雷達(dá)原理復(fù)習(xí)總結(jié).docx

1、雷達(dá)原理復(fù)習(xí)要點(diǎn)第一章（重點(diǎn)）1、雷達(dá)的基本概念雷達(dá)概念(Radar)：radar的音譯，Radio Detection and Ranging 的縮寫。無線電探測(cè)和測(cè)距，無線電定位。雷達(dá)的任務(wù)：利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，是一種電磁波的傳感器、探測(cè)工具，能主動(dòng)、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離、全天候、全天時(shí)獲取目標(biāo)信息。從雷達(dá)回波中可以提取目標(biāo)的哪些有用信息,通過什么方式獲取這些信息？斜距R : 雷達(dá)到目標(biāo)的直線距離OP方位: 目標(biāo)斜距R在水平面上的投影OB與某一起始方向(正北、正南或其它參考方向)在水平面上的夾角。 仰角：斜距R與它在水平面上的投影OB在鉛垂面上的夾角，有時(shí)也稱為傾角或

2、高低角。2、目標(biāo)距離的測(cè)量測(cè)量原理式中，R為目標(biāo)到雷達(dá)的單程距離，為電磁波往返于目標(biāo)與雷達(dá)之間的時(shí)間間隔，c為電磁波的傳播速率(=3108米/秒)距離測(cè)量分辨率兩個(gè)目標(biāo)在距離方向上的最小可區(qū)分距離r=c2最大不模糊距離3、目標(biāo)角度的測(cè)量方位分辨率取決于哪些因素4、雷達(dá)的基本組成雷達(dá)由哪幾個(gè)主要部分，各部分的功能是什么同步設(shè)備：雷達(dá)整機(jī)工作的頻率和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)射機(jī)：產(chǎn)生大功率射頻脈沖。收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān): 收發(fā)共用一副天線必需，完成天線與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連通之間的切換。天線：將發(fā)射信號(hào)向空間定向輻射，并接收目標(biāo)回波。接收機(jī)：把回波信號(hào)放大，檢波后用于目標(biāo)檢測(cè)、顯示或其它雷達(dá)信號(hào)處理。顯示器：顯示目標(biāo)回波

3、，指示目標(biāo)位置。天線控制(伺服)裝置：控制天線波束在空間掃描。電源第二章1、雷達(dá)發(fā)射機(jī)的任務(wù)為雷達(dá)提供一個(gè)載波受到調(diào)制的大功率射頻信號(hào)，經(jīng)饋線和收發(fā)開關(guān)由天線輻射出去2、雷達(dá)發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)工作頻率或波段、輸出功率、總效率、信號(hào)形式、信號(hào)穩(wěn)定度3、雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類單級(jí)振蕩式、主振放大式4、單級(jí)振蕩式和主振放大式發(fā)射機(jī)產(chǎn)生信號(hào)的原理，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)單級(jí)振蕩式：脈沖調(diào)制器：在觸發(fā)脈沖信號(hào)激勵(lì)下產(chǎn)生脈寬為的脈沖信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、廉價(jià)、高效；缺點(diǎn)：難以產(chǎn)生復(fù)雜調(diào)制，頻率穩(wěn)定性差，脈沖間不相干；主振放大式：固體微波源：是高穩(wěn)定度的連續(xù)波振蕩器。優(yōu)點(diǎn)：復(fù)雜波形，穩(wěn)定度高，相干處理缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜、昂貴

4、第三章（重點(diǎn)）1、接收機(jī)的基本概念接收機(jī)的任務(wù)通過適當(dāng)?shù)臑V波將天線接收到的微弱高頻信號(hào)從伴隨的噪聲和干擾中選擇出來，并經(jīng)過放大和檢波后，送至顯示器、信號(hào)處理器或由計(jì)算機(jī)控制的雷達(dá)終端設(shè)備中。超外差接收機(jī)概念將接收信號(hào)與本機(jī)振蕩電路的振蕩頻率，經(jīng)混頻后得到一個(gè)中頻信號(hào)，這稱為外差式接收。得到的中頻信號(hào)再經(jīng)中頻放大器放大的，稱為超外差式。中頻信號(hào)經(jīng)檢波后得到視頻信號(hào)。接收機(jī)主要組成部分接收機(jī)主要質(zhì)量指標(biāo)靈敏度Si min、接收機(jī)的工作頻帶寬度、動(dòng)態(tài)范圍、中頻的選擇和濾波特性、工作穩(wěn)定度和頻率穩(wěn)定度、抗干擾能力、微電子化和模塊化結(jié)構(gòu)2、接收機(jī)的噪聲系數(shù)（重點(diǎn)）噪聲系數(shù)、噪聲溫度的定義噪聲系數(shù)：接收機(jī)

5、輸入端信號(hào)噪聲比和輸出端信號(hào)噪聲比的比值。實(shí)際接收機(jī)輸出的額定噪聲功率與“理想接收機(jī)”輸出的額定噪聲功率之比。噪聲溫度：溫度Te稱為“等效噪聲溫度”或簡(jiǎn)稱“噪聲溫度”, 此時(shí)接收機(jī)就變成沒有內(nèi)部噪聲的“理想接收機(jī)”級(jí)聯(lián)電路的噪聲系數(shù)兩級(jí)電路級(jí)聯(lián)時(shí)接收機(jī)總噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)、噪聲溫度的計(jì)算。噪聲系數(shù)：式中, Si為輸入額定信號(hào)功率; Ni為輸入額定噪聲功率(Ni =kT0Bn); So為輸出額定信號(hào)功率; No為輸出額定噪聲功率。噪聲溫度NA=kTABn3、匹配濾波高斯白噪聲背景下，使輸出信噪比達(dá)到最大化的最優(yōu)濾波器是匹配濾波器4、自動(dòng)增益控制方式自動(dòng)增益控制跟蹤雷達(dá)中獲得歸一化角誤差信號(hào)。瞬時(shí)自

6、動(dòng)增益控制防止等幅波干擾、寬脈沖干擾和低頻調(diào)幅波干擾等引起的中頻放大器過載。近程增益控制防止近程雜波干擾引起的中頻放大器過載。第四章1、雷達(dá)終端顯示器的的任務(wù)雷達(dá)終端顯示器用來顯示雷達(dá)所獲得的目標(biāo)信息和情報(bào)，包括目標(biāo)的位置及其運(yùn)動(dòng)情況，目標(biāo)的各種特征參數(shù)等。2、顯示器的主要類型距離顯示器、平面顯示器、高度顯示器、情況顯示器和綜合顯示器、光柵掃描顯示器3、距離顯示器和平面位置顯示器（了解）距離顯示器是一維空間顯示器，顯示目標(biāo)的斜距坐標(biāo)。用光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的幅度來表示目標(biāo)回波的大小。屬于偏轉(zhuǎn)調(diào)制顯示器。平面顯示器是二維顯示器，顯示目標(biāo)的斜距和方位兩個(gè)坐標(biāo)。采用平面上的亮點(diǎn)位置來表示目標(biāo)的坐標(biāo)，屬

7、于亮度調(diào)制顯示器。第五章（重點(diǎn)）1、雷達(dá)方程公式雷達(dá)方程中的不確定量 設(shè)備的實(shí)際損耗和環(huán)境因素 目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積 最小可檢測(cè)信號(hào)功率 Smin最大作用距離與各因素的關(guān)系2、最小可檢測(cè)信號(hào)最小可檢測(cè)信號(hào)門限檢測(cè)紐曼-皮爾遜準(zhǔn)則：在給定信噪比條件下，滿足一定虛警概率，使發(fā)現(xiàn)概率最大。發(fā)現(xiàn)概率和虛警概率與門限電平的關(guān)系1.虛警概率（門限）一定時(shí)，信噪比越大，發(fā)現(xiàn)概率越大。2.信噪比一定時(shí)，虛警概率越小，發(fā)現(xiàn)概率越??；虛警概率越大，發(fā)現(xiàn)概率越大。3.檢測(cè)概率為50%時(shí)對(duì)應(yīng)的信噪比仍然較高。信噪比對(duì)發(fā)現(xiàn)概率的影響較大。5.當(dāng)檢測(cè)概率較高時(shí)，檢測(cè)所要求的信噪比對(duì)虛警時(shí)間的依賴關(guān)系不靈敏。3、脈沖積累對(duì)

8、信噪比的影響檢波前積累（相參積累）：M個(gè)等幅相參脈沖積累可以使信噪比提高為原來的M倍。檢波后積累（非相參積累，視頻積累）： M個(gè)等幅脈沖積累可以使信噪比改善M-M1/2。4、目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積(RCS)雷達(dá)橫截面積與那些因素有關(guān)與波長的關(guān)系是怎樣的雷達(dá)RCS模型（分類依據(jù)）第六章1、目標(biāo)距離測(cè)量的方法有哪些脈沖法測(cè)距、調(diào)頻法測(cè)距2、脈沖法測(cè)距人工測(cè)距（早期雷達(dá)）：在顯示器畫面上根據(jù)掃掠量程和回波脈沖位置直接測(cè)距。自動(dòng)測(cè)距（現(xiàn)代雷達(dá)）：采用電子設(shè)備自動(dòng)地測(cè)讀回波到達(dá)的延遲時(shí)間。類似于距離坐標(biāo)的錄取設(shè)備。3、解決距離模糊的方法有哪些4、自動(dòng)距離跟蹤電移動(dòng)指標(biāo)自動(dòng)地跟蹤目標(biāo)回波并連續(xù)地給出目標(biāo)距離

9、數(shù)據(jù)。整個(gè)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)應(yīng)包括對(duì)目標(biāo)的搜索, 捕獲和自動(dòng)跟蹤三個(gè)互相聯(lián)系的部分。第七章1、測(cè)角的物理基礎(chǔ)電波直線傳播、天線的方向性2、測(cè)角的方法掌握測(cè)角分為哪幾類，了解各類測(cè)角方法的基本原理振幅法利用天線收到的回波信號(hào)的幅度值最大信號(hào)法：收到回波最強(qiáng)的方向?yàn)槟繕?biāo)方向等信號(hào)法：測(cè)角采用兩個(gè)相同且彼此部分重疊的波束，通過比較兩個(gè)波束回波的強(qiáng)弱判斷目標(biāo)偏離等信號(hào)軸的方向和角度。相位法利用多個(gè)天線所接收回波之間的相位差進(jìn)行測(cè)角。3、天線波束掃描的方法分為哪兩類機(jī)械掃描、電掃描（相位掃描法、頻率掃描法、時(shí)間延遲法）各有什么優(yōu)缺點(diǎn)電掃描：無慣性限制、掃描速度快，波束控制靈活； 掃描過程中波束展寬，天線增益減

10、小，掃描角度范圍有限；天線系統(tǒng)復(fù)雜。機(jī)械掃描：簡(jiǎn)單、機(jī)械運(yùn)動(dòng)慣性大。掃描速度不高4、相位掃描法的特點(diǎn)柵瓣問題如何解決波束寬度有何特點(diǎn)隨著掃描角度增大，波束展寬，天線增益下降。同相饋電陣列天線有效長度Nd cos 0，相比法線方向減小。第八章1、多普勒頻率的概念定義：發(fā)射源和接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收的信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化。窄帶信號(hào)的多普勒效應(yīng)。多普勒頻率的特征：處于音頻范圍，正負(fù)取決于目標(biāo)接近還是遠(yuǎn)離雷達(dá)。采用差拍的方法提取多普勒頻率: fd=fr-ft .2、盲速、頻閃當(dāng)雷達(dá)處于脈沖工作狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)盲速和頻閃。盲速：目標(biāo)有一定的徑向速度，但若其回波信號(hào)經(jīng)過相位檢波后，輸出為一串等幅脈沖

11、，即與固定目標(biāo)回波相同，此時(shí)的目標(biāo)速度成為盲速。頻閃：相位檢波器輸出的回波信號(hào)包絡(luò)調(diào)制頻率與目標(biāo)徑向速度不再保持正比關(guān)系，此時(shí)將產(chǎn)生測(cè)速模糊。3、動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理對(duì)消靜止目標(biāo)原理在相位檢波器的輸入端加上基準(zhǔn)電壓(或稱相參電壓), 該電壓應(yīng)和發(fā)射信號(hào)頻率相參并保存發(fā)射信號(hào)的初相, 且在整個(gè)接收信號(hào)期間連續(xù)存在?；夭ㄐ盘?hào)與基準(zhǔn)電壓比較相位，從相位檢波器輸出視頻脈沖, 有固定目標(biāo)的等幅脈沖串和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的調(diào)幅脈沖串。在送到終端(顯示器或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))去之前需要采用相消設(shè)備或雜波濾波器,將固定雜波消去, 而保存運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。4、動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的改善因子(定義)改善因子（I, Improvemen

12、t factor）動(dòng)目標(biāo)顯示系統(tǒng)輸出的信號(hào)雜波輸出功率比和輸入信號(hào)雜波功率比的比值。作業(yè)題第一章1、(a) 要獲得100公里的最大不模糊距離，雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率應(yīng)是多少？(b) 當(dāng)目標(biāo)處于最大不模糊距離上，則雷達(dá)信號(hào)往返的時(shí)間是多長？(c) 如果雷達(dá)的脈沖寬度是1.5us, 則在距離坐標(biāo)上脈沖能量在空間的范圍是多少？(d) 兩個(gè)相等尺寸的目標(biāo)如果要被1.5us的脈沖寬度完全分辨出來，則二者必須相距多遠(yuǎn)？(e) 這部雷達(dá)的占空因子是多少？2、裝在汽車上的雷達(dá)，用來確定在其正前方行駛的車輛的距離。雷達(dá)的工作頻率為10G，脈沖寬度為10ns(1ns=1000us)，最大作用距離為150m.(a) 對(duì)

13、應(yīng)于150m最大不模糊距離的脈沖重復(fù)頻率是多少？(b) 距離分辨力是多少？(c) 如果天線波束寬度為6度，則在150m距離上，橫向距離（方位）分辨力是多少？(d) 設(shè)天線增益G=30dB，最小可檢測(cè)信號(hào)為5*10(-13)W，則能夠檢測(cè)150m距離上雷達(dá)橫截面積為10m2目標(biāo)所需要的發(fā)射功率是多少？第二章1. 雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類和主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)有哪些？2. 機(jī)載多普勒雷達(dá)為什么一定要用主振放大式發(fā)射機(jī)？3. 雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用固態(tài)發(fā)射機(jī)有何特點(diǎn)？第三章1.某接收機(jī)的帶寬Bn=500KHz，增益為20dB ， 噪聲系數(shù)為3分貝(dB)。則接收機(jī)內(nèi)部噪聲在輸出端呈現(xiàn)的額定功率N是多少？接收機(jī)的等效噪聲溫度Te是什么？(k=1.38*10(-23) J/K,T0=290K)2.某接收機(jī)的線性部分由傳輸線、變頻器和中頻放大器三部分組成。前兩部分的額定功率增益分別是G1=0.82，G2=0.2，后兩部分的噪聲系數(shù)分別是F2=6，F(xiàn)3=3。試求總噪聲系數(shù)。第五章1、雷達(dá)帶寬B=50kHz,平均虛警時(shí)間為10分鐘，則該雷達(dá)的虛警概率是多少？虛警總數(shù)又是多少？2、已知某雷達(dá)主要參數(shù)：發(fā)射功率5MW,天線增益30dB,接收機(jī)靈敏度為-90dBmW. 該雷達(dá)針對(duì)某目標(biāo)的理論作用距離為200km. 如果想要將該雷