）（2）測方位原理：

1）利用定向收發(fā)天線，只向一個方向發(fā)射雷達(dá)波且只接收此方向上目標(biāo)反射的回波，天線的方向即是目標(biāo)的方位；

2）天線旋轉(zhuǎn)依次向四周發(fā)射雷達(dá)波，則可探知周圍目標(biāo)的方位。發(fā)射脈沖回波顯示器回波(2)發(fā)射機(jī)接收機(jī)電源船電船首線微波傳輸線天線方位回波T/R觸發(fā)器TransmitterReceiverT/R天線收發(fā)機(jī)顯示器ARPA(1)觸發(fā)器方位與船首線§1.3雷達(dá)的基本組成部分及作用（1）定時器（亦稱觸發(fā)電路、觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器、定時電路、同步電路）（Trigger）：是雷達(dá)的指揮中心；產(chǎn)生周期性的窄脈沖即觸發(fā)脈沖（定時脈沖、同步脈沖）。送：①發(fā)射機(jī)：控制發(fā)射開始。②接收機(jī)：控制近距離增益。③顯示器：控制計時開始。（2）發(fā)射機(jī)：在觸發(fā)脈沖控制下產(chǎn)生周期性的大功率射頻脈沖（微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達(dá)波）。（3）收發(fā)開關(guān)：發(fā)射時，關(guān)閉接收機(jī)入口，保護(hù)接收機(jī)，大功率射頻脈沖送天線；接收時，關(guān)閉發(fā)射機(jī)通路，微弱回波能量送接收機(jī)。保護(hù)接收機(jī)。§1.3雷達(dá)的基本組成部分及作用（4）天線：定向收發(fā)天線，將發(fā)射機(jī)送來的射頻脈沖聚成細(xì)束集中向一個方向發(fā)射，接收此方向目標(biāo)反射回來的雷達(dá)波（回波）送接收機(jī)。（5）接收機(jī)：超外差式，將微弱回波信號放大千萬倍以符合顯示器要求。（6）顯示器：平面位置顯示器（PPI），計時及計算，將目標(biāo)回波按目標(biāo)的實(shí)際距離和方位顯示在熒光屏上；配有測量系統(tǒng)供隨時測量。（7）雷達(dá)電源：把船電變成雷達(dá)所需的中頻電。400～2000Hz。ARPA:Automaticradarplottingaids——aplottingdevice整機(jī)工作過程通電后，雷達(dá)電源產(chǎn)生的中頻電加到各分機(jī)。定時器產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖一路送顯示器控制掃描系統(tǒng)在熒光屏上形成距離掃描線；一路送發(fā)射機(jī)，控制發(fā)射機(jī)產(chǎn)生發(fā)射脈沖，經(jīng)收發(fā)開關(guān)、波導(dǎo)管送天線并發(fā)射出去，當(dāng)雷達(dá)波遇到目標(biāo)，被反射回來，一部分反射信號被天線接收，送入接收機(jī)，構(gòu)成目標(biāo)回波脈沖，經(jīng)放大并變換成視頻脈沖，加到陰極射線管，在掃描線相應(yīng)的位置上形成加強(qiáng)的回波亮點(diǎn)。天線的旋轉(zhuǎn)方位角信號經(jīng)方位同步系統(tǒng)送入顯示器，使掃描線與天線同步旋轉(zhuǎn)。天線旋轉(zhuǎn)向四周發(fā)射雷達(dá)波，被目標(biāo)反射回來的雷達(dá)波在相應(yīng)的掃描線上形成目標(biāo)回波亮點(diǎn)。利用測量標(biāo)志可測量目標(biāo)的距離和方位。電磁波特性直線傳播二次輻射（反射）目標(biāo)雷達(dá)目標(biāo)雷達(dá)所能發(fā)現(xiàn)的所有目標(biāo)。船舶島嶼（陸地）浮標(biāo)海浪雜波雨雪雜波目標(biāo)信息相對位置（距離和方位）真速度真航向