第一篇：雷達(dá)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

雷達(dá)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1.雷達(dá)的工作原理 1 雷達(dá)測(cè)距原理

超高頻無(wú)線電波在空間傳播具有等速、直線傳播的特性，并且遇到物標(biāo)有良好的反射現(xiàn)象。

用發(fā)射機(jī)產(chǎn)生高頻無(wú)線電脈沖波，用天線向外發(fā)射和接收無(wú)線電脈沖波，用顯示器進(jìn)行計(jì)時(shí)、計(jì)算、顯示物標(biāo)的距離，并用觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖使它們同步工作。2 雷達(dá)測(cè)方位原理

（1）利用超高頻無(wú)線電波的空間直線傳播；（2）雷達(dá)天線是一種定向型天線；

（3）用方位掃描系統(tǒng)把天線的瞬時(shí)位置隨時(shí)準(zhǔn)確地送到顯示器，使熒光屏上的掃描線和天線同步旋轉(zhuǎn)，于是物標(biāo)回波也就按它的實(shí)際方位顯示在熒光屏上。雷達(dá)基本組成

（1）觸發(fā)電路（Trigger Circuit）

作用：每隔一定的時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)作用時(shí)間很短的尖脈沖（觸發(fā)脈沖），分別送到發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和顯示器，使它們同步工作。

（2）發(fā)射機(jī)（Transmitter）

作用：在觸發(fā)脈沖的控制下產(chǎn)生一個(gè)具有一定寬度的大功率高頻的脈沖信號(hào)（射頻脈沖），經(jīng)波導(dǎo)饋線送入天線向外發(fā)射。參數(shù)：X波段：9300MHz—9500MHz（波長(zhǎng)3cm）

S波段：2900MHz—3100MHz（波長(zhǎng)10cm）（3）天線（Scanner;Antenna）

作用：把發(fā)射機(jī)經(jīng)波導(dǎo)饋線送來(lái)的射頻脈沖的能量聚成細(xì)束朝一個(gè)方向發(fā)射出去，同時(shí)只接收從該方向的物標(biāo)反射的回波，并再經(jīng)波導(dǎo)饋線送入接收機(jī)。參數(shù)：順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速：15—30r/min

（4）接收機(jī)（Receiver）

作用：將天線接收到的超高頻回波信號(hào)放大，變頻（變成中頻）后，再放大、檢波，變成顯示器可以顯示的視頻回波信號(hào)。（5）收發(fā)開關(guān)（T-R Switch）

作用：在發(fā)射時(shí)自動(dòng)關(guān)閉接收機(jī)入口，讓大功率射頻脈沖只送到天線向外

輻射而不進(jìn)入接收機(jī)；在發(fā)射結(jié)束后，能自動(dòng)接通接收機(jī)通路讓微弱的回波信號(hào)順利進(jìn)入接收機(jī)，同時(shí)關(guān)閉發(fā)射機(jī)通路。（6）顯示器（Display）

作用：傳統(tǒng)的PPI顯示器在觸發(fā)脈沖的控制下產(chǎn)生 一條徑向的距離掃描線，用來(lái)計(jì)時(shí)、計(jì)算 物標(biāo)回波的距離，同時(shí)這條掃描線由方位掃描系統(tǒng)帶動(dòng)天線同步旋轉(zhuǎn)。

（7）雷達(dá)電源設(shè)備（Power Supply）

作用：把船電變化成雷達(dá)所需要的具有一定頻率功率和電壓的專用電源。

參數(shù)：中頻電源，頻率：400—2000Hz 2.1 雷達(dá)中頻電源設(shè)備

1）雷達(dá)為什么使用專用電源

避免低頻電源設(shè)備干擾和縮小雷達(dá)體積；

雷達(dá)要求穩(wěn)定、可靠的電源；

防止微波雷達(dá)與其它高頻用電設(shè)備相互干擾。2）雷達(dá)中頻電源的技術(shù)要求

電壓穩(wěn)定（船電變化±20%，輸出小于±5%）；

中頻穩(wěn)定（400-2000Hz）；

有短路、過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)措施；

操作簡(jiǎn)便、使用可靠；

能24小時(shí)連續(xù)工作；

適應(yīng)海上的工作環(huán)境；

噪聲振動(dòng)小、換能效率高。2.2 雷達(dá)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器

（1）觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器的作用

每隔一定的時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，分別送到發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和顯示器，使它們同步工作。

（2）觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路

現(xiàn)代雷達(dá)為了提高測(cè)距精度，采用一種晶體高頻振蕩器作為雷達(dá)的時(shí)間基準(zhǔn)器，裝在顯示器里。觸發(fā)脈沖由高頻振蕩器分頻得到。（3）脈沖重復(fù)頻率（PRF）和脈沖重復(fù)周期（PRP）

（4）觸發(fā)脈沖與雷達(dá)量程

雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率隨量程而改變，在近、中、遠(yuǎn)量程段各選定一個(gè)脈沖重復(fù)頻率，由量程開關(guān)控制變換。

PRF=500Hz～4000Hz

量程越大，PRP越大，PRF越小；反之 2.3 雷達(dá)發(fā)射機(jī)

（1）發(fā)射機(jī)組成及作用

預(yù)調(diào)制器：產(chǎn)生一個(gè)具有一定寬度的正極性矩形脈沖，控制調(diào)制器工作。雷達(dá)的脈沖寬度轉(zhuǎn)換在此進(jìn)行。

調(diào)制器：產(chǎn)生一個(gè)具有一定寬度、一定幅度（約1萬(wàn)伏特）的負(fù)極性高壓矩形脈沖（調(diào)制脈沖），加給磁控管的陰極。

磁控管：在調(diào)制脈沖的控制下，產(chǎn)生相同寬度的大功率超高頻振蕩脈沖（射頻脈沖），經(jīng)波導(dǎo)天線向外輻射。電源：低壓電源和高壓電源。高壓自動(dòng)延時(shí)電路的作用是保證磁控管有3~5分鐘的預(yù)熱時(shí)間。

（3）發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)

工作波長(zhǎng)（Wavelength）發(fā)射機(jī)的工作波長(zhǎng)是指磁控管產(chǎn)生的超高頻脈沖波的波長(zhǎng)。船用雷達(dá)的頻率范圍是：

X波段：9300MHz—9500MHz（波長(zhǎng)3cm）

S波段：2900MHz—3100MHz（波長(zhǎng)10cm）

脈沖寬度（Pulse Width）脈沖寬度是指射頻脈沖振蕩持續(xù)的時(shí)間。發(fā)射功率（Transmitted Power）峰值功率:在脈沖持續(xù)期間的射頻振蕩的平均功率。

平均功率:在脈沖重復(fù)周期內(nèi)的輸出功率的平均值

脈沖波形（Pulse Wave Shape）發(fā)射脈沖的波形是值發(fā)射脈沖的包絡(luò)形狀。一般說(shuō)來(lái)，波形越接近矩形越好。

發(fā)射脈沖頻譜（Radio Frequency Pulse Spectrum）

發(fā)射脈沖頻譜就是組成射頻脈沖信號(hào)的所有頻率成分的能量分布。接收機(jī)的通頻帶寬度

脈沖頻譜要求穩(wěn)定、對(duì)稱，旁瓣最大值不大于主瓣的25% 4）磁控管

磁控管的工作條件，磁控管本身完好；

燈絲加上額定工作電壓，陰極加熱；

磁控管陰陽(yáng)極間加上額定的負(fù)極性調(diào)制脈沖；

磁控管輸出負(fù)載匹配，波導(dǎo)與天線應(yīng)連續(xù)、不變形及內(nèi)部要光潔。磁控管的檢查

（1）查磁控管電流（2）用氖燈檢查

磁控管的使用注意事項(xiàng)（P12）5)脈沖調(diào)制器

調(diào)制脈沖的波形直接決定磁控管工作的好壞，要求前后沿要陡，平頂波動(dòng)小。磁控管需要的高壓調(diào)制脈沖的脈沖功率很大，而平均功率卻很小。6）發(fā)射機(jī)的調(diào)整

高壓自動(dòng)延時(shí)電路調(diào)整 磁控管電流的調(diào)整 7）發(fā)射機(jī)的狀態(tài)判斷 判斷磁控管是否工作正常 檢查磁控管電流；

用氖燈在收發(fā)機(jī)波導(dǎo)口檢查是否發(fā)亮 2.4 微波傳輸及雷達(dá)天線系統(tǒng) 1）系統(tǒng)組成及作用 波導(dǎo) 連接收發(fā)機(jī)與天線之間，用于傳輸微波能量。天線

用作定向發(fā)射射頻脈沖信號(hào)和定向接收物標(biāo)回波信號(hào)。3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)：在相對(duì)風(fēng)速100kn時(shí)能以1000～3000r/min的轉(zhuǎn)速啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)天線旋轉(zhuǎn)。4 傳動(dòng)裝置（Driving Device）即減速裝置,保證天線以15～30r/min速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。5 方位同步發(fā)送機(jī)（Bearing Transmitter）將天線的角位置信號(hào)變成電信號(hào)送給顯示器的同步接收機(jī)，使掃描線隨天線同步旋轉(zhuǎn)。船首位置信號(hào)產(chǎn)生器

由一個(gè)微型觸點(diǎn)式開關(guān)和安裝在天線旋轉(zhuǎn)齒輪上的一個(gè)凸輪組成。每當(dāng)天線轉(zhuǎn)過(guò)船首方向時(shí)，凸輪使開關(guān)閉合一次，發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)使顯示器里的船首標(biāo)志電路輸出一個(gè)方波，在屏上形成一個(gè)徑向亮線代表本船船首。（觸點(diǎn)開關(guān)也可以是干簧管）（2）波導(dǎo)

1）用途

為減小損耗，防止輻射、干擾和失真，要使用波導(dǎo)或同軸電纜作為微波傳輸線，而不能用普通導(dǎo)線或電纜。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由黃銅或紫銅拉制而成的空心管，內(nèi)壁光潔度高，界面尺寸由傳輸?shù)奈⒉úㄩL(zhǎng)決定。

.2 電磁波在波導(dǎo)中傳導(dǎo)的衰減（P16）（1）與傳輸?shù)牟ㄐ斡嘘P(guān)（2）與波導(dǎo)管尺寸有關(guān)（3）與波導(dǎo)材料有關(guān)

（4）與波導(dǎo)內(nèi)表面光潔度和清潔度有關(guān) 3 波導(dǎo)元件及其使用（P16）

（1）安裝前要檢查波導(dǎo)管，管內(nèi)應(yīng)清潔

（2）波導(dǎo)總長(zhǎng)度不宜超過(guò)20m，彎波導(dǎo)不宜超過(guò)5個(gè)（3）軟波導(dǎo)不能用作彎波導(dǎo)，不宜裝于室外（4）波導(dǎo)管平面接頭超天線，扼流接頭朝收發(fā)機(jī)

（5）在收發(fā)機(jī)波導(dǎo)口要插上云母片，防止波導(dǎo)一旦進(jìn)水直接流入磁控管而損壞磁控管

（6）波導(dǎo)安裝時(shí)要防止波導(dǎo)受力 綜合考慮，一般3cm雷達(dá)使用波導(dǎo)作饋線，在10cm雷達(dá)中，用同軸電纜作饋線。3雷達(dá)天線 主要技術(shù)指標(biāo)（1）方向性圖

（2）方向性系數(shù)（3）天線效率

（4）天線增益（Antenna Gain）

天線增益的大小直接影響雷達(dá)的作用距離，與天線的有效面積有關(guān)，一般而言，天線尺寸越大，雷達(dá)的作用距離越遠(yuǎn)（假定雷達(dá)發(fā)射功率足夠）。（5）天線波束寬度（Beamwidth）

在天線功率方向性圖中主瓣波束的兩個(gè)半功率點(diǎn)方向間的夾角稱為主瓣的波束寬度。在場(chǎng)強(qiáng)方向性圖中，等于場(chǎng)強(qiáng)值為0.707時(shí)的兩個(gè)方向間的夾角。

隙縫波導(dǎo)天線

隙縫波導(dǎo)越長(zhǎng)，隙縫數(shù)越多，水平波束寬度越窄、方向性越好。

隙縫波導(dǎo)天線主瓣軸線方向會(huì)偏離天線窗口中點(diǎn)法線方向的順時(shí)針方向約3-5度，稱偏離角。在安裝天線底座時(shí)要注意校正。

水平極化波 在海面平靜狀態(tài)，水平極化波引起的海浪干擾雜波最小。垂直極化波 利用10cm波長(zhǎng)的垂直極化波抑制海浪干擾。圓極化波 圓極化波可以較好的抑制雨雪干擾 2.5 雷達(dá)接收機(jī)

1）接收機(jī)的組成及各部分作用

.1 變頻器

作用是把雷達(dá)超高頻回波信號(hào)變成頻率較低的中頻回波信號(hào)。

船用雷達(dá)接收機(jī)的中頻一般為30MHz或60MHz。.2 中頻放大器

把微弱的中頻回波信號(hào)不失真的放大十幾萬(wàn)倍，然后送去檢波.3 檢波器

把經(jīng)過(guò)放大后的中頻回波信號(hào)去掉中頻成分，取出包絡(luò)，變成視頻脈沖信號(hào)。4 輔助電路

增益控制電路（Receiver Gain Control）

作用：改變接收機(jī)中放的增益（放大倍數(shù)），實(shí)現(xiàn)對(duì)回波強(qiáng)度的控制；

海浪干擾抑制電路（Anti-Clutter Sea Control）

作用：抑制海浪的干擾；

自動(dòng)頻率控制電路（Auto Frequency Control）

作用：自動(dòng)控制本機(jī)振蕩器的頻率，使混頻器輸出穩(wěn)定的中頻信號(hào)，顯示屏上回波穩(wěn)定清晰。

2）接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 1 靈敏度（Sensitivity）

表示:接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力；

參數(shù)：最小回波信號(hào)功率（接收機(jī)門限功率）

注意：① Prmin越小，接收機(jī)靈敏度越高，雷達(dá)作用 距離越遠(yuǎn)；

②△f表示接收機(jī)通頻帶寬度,其值越小,則Prmin越小,接收機(jī)靈敏度越高。.2 通頻帶（Band Width）

表示：接收機(jī)能有效放大的信號(hào)頻率范圍；

參數(shù)：輸入信號(hào)電壓放大倍數(shù)從中心頻率f0的最大值1下降到0.707時(shí)兩個(gè)對(duì)應(yīng)頻率之差。

通頻帶寬→捕獲多，失真小→靈敏度低，影響探測(cè)能力 通頻帶窄→捕獲少，失真大→靈敏度高，遠(yuǎn)距探測(cè)能力強(qiáng)

3）接收機(jī)工作狀態(tài)判斷.1 調(diào)“增益”看噪聲變化

正常：順時(shí)針調(diào)大“增益”旋鈕，屏幕上出現(xiàn)噪聲斑點(diǎn)；

故障：無(wú)噪聲斑點(diǎn)或很微弱。.2 從晶體電流看變頻器的工作

正常：晶體電流值在規(guī)定范圍內(nèi)；

故障：無(wú)電流→本機(jī)振蕩器已壞；電流偏小→本機(jī)振蕩器工作不正常。注意：有晶體電流只能說(shuō)明晶體和本機(jī)振蕩器是工作的，不能說(shuō)明一定有回波輸入。2.6 雷達(dá)顯示器（1）主要技術(shù)指標(biāo)

.1平面位置顯示器PPI（Plane Position Indicator）

極坐標(biāo)表示,掃描中心代表天線位置;

物標(biāo)回波以距離掃描線上的加強(qiáng)亮點(diǎn)表示;

回波亮點(diǎn)至掃描中心之間的距離代表物標(biāo)距離；

掃描線隨天線同步旋轉(zhuǎn).2 技術(shù)要求

距離:[Rmin，Rmax]

方位:[0°，360°]

滿足測(cè)量精度、圖像分辨力等要求（2）雷達(dá)顯示器的組成 陰極射線管CRT（Cathode Ray Tube）

電磁式顯象管：電子束聚焦和偏轉(zhuǎn)都用管頸外的線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。

陰極為信號(hào)極，加入負(fù)極性回波視頻脈沖信號(hào)及各種刻度脈沖信號(hào)

控制柵極加可調(diào)偏壓（用面板上“亮度”鈕控制）和正極性方波（稱輝亮方波，用以控制陰極只在掃描持續(xù)期內(nèi)發(fā)射電子）。

第一陽(yáng)極加+600v電壓以加快電子速度。在聚焦圈中加聚焦電流或在聚焦電極上加聚焦電壓，實(shí)現(xiàn)電子束的聚焦。

第二陽(yáng)極加約+1000v特高壓，加快電子束的速度，轟擊熒光屏。

余輝時(shí)間：從電子束停止轟擊到發(fā)光強(qiáng)度衰減到初始值的1%的時(shí)間。

船用雷達(dá)CRT的余輝時(shí)間一般為6～8s，屬于長(zhǎng)余輝

現(xiàn)代光柵掃描雷達(dá)則采用短余輝CRT 2 距離掃描電路（Range Sweep Circuit）

延時(shí)線（Delay Line）：用來(lái)調(diào)節(jié)掃描線的起始時(shí)間，使得掃描起點(diǎn)時(shí)刻和射頻脈沖離開天線的時(shí)刻嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，以保證測(cè)距的準(zhǔn)確。

方波產(chǎn)生器：在經(jīng)過(guò)延時(shí)的觸發(fā)脈沖的控制下，根據(jù)不同的量程產(chǎn)生不同寬度的方形脈沖，以控制顯示器的掃描電路同步工作。（3）光柵掃描原理 徑向圓掃描（極坐標(biāo)方式）特點(diǎn)：

熒光屏上掃描線徑向掃描的速率取決于量程的大?。?/p>

掃描線旋轉(zhuǎn)的速率取決于天線的轉(zhuǎn)速；

物標(biāo)回波的強(qiáng)度取決于回波視頻信號(hào)的幅度； 缺點(diǎn)：

物標(biāo)回波及各種符號(hào)視頻在屏幕上只能是天線每轉(zhuǎn)一圈才能亮一下，整個(gè)屏面上亮度不一；

容易丟失小目標(biāo)；

在常規(guī)雷達(dá)屏上標(biāo)示其他符號(hào)十分麻煩、困難。2.7 雷達(dá)顯示方式 雷達(dá)顯示方式的分類 船首向上圖像不穩(wěn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)顯示 顯示特點(diǎn)：

掃描中心代表本船位置，在屏上不動(dòng)；船首線代表本船船首方向；固定物標(biāo)與本船等速反向運(yùn)動(dòng)；船首線指向固定方位盤的零度；讀取物標(biāo)的相對(duì)方位 本船轉(zhuǎn)向時(shí)，船首線不動(dòng)而物標(biāo)回波反轉(zhuǎn)，使得圖像不清晰。顯示優(yōu)點(diǎn)： 顯示非常直觀，便于判明目標(biāo)船的位置； 判斷碰撞危險(xiǎn)方便，常用作觀測(cè)瞭望。顯示缺點(diǎn)：若需定位（測(cè)量真方位），須加上航向，使用不便 在大風(fēng)浪天氣時(shí)，船首偏蕩，圖像模糊，測(cè)量誤差大。2 真北向上圖像穩(wěn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)顯示 顯示特點(diǎn)：

必須接入陀螺羅經(jīng)的航向信號(hào)；掃描中心代表本船位置，在屏上不動(dòng)；船首線代表本船船首方向；固定物標(biāo)與本船等速反向運(yùn)動(dòng)；船首線指向航向值固定方位盤的零度代表真北；讀取物標(biāo)的真方位。本船轉(zhuǎn)向時(shí)，船首線移向新航向值，而物標(biāo)回波不動(dòng)，圖像清晰。

顯示優(yōu)點(diǎn)：便于測(cè)量物標(biāo)的真方位；圖像穩(wěn)定，顯示清晰；在定位及多該向窄航道中航行使用方便。

顯示缺點(diǎn)：當(dāng)航向在090°～270 °之間時(shí)，特別在180 °附近，觀測(cè)不便，容易搞錯(cuò)物標(biāo)位置，不利于避碰操縱。3 航向向上圖像穩(wěn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)顯示 顯示優(yōu)點(diǎn)：

具有船首向上的直觀顯像，判明物標(biāo)的位置；具有真北向上的圖像穩(wěn)定，直接讀取真方位；

在避碰、定位和導(dǎo)航中應(yīng)用方便。真運(yùn)動(dòng)雷達(dá)顯示方式的分類

根據(jù)本船速度的輸入源：計(jì)程儀真運(yùn)動(dòng)、模擬速度真運(yùn)動(dòng) 根據(jù)輸入速度的類型：對(duì)地真運(yùn)動(dòng)、對(duì)水真運(yùn)動(dòng)

根據(jù)圖像的指向：北向上真運(yùn)動(dòng)、船首向上真運(yùn)動(dòng)、航向向上真運(yùn)動(dòng) 1 真北向上真運(yùn)動(dòng)顯示 顯示特點(diǎn)：

掃描中心在屏上按計(jì)程儀或模擬計(jì)程儀輸入的速度沿著船首向（航向）移動(dòng)；

掃描中心的正上方代表真北，本船船首線指示航向；

本船轉(zhuǎn)向時(shí)，船首線移動(dòng)，其他物標(biāo)不動(dòng)；

其它運(yùn)動(dòng)物標(biāo)按各自的航向、航速移動(dòng)，固定物標(biāo)靜止不動(dòng)。雷達(dá)屏幕上的圖像顯示的是相對(duì)靜止的畫面，如同海圖一般，但可以根據(jù)本船的位置作漫游，偏心顯示可以使本船前方的區(qū)域更大。2 對(duì)水穩(wěn)定真運(yùn)動(dòng)顯示 顯示特點(diǎn)：

速度輸入是對(duì)水速度，航向是陀螺羅經(jīng)航向；

本船的船首線在航行中是穩(wěn)定的； 運(yùn)動(dòng)的物標(biāo)按照它對(duì)水的速度和航向航行；

隨水漂流的物標(biāo)（對(duì)水靜止）在雷達(dá)屏上是不動(dòng)的

固定的物標(biāo)（系留于地）在雷達(dá)屏上按照風(fēng)流壓的相反方向和速度移動(dòng) 運(yùn)動(dòng)物標(biāo)（包括本船）的尾跡表示該物標(biāo)的對(duì)水速度和航向。3 對(duì)地穩(wěn)定真運(yùn)動(dòng)顯示 顯示特點(diǎn)：

速度輸入由雙軸多普勒計(jì)程儀輸入對(duì)地速度;

本船（掃描中心）在屏上將按實(shí)際的航跡向及對(duì)地速度移動(dòng)。

本船的航向（船首線指向）與航跡向不一致，有一個(gè)偏角，即風(fēng)流壓差角。固定的物標(biāo)（系留于地）在雷達(dá)屏上是不動(dòng)的。

運(yùn)動(dòng)的物標(biāo)（包括本船）按照它對(duì)地的速度和航向航行； 雷達(dá)屏上顯示的所有的物標(biāo)相對(duì)與大地的位置變化。比較及應(yīng)用：

在狹水道導(dǎo)航時(shí)用對(duì)地穩(wěn)定真運(yùn)動(dòng)顯示比較直觀方便；在進(jìn)行雷達(dá)標(biāo)繪、計(jì)算及判斷碰撞危險(xiǎn)、采取避碰措施時(shí)用對(duì)水穩(wěn)定真運(yùn)動(dòng)比較方便、準(zhǔn)確 3.1 雷達(dá)最大探測(cè)距離及其影響因素

在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射條件下，考慮到物標(biāo)的高度，船用雷達(dá)的最大探測(cè)距離為：

H1 雷達(dá)天線高度

H2 物標(biāo)高度

3.2 雷達(dá)最大作用距離及其影響因素

影響因素：

（1）雷達(dá)技術(shù)參數(shù)：

① rmax與Pt的四次方根成正比：加大發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，雷達(dá)最大作用距離增加，但不顯著。

② rmax與Prmin的四次方根成反比：減小接收機(jī)的門限功率，雷達(dá)最大作用距離增加，但不顯著

③ rmax與GA和λ的平方根成正比：天線增益和工作波長(zhǎng)對(duì)雷達(dá)的最大作用距離影響較大。

（2）物標(biāo)反射性能：

物標(biāo)反射雷達(dá)波性能的強(qiáng)弱顯然影響雷達(dá)的最大作用距離，一般可用物標(biāo)有效散射面積來(lái)表示。

① 物標(biāo)幾何尺寸大小的影響：物標(biāo)的尺寸越大，雷達(dá)波束照射到的面積越大，回波越強(qiáng)。

② 物標(biāo)形狀、表面結(jié)構(gòu)即入射波方向的影響 ③ 物標(biāo)材料的影響

④ 工作波長(zhǎng)的影響 3cm雷達(dá)的雨雪干擾比10cm雷達(dá)強(qiáng)很多。（3）海面鏡面反射的影響(4)海浪干雜波擾的影響

海浪干擾雜波的特點(diǎn)：① 離本船越近，海浪反射越強(qiáng)；隨著距離增加，海浪反射強(qiáng)度呈指數(shù)規(guī)律迅速減弱；② 海浪回波在雷達(dá)熒光屏上顯示為掃描中心周圍一片不穩(wěn)定的魚鱗狀亮斑；③ 海浪回波強(qiáng)度與風(fēng)向有關(guān)，本船上風(fēng)舷的海浪雜波強(qiáng)，顯示距離遠(yuǎn)；下風(fēng)舷則弱，顯示距離近；④ 大風(fēng)浪時(shí)，海浪回波密集而變成分布在掃描中心周圍的輝亮實(shí)體；若有幅度較大的涌浪，可見一條條回波帶。

雷達(dá)技術(shù)參數(shù)與海浪回波的關(guān)系：

① 工作波長(zhǎng)：3cm雷達(dá)受海浪影響比10cm雷達(dá)要大近10倍；

② 波束入射角：天線垂直波束越寬或天線高度越高，雷達(dá)波束對(duì)海浪的入射角越大，海浪回波越強(qiáng)；

③ 雷達(dá)波的極化類型：水平極化天線比垂直極化減少海浪發(fā)射1/4～1/10；

④ 脈沖寬度和水平波束寬度：兩者寬度越寬時(shí)，海浪反射面積大，則海浪回波越強(qiáng)。

3.3 雷達(dá)最小作用距離及其影響因素

雷達(dá)盲區(qū)：在雷達(dá)最小作用距離以內(nèi)的區(qū)域 結(jié)論： ① 雷達(dá)天線越低，垂直波束越寬，則rmin2越小，雷達(dá)探測(cè)近距離的性能越好。② 一般取rmin=max{rmin2，rmin2} 3.4 雷達(dá)距離分辨力及其影響因素

影響因素：發(fā)射脈沖寬度、接收機(jī)通頻帶及屏幕光點(diǎn)尺寸。.2 提高雷達(dá)距離分辨力的措施（1）使用窄脈沖；（2）使用寬頻帶接收機(jī)；（3）使用較大屏幕的顯像管；（4）聚焦良好；（5）使用近量程觀測(cè)。

IMO關(guān)于船用雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)中距離分辨力的規(guī)定：用2nmile量程或更小量程，在量程50％～100%的距離范圍內(nèi)，觀測(cè)兩個(gè)同方位的相鄰小物標(biāo)，它們能分開顯示的最小間距應(yīng)不大于50m。3.5 雷達(dá)方位分辨力及其影響因素

影響因素：天線水平波束寬度、光點(diǎn)角尺寸、回波在屏幕掃描線上所處的位置。① 天線水平波束寬度造成物標(biāo)回波“角向肥大”； ② 屏幕光點(diǎn)角尺寸造成物標(biāo)回波邊緣擴(kuò)大

光點(diǎn)角尺寸與其在掃描線上的位置有關(guān) 2 提高雷達(dá)方位分辨力的措施

（1）減小天線水平波束寬度；（2）良好聚焦，減小光點(diǎn)直徑尺寸；

（3）正確使用量程，盡可能使觀測(cè)的回波顯示 在1/2～2/3L區(qū)域（太靠近屏幕邊緣不好）；

（4）適當(dāng)降低亮度，增益，以減小回波亮點(diǎn)尺寸。

IMO關(guān)于船用雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)中方位分辨力的規(guī)定：用1.5nmile量程2nmile量程時(shí)，在量程50％～100%的距離范圍內(nèi)，觀測(cè)兩個(gè)等距離的相鄰點(diǎn)物標(biāo)，它們能分開顯示的最小方位間隔應(yīng)不大于2.5°。3.6 雷達(dá)測(cè)距精度及其影響因素 造成雷達(dá)測(cè)距誤差的因素（1）同步誤差

原因：發(fā)射機(jī)電路及波導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)發(fā)射脈沖的延時(shí)作用，造成掃描起始時(shí)刻超前于天線口輻射的時(shí)刻。

特點(diǎn)：使得顯示屏上的物標(biāo)距離比天線口到物標(biāo)的實(shí)際距離要大，形成固定的測(cè)距誤差。

解決方法：調(diào)整延時(shí)線抽頭的位置，使掃描起始時(shí)刻等于發(fā)射機(jī)發(fā)射時(shí)刻。（2）距標(biāo)測(cè)距誤差

原因：電路產(chǎn)生固定距標(biāo)圈和活動(dòng)距標(biāo)圈的誤差。

特點(diǎn)：固定距標(biāo)誤差為所用量程的0.25％以內(nèi)，活動(dòng)距標(biāo)誤差為所用量程的1％～1.5％以內(nèi)。

解決方法：使用固定距標(biāo)校準(zhǔn)活動(dòng)距標(biāo)；在測(cè)量時(shí)，將顯示屏亮度調(diào)到最小限度，以免距標(biāo)過(guò)亮。（3）掃描鋸齒波的非線性

原因：掃描鋸齒波是非線性上升的。

特點(diǎn)：顯示屏上出現(xiàn)的固定距標(biāo)圈之間的間隔是不等的，人眼在測(cè)量物標(biāo)回波時(shí)，產(chǎn)生較大內(nèi)插誤差。

解決方法：改進(jìn)電路，使得掃描鋸齒波盡量理想化。（4）光點(diǎn)重合不準(zhǔn)導(dǎo)致的誤差

原因：雷達(dá)熒光屏的光點(diǎn)具有一定的尺寸；“徑向肥大”和“角向肥大”的作用；距標(biāo)圈也存在邊緣增大的現(xiàn)象。

特點(diǎn)：回波的邊緣并不是物標(biāo)的邊緣

解決方法：測(cè)量物標(biāo)時(shí)，使用活動(dòng)距標(biāo)圈的內(nèi)緣與回波影像的的內(nèi)緣相切，進(jìn)行準(zhǔn)確重合，才能得到準(zhǔn)確的距離讀數(shù)。

IMO關(guān)于“雷達(dá)性能標(biāo)準(zhǔn)”中，利用固定距標(biāo)圈和活動(dòng)距標(biāo)圈測(cè)量物標(biāo)距離的誤差不能超過(guò)量程最大距離的1.5％或者70m中較大的一個(gè)值。（5）脈沖寬度造成回波圖像外測(cè)擴(kuò)大引起的測(cè)距誤差

原因：脈沖寬度造成雷達(dá)回波圖像外測(cè)擴(kuò)大c2τ/2。

特點(diǎn)：雷達(dá)回波圖像固有的失真。

解決方法：測(cè)量物標(biāo)時(shí)，不選用回波的外測(cè)邊緣測(cè)距，并盡可能使用短脈沖工作狀態(tài)。

（6）物標(biāo)回波閃爍引起的誤差

原因：本船和物標(biāo)的搖擺及相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成雷達(dá)波束照射物標(biāo)的部位發(fā)生變化，引起物標(biāo)回波的反射中心不穩(wěn)而存在物標(biāo)回波的閃爍現(xiàn)象。

解決方法：測(cè)量物標(biāo)時(shí)，掌握運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)，把握時(shí)機(jī)（7）雷達(dá)天線高度引起的誤差

原因：現(xiàn)象雷達(dá)測(cè)定的距離是天線至物標(biāo)的距離，而不是船舷至物標(biāo)的水平距離。

特點(diǎn)：天線越高，影響越大；物標(biāo)越遠(yuǎn)，影響越小。減小雷達(dá)測(cè)距誤差的措施

（1）準(zhǔn)確調(diào)節(jié)顯示器控制面板上的控鈕，使回波飽滿清晰；

（2）選擇合適的量程，使得所測(cè)量的物標(biāo)回波處于1/2~2/3量程處；

（3）定期將活動(dòng)距標(biāo)與固定距標(biāo)進(jìn)行對(duì)比、校正；

（4）活動(dòng)距標(biāo)應(yīng)與物標(biāo)回波準(zhǔn)確重合，使距標(biāo)圈的內(nèi)緣與回波前沿（內(nèi)緣）相切；

（5）盡可能選用短脈沖發(fā)射工作狀態(tài)，減少回波外測(cè)擴(kuò)大效應(yīng)。3.7 雷達(dá)測(cè)方位精度及其影響因素 造成雷達(dá)測(cè)方位誤差的因素：（1）方位同步系統(tǒng)誤差

原因：天線方位的角數(shù)據(jù)傳遞有誤差，使得掃描線與天線不能同步旋轉(zhuǎn)。（2）船首線誤差

原因：船首線出現(xiàn)的時(shí)間與天線波束軸向掃過(guò)船首的時(shí)間不一致。在“Head-up”顯示方式中，測(cè)量物標(biāo)回波的相對(duì)方位出現(xiàn)誤差；在“North-up”顯示方式中，存在陀螺羅經(jīng)引入的誤差，使得船首線指示的航向角不準(zhǔn)。（3）中心偏差

原因：掃描中心未調(diào)到與熒光屏的幾何中心重合，使得在利用EBL測(cè)物標(biāo)方位時(shí)，從固定方位刻度圈上測(cè)讀的舷角不等于物標(biāo)的實(shí)際舷角。（4）水平波束寬度及光點(diǎn)尺寸造成的“角向肥大”誤差

原因：天線水平波束寬度及光點(diǎn)角尺寸分別產(chǎn)生回波圖像“角向肥大”（方位擴(kuò)大效應(yīng)），引起回波圖像左右兩側(cè)邊緣各擴(kuò)大了：（5）天線波束主瓣軸向偏移角不穩(wěn)定引起的誤差

原因：旋轉(zhuǎn)隙縫波導(dǎo)天線波束主瓣軸偏離天線窗口法線方向越3°～5°，在經(jīng)過(guò)安裝時(shí)的校準(zhǔn)后，還會(huì)隨著雷達(dá)工作頻率的漂移而改變，此誤差不能完全消除 6）天線波束寬度及波束形狀不對(duì)稱引起的誤差

原因：雷達(dá)在測(cè)量點(diǎn)狀物標(biāo)時(shí)，通常以回波中心方位作為物標(biāo)方位，若雷達(dá)波束不對(duì)稱，則回波的中心位置將發(fā)生畸變，并隨回波的強(qiáng)度而變化。（7）方位測(cè)量設(shè)備的誤差

原因：雷達(dá)的方位刻度圈、機(jī)械方位標(biāo)尺或EBL的產(chǎn)生均存在誤差，從而導(dǎo)致測(cè)方位誤差。

（8）本船傾斜或搖擺導(dǎo)致的誤差

原因：誤差當(dāng)本船傾斜或搖擺時(shí)，雷達(dá)天線旋轉(zhuǎn)面隨之傾斜，從而使得天線掃過(guò)的物標(biāo)方位角與實(shí)際物標(biāo)水平面上的方位角有誤差（9）本船傾斜或搖擺導(dǎo)致的誤差（10）人為測(cè)讀誤差

原因：讀數(shù)內(nèi)插誤差；視線未垂直熒光屏面引起的視覺誤差；量程選擇不當(dāng)；回波未調(diào)整清晰等。

減小雷達(dá)測(cè)方位誤差的措施：

（1）正確調(diào)節(jié)顯示器控鈕，使回波飽滿清晰；

（2）選擇合適的量程，使得所測(cè)量的物標(biāo)回波處于1/2~2/3量程處；選擇圖像穩(wěn)定的顯示方式。

（3）調(diào)準(zhǔn)中心，減小中心偏差；視線垂直與熒光屏面觀測(cè)讀數(shù)，減小視覺誤差；

（4）檢查船首線是否在正確位置上，校核航向值；

（5）使用EBL測(cè)物標(biāo)時(shí)，應(yīng)使其和物標(biāo)回波邊緣進(jìn)行“同側(cè)外緣”重合，消除光點(diǎn)擴(kuò)大效應(yīng)，同時(shí)修正天線水平波束寬度的擴(kuò)大效應(yīng)。

（6）船舶傾斜時(shí)，伺機(jī)測(cè)定物標(biāo)。3.7 雷達(dá)測(cè)方位精度及其影響因素 1 工作波長(zhǎng)

（1）工作波長(zhǎng)λ與最大作用距離的關(guān)系

① 正常天氣觀測(cè)時(shí)，10cm雷達(dá)的最大作用距離稍大于3cm雷達(dá)；

② 雨雪天氣觀測(cè)時(shí)，10cm雷達(dá)的最大作用距離比3cm雷達(dá)大得多；（2）工作波長(zhǎng)λ與距離分辨力、測(cè)距精度的關(guān)系

3cm雷達(dá)在距離分辨力和測(cè)距精度上比10cm雷達(dá)好。（3）工作波長(zhǎng)λ與方位分辨力、測(cè)方位精度的關(guān)系

同樣的天線尺寸，工作波長(zhǎng)λ越短，天線水平波束寬度越窄，則方位分辨力、測(cè)方位精度越高

（4）工作波長(zhǎng)λ與抗雜波干擾能力的關(guān)系

雨雪天氣和海浪較大時(shí)，10cm雷達(dá)的性能要比3cm雷達(dá)好得多；

總結(jié)：正常天氣時(shí)，3cm雷達(dá)使用性能優(yōu)于10cm雷達(dá)；雨雪天氣和大風(fēng)浪時(shí)，則相反。2 脈沖寬度

（1）與最大作用距離的關(guān)系

脈沖寬度越大，雷達(dá)的最大作用距離越大。（2）與最小作用距離的關(guān)系

脈沖寬度τ越小，雷達(dá)的最小作用距離越小，近距離測(cè)量物標(biāo)性能好。（3）與距離分辨力的關(guān)系

脈沖寬度τ越小，則距離分辨力越高。（4）與測(cè)距精度的關(guān)系

脈沖寬度τ越小，雷達(dá)回波圖像外測(cè)的徑向擴(kuò)大效應(yīng)越小，圖像失真小，有利于提高測(cè)距精度。

（5）與抗雜波干擾性能的關(guān)系

脈沖寬度τ越小，則同時(shí)照射在雨雪及海浪上的時(shí)間縮短，產(chǎn)生的干擾回波較弱，有利于雷達(dá)抗雨雪和海浪干擾的能力。

總結(jié)：除最大作用距離性能要求脈沖寬度τ大之外，其它各性能均要求脈沖寬度τ小。

為了兼顧遠(yuǎn)近量程的不同使用性能，通常：

① 遠(yuǎn)量程時(shí)使用寬脈沖，以保證最大作用距離；

②近量程時(shí)使用窄脈沖，以滿足最小作用距離、距離分辨力、測(cè)距精度及抗雜波干擾性能的要求。3 脈沖重復(fù)頻率F（1）與量程的關(guān)系

遠(yuǎn)量程使用寬脈沖，低脈沖重復(fù)頻率；

近量程使用窄脈沖，高脈沖重復(fù)頻率。（2）與最大作用距離的關(guān)系

脈沖重復(fù)頻率越高，則天線掃過(guò)物標(biāo)時(shí)，照射物標(biāo)的次數(shù)多，即物標(biāo)回波脈沖積累次數(shù)多，時(shí)熒光屏上的回波點(diǎn)較亮，容易識(shí)別，有利于提高雷達(dá)的最大作用距離。發(fā)射峰值功率Pt（1）與最大作用距離的關(guān)系

由雷達(dá)方程可知：雷達(dá)的最大作用距離于發(fā)射峰值功率的四次方根成正比，Pt越高，則最大作用距離越大，但增加不明顯。（2）與抗雜波干擾性能的關(guān)系

發(fā)射峰值功率Pt越高，則海浪、雨雪雜波及天線旁瓣干擾也隨之增大。5 天線波束寬度

（1）天線水平波束寬度

① 天線水平波束寬度越小，則天線增益越大，則雷達(dá)的最大作用距離越大；

②

天線水平波束寬度越小，則方位分辨力越高；

③ 天線水平波束寬度越小，則測(cè)方位精度越高；

④ 天線水平波束寬度越小，則雜波干擾強(qiáng)度小，雷達(dá)抑制雜波干擾性能越好 總結(jié)：天線的水平波束寬度越小越好（2）天線垂直波束寬度

① 天線垂直波束寬度越小，天線輻射能量越集中，則天線增益越大，雷達(dá)的最大作用距離也越大；

②

天線垂直波束寬度越小，則雷達(dá)抑制雨雪、海浪等雜波干擾性能越好。

③ 天線垂直波束寬度越大，則雷達(dá)最小作用距離越小，即雷達(dá)近距離探測(cè)物標(biāo)性能越好；

總結(jié)：天線的垂直波束寬度應(yīng)折衷考慮。6 天線轉(zhuǎn)速NA

總結(jié)：船用雷達(dá)天線采用雙速天線，平時(shí)用常規(guī)低速，海浪干擾嚴(yán)重時(shí)用高速旋轉(zhuǎn)的天線。7 天線極化形式 總結(jié)：船用雷達(dá)天線在正常天氣時(shí)，采用“水平極化”方式，在下雨天時(shí)，采用“圓極化”方式。8 接收機(jī)靈敏度Prmin 由雷達(dá)方程可知：接收機(jī)的門限功率越小，其靈敏度越高，則雷達(dá)的最大作用距離越遠(yuǎn)。接收機(jī)同頻帶Δf 接收機(jī)的通頻帶越窄，Prmin越小，其靈敏度越高，則雷達(dá)的最大作用距離越遠(yuǎn)。

接收機(jī)的通頻帶不夠?qū)挄r(shí)，回波脈沖經(jīng)過(guò)接收機(jī)的放大電路后將造成輸出波形前后沿失真，導(dǎo)致雷達(dá)距離分辨力和測(cè)距精度降低，圖像不清晰。

總結(jié)：近量程時(shí)，采用窄脈沖，接收機(jī)通頻帶較寬；遠(yuǎn)量程時(shí)，采用寬脈沖，接收機(jī)通頻帶較窄。ARPA 1 預(yù)處理的內(nèi)容、必要性（1）預(yù)處理的內(nèi)容：

雷達(dá)原始視頻信號(hào)的雜波處理；

距離、方位信號(hào)的量化處理；

陀螺羅經(jīng)航向信號(hào)數(shù)字化處理

計(jì)程儀航速信號(hào)的數(shù)字化處理（2）預(yù)處理的必要性：

消除海浪、雨雪及同頻雷達(dá)干擾及噪聲雜波；

電子計(jì)算機(jī)的容量和處理能力有限；

模擬傳感信號(hào)經(jīng)過(guò)量化或數(shù)字化處理后，可變換成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字信號(hào)。

.2 雷達(dá)信號(hào)的預(yù)處理

（1）雷達(dá)回波原始視頻信號(hào)的雜波處理

恒虛警處理（CFAR Processing）

CFAR－Constant False Alarm Rate，即恒虛警率，表示單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的虛警數(shù)是一定的。

CFAR處理：先取出帶雜波干擾的原始視頻信號(hào)積分均值，然后再將它與原始視頻信號(hào)相減，以去除雜波，輸出有用的目標(biāo)回波。雜波干擾的處理具有自適應(yīng)的性質(zhì)，抑制效果將更顯著。

解相關(guān)處理（Solve Correlation Processing）

如抗同頻雷達(dá)干擾。（2）量化處理

方位量化

方位量化是對(duì)天線波束的角位置進(jìn)行量化，即將360°等分成若干方位量化單元，并用一組由“0”、“1”組成的代碼表示不同的方位 距離量化

距離量化，即時(shí)間量化，以雷達(dá)觸發(fā)脈沖前沿為起點(diǎn)，將距離掃描全程對(duì)應(yīng)的時(shí)間等分成若干時(shí)間量化單元。原始視頻信號(hào)的數(shù)字化

將雷達(dá)接收機(jī)輸出的原始視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)幅度分層和時(shí)間量化而變換成數(shù)字視頻信號(hào)。（3）羅經(jīng)及計(jì)程儀信號(hào)的數(shù)字化處理

羅經(jīng)信號(hào)的數(shù)字化

由陀螺羅經(jīng)提供的本船航向模擬信號(hào)，用同步機(jī)或步進(jìn)電機(jī)送至ARPA的預(yù)處理電路，將羅航向信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字航向信息，所用轉(zhuǎn)換器件及遠(yuǎn)離與天線角位置信號(hào)量化處理相同。

計(jì)程儀信號(hào)的數(shù)字化

數(shù)據(jù)折合率符合IMO要求，即200pulse/nmile。7.2 目標(biāo)自動(dòng)檢測(cè)、錄取和跟蹤

MOON規(guī)則：在N次探測(cè)中,若某量化單位內(nèi)累積出現(xiàn)的回波“1”的次數(shù)》M，則判斷該單位內(nèi)發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，于是判定器輸出“1”；否則，判斷為無(wú)目標(biāo)，判定器輸出為“0”。N大，目標(biāo)不易丟失，M大，不易發(fā)生誤將干擾為目標(biāo)的錯(cuò)誤，檢測(cè)可靠性高。目標(biāo)錄取的方法及特點(diǎn)

定義：跟蹤目標(biāo)的選擇及其跟蹤的開始，稱為ARPA的“目標(biāo)錄取”。目標(biāo)錄取的任務(wù)：目標(biāo)的距離、方位數(shù)據(jù)；目標(biāo)的屬性、尺度數(shù)據(jù)。

1）人工錄取：

操作方法：用手搖（或推動(dòng)）操縱桿或跟蹤球，控制顯示器電路產(chǎn)生的錄取標(biāo)志在熒光屏上的位置，當(dāng)套在欲錄取的目標(biāo)回波亮點(diǎn)上時(shí)，按下錄取開關(guān)，則將錄取標(biāo)志的坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為物標(biāo)的初始位置并輸入計(jì)算機(jī)中，完成目標(biāo)錄取任務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：用可以按照危險(xiǎn)程度作出先后錄取的方案，一般先錄取船首向、右舷、離本船近的相遇船，錄取目的性明確；運(yùn)用觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，較容易在干擾背景中識(shí)別和錄取目標(biāo)。

缺點(diǎn)：錄取操作過(guò)程費(fèi)時(shí)間、速度慢，在多目標(biāo)復(fù)雜情況下容易措手不及；如果觀測(cè)疏忽，可能漏掉危險(xiǎn)目標(biāo)；目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)及危險(xiǎn)程度隨時(shí)變化，需重復(fù)進(jìn)行錄取操作和連續(xù)觀測(cè)，值班駕駛員負(fù)擔(dān)較重。（2）自動(dòng)錄?。?/p>

從發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到各個(gè)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)的整個(gè)錄取過(guò)程由機(jī)器自動(dòng)完成，僅一些輔助控制由操作者介入。

操作方法：

設(shè)置優(yōu)先區(qū)

設(shè)置限制區(qū)：限制區(qū)是ARPA拒絕錄取區(qū)

設(shè)置警戒區(qū)

優(yōu)點(diǎn)：錄取速度快，可應(yīng)付多目標(biāo)態(tài)勢(shì)。

缺點(diǎn)：

可能會(huì)造成虛假錄取，誤將干擾、陸地或島嶼當(dāng)作目標(biāo)錄取；

可能會(huì)漏掉在雜波干擾區(qū)外的弱小目標(biāo)；

ARPA的優(yōu)先錄取準(zhǔn)則較簡(jiǎn)單，難以適應(yīng)多目標(biāo)且運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)復(fù)雜的場(chǎng)合，造成漏掉危險(xiǎn)度較大的目標(biāo)而釀成危險(xiǎn)局面。3 目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤 定義：觀測(cè)目標(biāo)位置的相繼變化以建立其運(yùn)動(dòng)的方程，稱為ARPA的“目標(biāo)跟蹤”。目標(biāo)跟蹤的任務(wù)：利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性，將離散的目標(biāo)位置（點(diǎn)跡）數(shù)據(jù)分別連成各目標(biāo)的航跡，并判明其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

（1）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的方法：

航跡外推：對(duì)目標(biāo)未來(lái)位置的預(yù)測(cè)，即預(yù)測(cè)目標(biāo)在下一周天線掃到時(shí)的位置。

由于雷達(dá)測(cè)量有誤差及目標(biāo)機(jī)動(dòng)的隨機(jī)性，航跡外推的結(jié)果必然存在誤差。為了使外推的均方誤差最小和實(shí)現(xiàn)外推的可能性，必須對(duì)采集的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以實(shí)現(xiàn)最佳估計(jì)，從而獲得最佳預(yù)測(cè)位置。

航跡相關(guān)：對(duì)新點(diǎn)跡和已有航跡之間歸屬關(guān)系的判明。

方法：首先判明新點(diǎn)跡是否屬于同一目標(biāo)或者是其他新發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)；

其次，在預(yù)測(cè)位置中心設(shè)置一個(gè)“跟蹤窗”或“跟蹤波門”，波門尺寸應(yīng)保證下一次目標(biāo)（會(huì)波點(diǎn)）檢測(cè)時(shí)，預(yù)測(cè)位置和實(shí)測(cè)位置修正后都處于該波門內(nèi)，以保證連續(xù)跟蹤；

第三，凡是進(jìn)入波門的信號(hào)就認(rèn)為是相關(guān)的，判定為同一目標(biāo)的新點(diǎn)跡。（2）跟蹤波門

波門尺寸對(duì)跟蹤性能的影響

初始錄取波門應(yīng)足夠大，以便錄取成功并建立起航跡；但錄取波門不可太大，否則降低錄取分辨力。

建立航跡后跟蹤波門尺寸要小，有利于提高跟蹤精度和分辨力；

為了適應(yīng)不同尺寸的目標(biāo)、目標(biāo)機(jī)動(dòng)及跟蹤誤差，波門尺寸大小應(yīng)能自適應(yīng)調(diào)整。

ARPA采取的自動(dòng)跟蹤方法

波門尺寸按照目標(biāo)尺寸自動(dòng)調(diào)節(jié)：根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)到的目標(biāo)幾何面積設(shè)置波門尺寸大小，使目標(biāo)面積占波門面積的75%，其余25%是留有余地。

設(shè)置大、中、小三種波門尺寸，在跟蹤過(guò)程中自適應(yīng)調(diào)整：初始錄取目標(biāo)時(shí)用大波門，初始建立跟蹤后用中波門；進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤后，用小波門。若用大波門連續(xù)5次天線掃描，目標(biāo)都未能進(jìn)入大波門，則判定目標(biāo)丟失。（3）自動(dòng)跟蹤的局限性 目標(biāo)丟失

目標(biāo)回波信號(hào)變?nèi)酰?/p>

雜波干擾；

目標(biāo)大幅度快速機(jī)動(dòng)

雷達(dá)測(cè)量或處理出現(xiàn)特大誤差

目標(biāo)進(jìn)入雷達(dá)陰影區(qū)或被大目標(biāo)遮擋

誤跟蹤

目標(biāo)調(diào)換（發(fā)生目標(biāo)調(diào)換的5種情形和技術(shù)措施）3 危險(xiǎn)判斷與報(bào)警

（1）利用DCPA、TCPA進(jìn)行危險(xiǎn)判斷與報(bào)警 DCPA>MIN DCPA TCPA>MIN TCPA：目標(biāo)船安全；

DCPA≤MIN DCPA TCPA>MIN TCPA：目標(biāo)船危險(xiǎn)，時(shí)間有余； DCPA≤MIN DCPA TCPA

相對(duì)矢量：其起點(diǎn)表示目標(biāo)現(xiàn)位置；方向表示相對(duì)運(yùn)動(dòng)航向；長(zhǎng)度表示對(duì)應(yīng)矢量時(shí)間的預(yù)測(cè)航程；矢量末端表示對(duì)應(yīng)矢量時(shí)間的預(yù)測(cè)到達(dá)位置。

真矢量：其起點(diǎn)表示目標(biāo)現(xiàn)位置；方向表示真運(yùn)動(dòng)航向；長(zhǎng)度表示對(duì)應(yīng)矢量時(shí)間的預(yù)測(cè)航程；矢量末端表示對(duì)應(yīng)矢量時(shí)間的預(yù)測(cè)到達(dá)位置。4矢量顯示模式

相對(duì)矢量（Relative Vector）顯示模式

特點(diǎn)：本船無(wú)相對(duì)矢量，同速同向目標(biāo)不顯示R.V；

固定或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示R.V；

從本船到目標(biāo)R.V延長(zhǎng)線的垂足為CPA，目標(biāo)航行至CPA的時(shí)間為TCPA。適用場(chǎng)合：R.V顯示模式可評(píng)估目標(biāo)逼近本船的速度，估算CPA、TCPA，評(píng)估相遇船與本船有無(wú)碰撞危險(xiǎn)。真矢量（True Vector）顯示模式

特點(diǎn)：本船與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)都顯示T.V，其長(zhǎng)度比為速度比，可形成0、1、2個(gè)PPC；

固定沒有T.V；如果固定目標(biāo)顯示T.V則是因?yàn)槭艿斤L(fēng)、流的影響而產(chǎn)生的，此時(shí)為對(duì)水T.M；

若目標(biāo)的CPA=0，則該目標(biāo)T.V延長(zhǎng)線與本船航向線的交點(diǎn)為PPC；

若本船和目標(biāo)的T.V矢端重疊或離得很近，表示有碰撞危險(xiǎn)。

根據(jù)目標(biāo)的T.V和真航跡可判斷目標(biāo)是否機(jī)動(dòng)。.1 ARPA的優(yōu)點(diǎn)

（1）ARPA具有預(yù)處理和自動(dòng)檢測(cè)功能，可在噪聲干擾環(huán)境中較可靠識(shí)別目標(biāo)；（2）ARPA能自動(dòng)、連續(xù)提供必要的航行及避碰信息數(shù)據(jù)，并能連續(xù)、正確、迅速地評(píng)估和預(yù)測(cè)航行態(tài)勢(shì)。

（3）ARPA有多種功能，正確使用有助于解析雷達(dá)信息，確保船舶航行安全，減少碰撞事故和海上環(huán)境污染。

（4）ARPA工作自動(dòng)化程度高，可減輕駕駛員的辛勞，集中精力操船和避讓，確保航行安全。3 ARPA的局限性

（1）ARPA傳感器的局限性

（2）自動(dòng)檢測(cè)的局限性

（3）錄取的局限性

（4）跟蹤局限性（存在誤跟蹤和跟蹤過(guò)程目標(biāo)丟失率高）

（5）報(bào)警的局限性（需警和漏警現(xiàn)象）

（6）安全判據(jù)的局限性

（7）ARPA用于狹水道航行的局限性

一、距離避險(xiǎn)線法

海員通常做法：

船舶再沿岸航行時(shí)，為了避開危險(xiǎn)障礙物，確保船舶安全，首先在海圖上確定距離避險(xiǎn)線（由危險(xiǎn)點(diǎn)的安全距離圈的切線組成），船舶航行時(shí)保持在距離避險(xiǎn)線的外側(cè)；其次用方位標(biāo)尺線協(xié)助：將方位標(biāo)尺指向航向，利用活動(dòng)距標(biāo)圈定出與避險(xiǎn)線距離相對(duì)應(yīng)的一根平行方位標(biāo)尺線（避險(xiǎn)方位標(biāo)尺線），船舶航行過(guò)程中，隨時(shí)保持使危險(xiǎn)物標(biāo)的回波處于避險(xiǎn)方位標(biāo)尺線的外側(cè)。

二、方位避險(xiǎn)線法

海員通常做法：

當(dāng)船舶的航向和岸線或多個(gè)危險(xiǎn)物連線的方向近于平行時(shí)，使用方位避險(xiǎn)線來(lái)表明危險(xiǎn)物標(biāo)的方位。

首先在海圖上求得物標(biāo)的危險(xiǎn)方位，在顯示器上將方位標(biāo)尺置于該危險(xiǎn)方位（真方位）上；其次，在航行過(guò)程中，應(yīng)將物標(biāo)回波始終放在方位避險(xiǎn)線的外側(cè)，船首線始終放在方位避險(xiǎn)線的安全一惻。4.2 無(wú)線電測(cè)向原理 2 天線的方向性（1）天線方向性圖 ：是天線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相對(duì)振幅與電波傳播方向的幾何關(guān)系圖。

（2）垂直天線的方向性

特點(diǎn) ：垂直天線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度E和天線的有效高度h成正比，與電波的來(lái)向無(wú)關(guān)。

垂直天線的方向性圖表示為一個(gè)圓形，這種天線稱為不定向天線或無(wú)方向性天線。

3）環(huán)狀天線的方向性

特點(diǎn) ：環(huán)狀天線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不僅與電場(chǎng)強(qiáng)度和環(huán)狀天線的有效高度成正比，而且與電波的來(lái)向有關(guān)，與環(huán)狀天線平面和電波來(lái)向的夾角的余弦成正比。

當(dāng)電波來(lái)向與環(huán)狀天線平面平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；

當(dāng)電波來(lái)向與環(huán)狀天線平面垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小或?yàn)榱?；此時(shí)，利用無(wú)線電測(cè)向儀監(jiān)聽到的信號(hào)聲音最小或監(jiān)聽不到信號(hào)的聲音，稱為“啞點(diǎn)”。

環(huán)狀天線的方向性圖為一個(gè)“∞”字形圖。用途

如果利用環(huán)狀天線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值來(lái)確定電波傳播方向，則無(wú)線電信標(biāo)的位置一定是處于環(huán)狀天線面的延長(zhǎng)方向上。

如果利用環(huán)狀天線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最小值（啞點(diǎn)）來(lái)確定電波傳播方向，則無(wú)線電信標(biāo)的位置一定是處于環(huán)狀天線面的垂直方向上。（4）復(fù)合天線的方向性 復(fù)合天線的方向性：是垂直天線和環(huán)狀天線組合而成。用以消除環(huán)狀天線方向特性的雙值性。設(shè) ：垂直天線和環(huán)狀天線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的振幅相等并且相位相同，則復(fù)合天線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：復(fù)合天線的方向性圖為一個(gè)心形圖。

無(wú)線電測(cè)向儀自差 無(wú)線電測(cè)向儀自差產(chǎn)生的原因

（1）無(wú)線電測(cè)向儀附近的導(dǎo)體在高頻電磁場(chǎng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生高頻電流，在它周圍產(chǎn)生二次感應(yīng)磁場(chǎng)，從而作用在無(wú)線電測(cè)向儀的環(huán)狀天線上。（2）無(wú)線電測(cè)向儀自差無(wú)線電測(cè)向儀自差生的測(cè)定（1）目測(cè)法（此法多采用）

選擇電臺(tái)：肉眼可以看到天線的電臺(tái)或輔助船（小艇）攜帶電臺(tái)；

被測(cè)無(wú)線電信標(biāo)固定，本船旋轉(zhuǎn)，信標(biāo)舷角不斷變化，每隔10°～15°同時(shí)測(cè)出p和q，求出不同舷角下的無(wú)線電測(cè)向儀自差。大船拋錨，小艇攜帶電臺(tái)繞大船旋轉(zhuǎn)。（2）方位角法

當(dāng)遠(yuǎn)離無(wú)線電信標(biāo)或能見度條件限制時(shí)使用。

選擇電臺(tái)：在海圖上標(biāo)示出電臺(tái)天線的位置；

本船緩慢旋轉(zhuǎn)，每隔10°～15°對(duì)該電臺(tái)測(cè)出無(wú)線電舷角qrr，同時(shí)記錄船舶的位置與航向（TC）。

在海圖上量取船舶至無(wú)線電臺(tái)的真方位（TB），計(jì)算船舶與電臺(tái)的真舷角p（p=TB-TC）；

求出自差：f=p-qrr。

（3）利用其他無(wú)線電導(dǎo)航儀器測(cè)定法

利用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀、羅蘭C接收機(jī)等的計(jì)算功能。

無(wú)線電測(cè)向定位

（1）準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備海圖資料；選取無(wú)線電信標(biāo)；本船收發(fā)機(jī)及收音機(jī)天線絕緣。

（2）測(cè)向定位步驟：

查閱海圖：選擇無(wú)線電信標(biāo)（注意方位線交角）；

測(cè)定無(wú)線電信標(biāo)的方位，讀取無(wú)線電舷角和船首向；

修正：

根據(jù)真航向TC將無(wú)線電舷角換算為無(wú)線電真方位RTB

大圓改正量修正：查大圓改正量表或公式計(jì)算

將無(wú)線電真方位（大圓方位）換算為恒向線方位RLB

在墨卡托海圖上，從無(wú)線電信標(biāo)按恒向線方位的反方向（RLB±180°）畫出位置線；

若同時(shí)測(cè)得兩條或三條無(wú)線電信標(biāo)的位置線，可得船位三角形，即為無(wú)線電測(cè)向船位。測(cè)角器的工作原理

測(cè)角器是用于測(cè)定無(wú)線電信標(biāo)方位角度（舷角或方位角）的裝置，由正交的固定環(huán)狀天線與測(cè)角器組成的測(cè)角系統(tǒng)

測(cè)角器是由兩個(gè)相互垂直的固定場(chǎng)線圈和一個(gè)可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的尋向線圈組成。兩個(gè)固定場(chǎng)線圈分別與對(duì)應(yīng)的環(huán)狀天線相連接。

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（概況）

導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)（Navistar Global Positioning System）于1973年開始研制，1995年10越投入全部運(yùn)作，歷時(shí)22年。組成：工作衛(wèi)星21顆，備用衛(wèi)星3顆，共24顆； 軌道：20183km，傾角55°，24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)軌

道平面內(nèi)；運(yùn)行周期717.98min（12h）； 發(fā)射頻率：1575.42MHz和1227.60MHz； 定位精度：1m ～ 30m ～ 100m；

運(yùn)行規(guī)律：全球任何地方，在地平線7.5°以上至少可以看到4顆衛(wèi)星。能提供全球、全天候、高精度、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維定位與導(dǎo)航。

GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理

GPS是一種測(cè)距定位系統(tǒng)，利用測(cè)定高軌道衛(wèi)星信號(hào)的傳播延時(shí)（電波在空間傳播的時(shí)間）和多普勒頻移，計(jì)算出衛(wèi)星與用戶之間的距離、距離變化率，以精確地測(cè)定用戶位置（三維）、速度（三維）和時(shí)間參數(shù)。

測(cè)定出用戶到3顆衛(wèi)星的距離可以得到以衛(wèi)星為球心，以衛(wèi)星到用戶的距離為半徑的三個(gè)球面，其交點(diǎn)就是用戶的三維空間位置。GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀接收其視界內(nèi)一組衛(wèi)星信號(hào)，從中取得衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘校正參量、大氣校正參量等數(shù)據(jù)，并且測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)的傳播延時(shí)和多普勒頻移。

根據(jù)衛(wèi)星星歷計(jì)算出衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)時(shí)的位置；

根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的傳播延時(shí)和光速的乘積計(jì)算出衛(wèi)星與用戶之間的“距離”；

根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的傳播延時(shí)、光速和多普勒頻移計(jì)算出用戶的三維運(yùn)行速度。

若用戶時(shí)鐘無(wú)偏差，利用3顆衛(wèi)星可以得到以衛(wèi)星為球心，以衛(wèi)星到用戶的距離為半徑的3個(gè)球面，其交點(diǎn)就是用戶的三維空間位置。

若用戶時(shí)鐘不精確，需要利用第4顆衛(wèi)星計(jì)算出用戶的時(shí)鐘偏差?！皞尉嚯x”的概念

由于用戶衛(wèi)星導(dǎo)航儀時(shí)鐘、衛(wèi)星鐘、電離層以及對(duì)流層引起的傳播延遲產(chǎn)生的誤差，使得衛(wèi)星導(dǎo)航儀測(cè)得的不是用戶到衛(wèi)星的真距離，故稱為“偽距離”。

誤差的修正

修正衛(wèi)星時(shí)鐘偏差：從衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)中提取時(shí)鐘校正參量；

修正對(duì)流層折射誤差：從衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)中提取大氣修正參量；

修正電離層折射誤差：利用衛(wèi)星發(fā)射的雙頻信號(hào)（1575.42MHz和1227.60MHz）。

GPS是無(wú)源式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，用戶不能發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，只處理接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定

第二篇：雷達(dá)總結(jié)

雷達(dá)氣象學(xué)是一門與大氣探測(cè)、大氣物理，天氣系統(tǒng)探測(cè)相關(guān)聯(lián)的學(xué)科

Radar：通過(guò)無(wú)線電技術(shù)對(duì)目標(biāo)物的探測(cè)和定位。測(cè)定目標(biāo)位置的無(wú)線電技術(shù)范疇 氣象雷達(dá):是用于探測(cè)氣象要素和各種天氣現(xiàn)象的雷達(dá)，“千里眼、順風(fēng)耳”。

雷達(dá)氣象學(xué)：利用氣象雷達(dá)，進(jìn)行大氣探測(cè)和研究雷達(dá)波與大氣相互作用的學(xué)科，它是大氣物理學(xué)、大氣探測(cè)和天氣學(xué)共同研究的一個(gè)分支。雷達(dá)氣象學(xué)在突發(fā)性、災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和警報(bào)中具有極為重要的作用。氣象雷達(dá)的分類：探空雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)、聲雷達(dá)、多普勒雷達(dá)、激光雷達(dá) 南方：S波段為主，北方：C波段為主 雷達(dá)機(jī)的主要構(gòu)成

RDA-雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng) RPG-雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)

PUP-主用戶處理器子系統(tǒng)

其次包括：通訊子系統(tǒng)、附屬安裝設(shè)備 RDA 主要結(jié)構(gòu)：天伺系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理器 定義：用戶所使用的雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集單元。

功能：產(chǎn)生和發(fā)射射頻脈沖，接收目標(biāo)物對(duì)這些脈沖的散射能量，并通過(guò)數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。雷達(dá)的硬件系統(tǒng)！

RDA的掃描方式：雷達(dá)在一次體積掃描中使用多少角度和時(shí)間。

RDA的天氣模式：1.晴空模式：VCP11或VCP21

2.降水模式：VCP31或VCP32

新一代雷達(dá)：降水模式 VCP：雷達(dá)天線體掃模式

RPG（雷達(dá)產(chǎn)品生成系統(tǒng)）定義：（指令中心）由寬帶通訊線路從RDA接收數(shù)字化的基本數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理和生成各種雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過(guò)窄帶通訊線路傳給用戶

功能：產(chǎn)品生成、產(chǎn)品分發(fā)、雷達(dá)控制臺(tái)（UCP）PUP（主用戶處理系統(tǒng)）

功能：獲取、存貯和顯示雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。預(yù)報(bào)員通過(guò)這一界面獲取所需要的雷達(dá)產(chǎn)品，并將它們以適當(dāng)?shù)男问斤@示在監(jiān)視器上

用處：(1)產(chǎn)品請(qǐng)求(獲取)，(2)產(chǎn)品數(shù)據(jù)存貯和管理，(3)產(chǎn)品顯示，(4)狀態(tài)監(jiān)視，(5)產(chǎn)品編輯注釋。粒子對(duì)電磁波有散射，衰減，折射的作用

散射：當(dāng)電磁波束在大氣中傳播，遇到空氣介質(zhì)或云滴、雨滴等懸浮粒子時(shí)，入射電磁波會(huì)從這些介質(zhì)或粒子上向四面八方傳播開來(lái)，這種現(xiàn)象稱為散射現(xiàn)象。

主要物質(zhì)：大氣介質(zhì)、云滴、水滴，氣溶膠等。其它散射現(xiàn)象：光波、聲波等 散射的類型：瑞利散射：d<<λ；米(Mie)散射：

d≈λ 瑞利散射

散射函數(shù)或方向函數(shù) ：

后向散射能量：雷達(dá)天線接收到的只是粒子散射中返回雷達(dá)方向（θ＝π）的那一部分能量，這部分能量稱為后向散射能量。瑞利散射性質(zhì)

①粒子的散射能力與波長(zhǎng)的四次方成反比。波長(zhǎng)越短，散射越強(qiáng)。②粒子的散射能力與直徑的6次方成正比。粒子半徑越大，散射越強(qiáng)。

③粒子的前向散射和后向散射為最大，粒子無(wú)側(cè)向散射。散射截面為紡錘形。散射截面或后向散射截面

定義：設(shè)有一個(gè)理想的散射體，其截面為σ，它能全部接收射到其上的電磁波能量，并全部均勻地向四周散射，該理想散射體散射回雷達(dá)天線處的電磁波能流密度，恰好等于同距離上實(shí)際散體返回雷達(dá)天線的電磁波能流密度，則該理想散射體的截面σ就是實(shí)際散射體的后向散射截面。

意義：用來(lái)表示粒子后向散射能力的強(qiáng)弱。后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越強(qiáng)，在同樣條件下，所產(chǎn)生的回波信號(hào)也越強(qiáng)。

反射率η：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)全部降水粒子的雷達(dá)截面之和。反射率因子（Z）： Z的不同取值，意味著不同天氣狀況。通常Z的取值從0dBz~70dBz，因此要求天氣雷達(dá)必需有非常大的檢測(cè)范圍。新一代天氣多普勒雷達(dá)的接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍是90~100dBz以內(nèi)。

云、雨滴的散射：

雷達(dá)的波長(zhǎng)越短，散射越強(qiáng)。若雷達(dá)的波長(zhǎng)一定時(shí)，在滿足瑞利散射的情況下，粒子半徑越大，散射越強(qiáng)。電磁波衰減：電磁波能量沿傳播路徑減弱的現(xiàn)象，是散射和吸收兩種作用的總和。

衰減原因：當(dāng)電磁波投射到氣體或云雨粒子上時(shí)，一部分能量被散射，一部分能量被吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌问降哪芰?，從而使電磁波能量減弱。

雷達(dá)回波：當(dāng)雷達(dá)波束投射到云、降水粒子上時(shí)，云、降水粒子就會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。其中向后方散射的一部分散射波重新返回到雷達(dá)天線處，并在雷達(dá)顯示器上顯示出各種圖像。

雷達(dá)氣象方程：雷達(dá)回波強(qiáng)度不僅取決于雷達(dá)系統(tǒng)各參數(shù)的特性，而且和被測(cè)云、降水粒子的性質(zhì)有關(guān)，還與雷達(dá)和被測(cè)目標(biāo)之間的距離以及其間的大氣狀態(tài)有關(guān)。雷達(dá)氣象方程就是根據(jù)所測(cè)定的回波強(qiáng)度去推斷云、降水的物理狀況，將雷達(dá)的作用距離與發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、目標(biāo)和環(huán)境的種種特性聯(lián)系起來(lái)的方程。普通雷達(dá)方程：

結(jié)論：雷達(dá)回波功率強(qiáng)弱取決于：Pt發(fā)射功率，G增益，雷達(dá)截面，R目標(biāo)物距雷達(dá)站的距離

雷達(dá)氣象方程的討論：雷達(dá)氣象方程：①雷達(dá)機(jī)各參數(shù)、②氣象因子、③目標(biāo)物和雷達(dá)機(jī)之間的距離 雷達(dá)機(jī)參數(shù)：①發(fā)射功率，②脈沖寬度和脈沖長(zhǎng)度，③波瓣寬度，④天線增益等

發(fā)射功率：增加發(fā)射功率通?？梢蕴岣咝旁氡?，從而增大最大探測(cè)距離。但最大探測(cè)距離還取決于脈沖重復(fù)頻率，目標(biāo)物最大高度，雷達(dá)架設(shè)高度，以及地球曲率等影響。

脈沖寬度Γ和脈沖長(zhǎng)度h:當(dāng)兩者增加時(shí)，雷達(dá)脈沖在空間的體積增加，同一時(shí)間里被電磁波所照射到的降水粒子數(shù)量增多，所以回波接收功率增大，使一些弱的雨區(qū)等容易發(fā)現(xiàn)。缺點(diǎn)：1）雷達(dá)的距離分辨率變低2）雷達(dá)的盲區(qū)變大。

波束寬度θ: 水平波束寬度和垂直寬度愈大，天線發(fā)射的能量愈分散，入射能流密度將隨距離增加而較快地減小，造成回波能量變?nèi)?。天線增益也隨之增加。

天線增益G: 天線增益增加時(shí)，回波功率以平方的倍數(shù)增大，可提高雷達(dá)的探測(cè)能力。提高G，必須增大圓拋物面口徑的幾何面積，帶來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)性能和抗風(fēng)能力差的缺點(diǎn)。增大天線口徑面積可以提高天線的增益和減小波束寬度，從而增大雷達(dá)的探測(cè)能力和探測(cè)的角分辨率

波長(zhǎng)：雷達(dá)的最重要參數(shù)，云雨粒子對(duì)電磁波的散射能力和衰減能力，都與波長(zhǎng)有密切關(guān)系。各氣象因子的作用:1）目標(biāo)物的后向散射特性。反映在因子

上

2）波束路徑上各種粒子對(duì)雷達(dá)波的衰減作用。反映在因子

上

距離因子的影響:Pr與R平方成反比，氣象目標(biāo)隨距離增加而減小，同樣強(qiáng)度的降水出現(xiàn)在遠(yuǎn)距離處要比近距離處弱得多 大氣折射：電磁波在大氣中曲線傳播的現(xiàn)象

大氣折射類型：標(biāo)準(zhǔn)大氣折射、臨界折射、超折射、零折射、負(fù)折射

大氣折射對(duì)探測(cè)的影響：由于大氣折射指數(shù)分布不均勻性，會(huì)使電磁波在傳播中發(fā)生折射現(xiàn)象

超折射：當(dāng)波束路徑曲率大于地球表面的曲率時(shí)，雷達(dá)波束在傳播時(shí)將碰到地面，經(jīng)地面反射后繼續(xù)向前傳播。然后再?gòu)澢降孛?，再?jīng)地面反射，重復(fù)多次，雷達(dá)波束在地面和某層大氣之間，依靠地面的反射向前傳播，與波導(dǎo)管中的微波傳播相似，又稱超折射

超折射形成的氣象條件：超折射是因?yàn)榇髿庵姓凵渲笖?shù)m隨高度迅速減小造成。折射指數(shù)隨高度迅速減小，必須是氣溫向上遞增，同時(shí)水汽壓向上迅速遞減，就是常說(shuō)”暖干蓋”的大氣層結(jié)。雨后晴朗的夜間：由于地面輻射，形成上干下濕的逆溫層，發(fā)生超折射

測(cè)距原理：物理基礎(chǔ)：目標(biāo)散射，電磁波等速直線傳播。多普勒頻率（頻移）：當(dāng)目標(biāo)物與雷達(dá)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到回波信號(hào)的頻率相對(duì)于原來(lái)的發(fā)射的頻率產(chǎn)生一個(gè)頻率偏移，在物理學(xué)上稱之為多普勒頻移。

徑向速度：物體（目標(biāo)）在觀察者視線方向的速度。

距離折疊：是指雷達(dá)對(duì)雷達(dá)回波的一種辨認(rèn)錯(cuò)誤，當(dāng)目標(biāo)位于最大不模糊距離以外時(shí)，會(huì)發(fā)生距離折疊，雷達(dá)顯示回波位置的方位角是正確的，但是距離是錯(cuò)誤的。

多普勒兩難：對(duì)于實(shí)際工作的雷達(dá)，波長(zhǎng)是固定的，當(dāng)選定了最大不模糊距離（或脈沖重復(fù)頻率）后，就存在一個(gè)最大不模糊速度。即當(dāng)目標(biāo)的徑向速度大于最大不模糊速度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生混淆。由雷達(dá)測(cè)得的徑向速度將相差兩倍最大不模糊速度。2

當(dāng)最大不模糊速度較小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多次速度折疊。

顯示方式： PPI：平面掃描、RHI：垂直掃描、VOL：體積掃描顯示、CAPPI：等高平面位置顯示、VCS：任意垂直剖面、局部多層CAPPI顯示、、垂直最大回波顯示CR、等值線圖顯示

等速度線：徑向速度相同的點(diǎn)構(gòu)成的線。零速度線是由雷達(dá)徑向速度為零的點(diǎn)組成 零徑向速度：某點(diǎn)的徑向速度為零。

1）該點(diǎn)處的真實(shí)風(fēng)向與該點(diǎn)相對(duì)于雷達(dá)的徑向互相垂直 2）該點(diǎn)的真實(shí)風(fēng)速為零，在那里的大氣運(yùn)動(dòng)極小或處于靜止?fàn)顟B(tài)

零徑向速度意義：零等速點(diǎn)的風(fēng)向是由鄰近的負(fù)速度區(qū)，垂直于該等速度點(diǎn)吹向正速度區(qū)。地物回波：是指由山地及其上面的各種建筑物等對(duì)電磁波的散射產(chǎn)生的回波。晴空回波：云很稀薄或沒有云雨的晴空大氣里，或在不可能被探測(cè)到的小粒子所組成的云區(qū)內(nèi)探測(cè)到的回波 超折射回波：當(dāng)大氣狀況為超折射時(shí)，雷達(dá)回波會(huì)出現(xiàn)平常探測(cè)不到的遠(yuǎn)距離地物回波，就是超折射回波 旁瓣假回波：雷達(dá)沿主波瓣傳輸電磁波，主波瓣典型寬度為1o，當(dāng)旁瓣發(fā)射出的電磁波在近距離遇到一些特別強(qiáng)的降水中心時(shí)，也能產(chǎn)生雷達(dá)接收到的回波。一般情況下，旁瓣產(chǎn)生的回波太弱，不易分辨出來(lái)。但是當(dāng)遇上反射率因子極高的目標(biāo)物（如積雨云中柱狀的冰雹和暴雨）時(shí)就能夠出現(xiàn)旁瓣回波 二次回波：由于距離折疊或者多層回波，當(dāng)目標(biāo)物位于最大不模糊距離之外時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生距離折疊，而出現(xiàn)二次回波

三體散射：由于雷達(dá)能量在強(qiáng)回波區(qū)向前散射而形成的異?；夭āＲ?yàn)閺?qiáng)回波區(qū)一部分能量被散射到雷達(dá)，一部分能量散射回地面，其中散射到地面的能量又返回到含冰雹的強(qiáng)反射率因子區(qū)，強(qiáng)反射率因子區(qū)再次反射回雷達(dá)而形成。

層狀云降水：又稱穩(wěn)定性降水或連續(xù)性降水。特點(diǎn)：水平尺度較大、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，強(qiáng)度較均勻，時(shí)間變化緩慢。

層狀云降水回波： PPI：呈均勻連續(xù)的大面積薄膜狀，片狀，絲縷狀結(jié)構(gòu)明顯，強(qiáng)度弱，一般在20～30dBz，邊緣不整齊，有時(shí)有強(qiáng)雨中心。（零度層亮帶）

RHI：云體厚度較小，回波高度約5-6km，頂部和底部平坦，結(jié)構(gòu)較均勻。

零度層亮帶：是層狀云降水回波的主要特征，是冰水混合層，反映了層狀云中有明顯的冰水轉(zhuǎn)化區(qū)。零度層以上的降水粒子以冰晶為主，通過(guò)亮帶后，全部轉(zhuǎn)化為水滴。亮帶說(shuō)明層狀云氣流穩(wěn)定，無(wú)明顯對(duì)流活動(dòng)。積狀云:或稱對(duì)流云，是由對(duì)流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，通常與短時(shí)強(qiáng)烈天氣相配合。

積云降水回波強(qiáng)度特征:PPI：表現(xiàn)為幾km到幾十km不規(guī)則分散、孤立塊狀。回波通常由單個(gè)或多個(gè)對(duì)流單體形成的回波組成?；夭ǔ蕢K狀，尺度小，結(jié)構(gòu)密實(shí)，邊緣清晰，強(qiáng)度較強(qiáng)（35dBz以上），持續(xù)時(shí)間變化大。強(qiáng)中心到外圍的強(qiáng)度梯度較大，隨不同的天氣過(guò)程排列成帶狀、條狀、離散狀等。

RHI：?jiǎn)误w呈柱狀結(jié)構(gòu)，垂直伸展大于水平伸展，強(qiáng)對(duì)流單體頂部有云砧向下風(fēng)方伸展或呈花菜狀，懸垂中空，云體隨對(duì)流發(fā)展變厚。回波頂發(fā)展較高，多數(shù)在6-7km，一些發(fā)展強(qiáng)烈的單體可達(dá)10km，個(gè)別可達(dá)20km。

穹隆：由雷暴前方的強(qiáng)烈斜上升氣流深入云體，形成回波圖像中的弱回波區(qū)。云體上沖：由上升氣流引起的。積層混合云降水的天氣特點(diǎn)：范圍大，降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累積降水量大，往往造成大面積的強(qiáng)降水。

積層混合云降水回波:PPI：又稱為絮狀回波，比較大的范圍內(nèi)，回波邊緣呈現(xiàn)支離破，沒有明顯的邊界，邊緣紊亂，層狀云回波中鑲嵌著一個(gè)個(gè)密實(shí)團(tuán)塊的對(duì)流云，強(qiáng)度可達(dá)40dBz或以上，有時(shí)強(qiáng)回波團(tuán)塊整齊排列可形成一條短帶。

RHI：表現(xiàn)在均勻的層狀云高度上柱狀回波起伏地鑲嵌在其中。在對(duì)流云衰敗階段，柱狀回波與層狀云回波合在一起。雷達(dá)產(chǎn)品:

1.基本數(shù)據(jù)產(chǎn)品:反射率因子（R）平均徑向速度（V）譜寬產(chǎn)品（W）2.物理量產(chǎn)品：

強(qiáng)度物理量產(chǎn)品:回波頂高（ET）垂直累積含水量（VIL）時(shí)段雨量累積（OHP、THP）雨強(qiáng)顯示（RZ）

速度物理量產(chǎn)品:垂直風(fēng)廓線產(chǎn)品（VWP）合成切變（CS）徑向散度（RVD）或稱速度徑向切變、方位渦度（ARD）譜寬物理量產(chǎn)品

3.反演識(shí)別產(chǎn)品：(1)陣風(fēng)鋒；下?lián)舯┝鳎?/p>

(2)中尺度氣旋；龍卷渦旋；

(3)風(fēng)暴；冰雹自動(dòng)識(shí)別等；(4)風(fēng)暴自動(dòng)識(shí)別、跟蹤、預(yù)報(bào)和預(yù)報(bào)檢驗(yàn)。3

第三篇：雷達(dá)系統(tǒng)仿真?zhèn)€人總結(jié)

第一章

1、雷達(dá)的基本任務(wù)可以概括為：探測(cè)、定位、成像、識(shí)別。

2、系統(tǒng)仿真的定義: 系統(tǒng)仿真就是進(jìn)行模型試驗(yàn)，通過(guò)系統(tǒng)模型的試驗(yàn)去研究一個(gè)已經(jīng)存在的或正在設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)的過(guò)程。這個(gè)模型是對(duì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化提煉，能反映問題的本質(zhì)或主要矛盾，這種建立在模型系統(tǒng)上的試驗(yàn)技術(shù)稱之為仿真技術(shù)。

3、系統(tǒng)模型：是系統(tǒng)某種特定性能的一種抽象形式。

系統(tǒng)模型實(shí)質(zhì)是一個(gè)由研究目的所確定的，關(guān)于系統(tǒng)某一方面本質(zhì)屬性的抽象和簡(jiǎn)化，并以某種形式來(lái)描述。

模型可以描述系統(tǒng)的本質(zhì)和內(nèi)在的關(guān)系，通過(guò)對(duì)模型的分析研究，達(dá)到對(duì)原型系統(tǒng)的了解。系統(tǒng)模型的建立是系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)。

4、計(jì)算機(jī)仿真的步驟：1）模型建立階段：系統(tǒng)分析與描述、建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2）模型轉(zhuǎn)換階段：數(shù)據(jù)收集、建立系統(tǒng)的仿真模型、模型驗(yàn)證、模型確認(rèn)

3）模型試驗(yàn)階段：試驗(yàn)設(shè)計(jì)、仿真運(yùn)行研究、仿真結(jié)果分析

清楚仿真每一步步驟，知道關(guān)鍵步驟。

請(qǐng)簡(jiǎn)述系統(tǒng)仿真、系統(tǒng)模型的概念以及系統(tǒng)仿真的步驟。

第二章

1、蒙特卡洛方法，也叫隨機(jī)抽樣法或統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方法，又稱計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬方法，其基本原理是事件發(fā)生的“頻率”來(lái)決定事件的“概率”。

2、蒙特卡洛（Monte Carlo）方法實(shí)現(xiàn)步驟：構(gòu)造或描述概率過(guò)程、實(shí)現(xiàn)從已知概率分布抽樣、建立各種估計(jì)量。

3、蒙特卡洛方法的理論基礎(chǔ)是概率論中的基本定律——大數(shù)定律。

4、重要抽樣技術(shù)——小概率事件仿真。重要抽樣技術(shù)的基本思想：通過(guò)尺度變換（Change of Measure，CM）來(lái)修改決定仿真輸出結(jié)果的概率測(cè)度，使本來(lái)發(fā)生概率很小的稀有事件頻繁發(fā)生，從而加快仿真速度，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)得到稀有事件。

5、重要抽樣技術(shù)利用修改了的概率密度函數(shù)進(jìn)行抽樣，得到以較高概率出現(xiàn)的樣本，然后通過(guò)對(duì)其輸出結(jié)果加權(quán)來(lái)補(bǔ)償由修改密度函數(shù)帶來(lái)的偏差。按以上思路，可以在較短的時(shí)間內(nèi)得到稀有事件。

6、請(qǐng)按照蒙特卡洛方法的步驟計(jì)算下面的積分，并用數(shù)學(xué)公式解釋重要抽樣技術(shù)的思想。

清楚蒙特卡洛定義。仿真是蒙特卡洛的應(yīng)用，給題目，怎么用蒙特卡

洛實(shí)現(xiàn)。概念、實(shí)施過(guò)程，定積分

第三章

1、均勻分布白噪聲的產(chǎn)生：物理方法——真隨機(jī)數(shù)；數(shù)學(xué)方法——偽隨機(jī)數(shù)，包括：線性同余法、聯(lián)合法（組合發(fā)生器）、反饋位移寄存器法。

2、非均勻分布白噪聲的產(chǎn)生：理論方法：反變換法、舍選抽樣法、復(fù)合法、變換法、查表法。

3、反變換法：由已知的分布函數(shù)r = F(x)反過(guò)來(lái)求x = F-1(r)。

4、變換法：利用變換關(guān)系從一種分布的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生另一種分布的隨機(jī)數(shù)。反變換法是此法特例。

請(qǐng)解釋一下變換法與反變換法的區(qū)別與聯(lián)系。

第四章

1、隨機(jī)矢量的定義

2、隨機(jī)矢量抽樣

隨機(jī)矢量用協(xié)方差陣描述各變量之間的相關(guān)性。若視隨機(jī)矢量的一次抽樣為一隨機(jī)序列，則它可以仿真相關(guān)隨機(jī)序列。

缺點(diǎn)：當(dāng)N很大時(shí)其計(jì)算量非常大，一般情況僅具有理論意義。

3、線性濾波法（產(chǎn)生高斯色噪聲）：理論基礎(chǔ)——概率分布要求、功率譜密度要求

4、概率分布要求的物理解釋：由高斯隨機(jī)變量性質(zhì)知：n維高斯隨機(jī)變量的線性組合仍為高斯分布，因此Y(t)是高斯分布的。顯然Y(t)在任意m個(gè)時(shí)刻取值構(gòu)成的m個(gè)隨機(jī)變量都可看成輸入隨機(jī)過(guò)程X(t)的n(無(wú)窮)維高斯變量線性變換所得，這樣m個(gè)隨機(jī)變量間僅存在線性相關(guān)關(guān)系，故它們服從m維高斯分布，即輸出Y(t)是高斯過(guò)程。只要求得系統(tǒng)的輸出均值及相關(guān)函數(shù)集合，即可得到輸出隨機(jī)過(guò)程的多維概率密度函數(shù)。

5、功率譜密度要求的解釋：輸出隨機(jī)過(guò)程的功率譜形狀主要取決于系統(tǒng)的幅頻特性，這樣為產(chǎn)生特定相關(guān)特性(特定功率譜密度)的隨機(jī)過(guò)程，可將白噪聲通過(guò)一個(gè)特定的線性系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生

4、ARMA模型——產(chǎn)生實(shí)高斯色噪聲

5、復(fù)高斯白噪聲線性濾波法——產(chǎn)生復(fù)高斯色噪聲

6、功率譜密度逆變換——產(chǎn)生復(fù)色噪聲

請(qǐng)解釋線性濾波法的原理并畫出框圖，解釋一下兩個(gè)約束條件。

第五章

1、相關(guān)傳遞法：可以使一個(gè)隨機(jī)序列的相關(guān)特性傳遞給另一個(gè)隨機(jī)序列。

具體過(guò)程：只要使第一個(gè)序列具有所要求的振幅分布，第二個(gè)序列具有規(guī)定的相關(guān)特性，通過(guò)使第一個(gè)序列按第二個(gè)序列的大小次序排列就可使前者同時(shí)具有規(guī)定的概率密度函數(shù)和相關(guān)特性。

解釋：概率分布是隨機(jī)序列值大小的總體描述而與其排列次序無(wú)關(guān)，而自相關(guān)特性不僅與隨機(jī)序列值大小有關(guān)，更取決于序列值的相對(duì)位置，因此概率分布特性與自相關(guān)特性是兩個(gè)截然不同、完全無(wú)關(guān)的概念，可以分別單獨(dú)考慮實(shí)現(xiàn)。

2、ZMNL方法的思想：首先通過(guò)線性濾波產(chǎn)生相關(guān)高斯隨機(jī)過(guò)程，然后經(jīng)過(guò)某種非線性變換得到所要求的相關(guān)隨機(jī)序列。

3、ZMNL中線性變換產(chǎn)生特定的PSD，非線性變換產(chǎn)生特定的PDF

4、SIRP方法是一種外生模型，它允許對(duì)雜波的邊緣概率密度函數(shù)和自相關(guān)函數(shù)獨(dú)立進(jìn)行控制，從而克服了ZMNL方法中非線性變換對(duì)相關(guān)函數(shù)的影響?；舅悸肥牵簩⒏咚拱自肼曅蛄衱?k?經(jīng)過(guò)一個(gè)線性系統(tǒng)H?z?，得到一個(gè)相關(guān)高斯隨機(jī)序列y?k?，然后用特定的概率密度函數(shù)的隨機(jī)序列s?k?進(jìn)行調(diào)制即得到所需的序列x?k?。其產(chǎn)生框圖為： w?k?s?k?H?z?yx?k?

請(qǐng)解釋zmnl 方法的原理以及框圖

第六章

1、正交雙通道處理的定義：中頻回波信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)相似的支路分別處理，其差別僅是其基準(zhǔn)的相參電壓相位差900，這兩路稱為： 同相支路(Inphase Channel)——I支路 正交支路(Quadrature Channel)——Q支路

2、正交雙通道處理框圖

3、復(fù)非高斯色噪聲的產(chǎn)生：零記憶非線性變換法(ZMNL)、球不變隨機(jī)過(guò)程法(SIRP)、幅相分離法(APSM)請(qǐng)解釋復(fù)色噪聲產(chǎn)生的難點(diǎn)

對(duì)數(shù)正態(tài)不能由球不變法產(chǎn)生，原因:對(duì)數(shù)正態(tài)的PDF不滿足SIRP隨機(jī)過(guò)程PDF性質(zhì)(積分表達(dá)式)

第七章

了解概念

第八章

1、概率分布的三種基本參數(shù)：位置參數(shù)、比例參數(shù)、形狀參數(shù)。

2、做直方圖的步驟如下：

1、將數(shù)據(jù)x1,x2,?,xN分組 先求數(shù)據(jù)的xmax、xmin，再取邊界點(diǎn)a??xmin?和b??xmax?。將?a,b?k等分得分界點(diǎn)a?a0?a1?a2???al???ak?b，其中ai?ai?1?

2、統(tǒng)計(jì)落入每一子區(qū)間的數(shù)據(jù)頻率fi?b?a,i?1,2,?,k。kMi，Mi為落入每一子區(qū)間數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。N3、據(jù)區(qū)間分界點(diǎn)及每個(gè)子區(qū)間數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)畫出直方圖。

3、參數(shù)點(diǎn)估計(jì)的基本要求：無(wú)偏估計(jì)、有效估計(jì)

4、參數(shù)估計(jì)方法：矩估計(jì)法（優(yōu)點(diǎn)是方便，但大樣本下其精度不如極大似然估計(jì)）、極大似然法（一致、不變、漸近無(wú)偏估計(jì)）

5、直方圖的改進(jìn)：核函數(shù)估計(jì)、近鄰估計(jì)

公式不做要求，概念要知道。無(wú)偏估計(jì)、有效估計(jì)舉例子、結(jié)果

第九章

1、由樣本尋找T及其漸近分布的兩個(gè)基本方法：概率論中的中心極限定理、概率統(tǒng)計(jì)中的皮爾遜卡方檢驗(yàn)。

2、3、擬合性檢驗(yàn)——概率密度函數(shù)——PDF（1）卡方檢驗(yàn)

*（2）柯爾莫哥洛夫—斯米爾諾檢驗(yàn)（K-S檢驗(yàn)）：小樣本，只適用于連續(xù)分布函數(shù)

*（3）正態(tài)性檢驗(yàn)——特殊方法

4、?2檢驗(yàn)是關(guān)于試驗(yàn)頻數(shù)與理論頻數(shù)有無(wú)顯著差異的檢驗(yàn)，即檢驗(yàn)直方圖與所擬合的理論密度函數(shù)之間的差異是否顯著。將所擬合的分布的取值范圍分為k個(gè)區(qū)間：[a0,a1]、[a1,a2]、…、[ak?1,ak]。若取值范圍為(??,?)，則取第一區(qū)間為(??,a1]，最末區(qū)間為[ak?1,?)。設(shè)N點(diǎn)數(shù)據(jù)x1，x2，…，xN落入第i個(gè)區(qū)間的頻數(shù)為Mi，所選擇的理論分布在第i個(gè)區(qū)間取值的概率為pi，即理論頻數(shù)Ti?Npi，則 k(Mi?Ti)2(Mi?Npi)2????? TiNpii?1i?12k當(dāng)N??時(shí)?2~?2(k?l?1)，l為用數(shù)據(jù)估計(jì)參數(shù)個(gè)數(shù)。此法關(guān)鍵在于選擇子區(qū)間數(shù)，它與數(shù)據(jù)、樣本容量、所擬合的概率分布等有關(guān)。

5、獨(dú)立性檢驗(yàn)——白噪聲——PSD 自相關(guān)函數(shù)估計(jì)：定義法（時(shí)域法）、間接法（頻域法）

功率譜密度估計(jì)：直接法（周期圖法）、間接法（按定義）、現(xiàn)代譜估計(jì)方法

6、不相關(guān)性檢驗(yàn)針對(duì)白噪聲進(jìn)行的，而相關(guān)性檢驗(yàn)則是針對(duì)色噪聲而言的，一般意義上講，不相關(guān)性檢驗(yàn)可視為相關(guān)性檢驗(yàn)的一種特例。

7、相關(guān)性檢驗(yàn)——色噪聲

功率譜比值法、自相關(guān)求差法、白化法——待深入研究。請(qǐng)敘述直方圖估計(jì)和卡方檢驗(yàn)的步驟，并解釋相關(guān)性檢驗(yàn)的目的 和方法。

第十章

1、等間距線性陣列模型

2、陣列信號(hào)的空時(shí)等價(jià)性

將空域陣列對(duì)單目標(biāo)回波的采樣序列amexp[jmψr]=amexp[j2π(cosφr)(md/λ)]與時(shí)域單頻信號(hào)的采樣序列形式snexp[j2πfsn?t]相比較，得到如下空時(shí)對(duì)偶特性：

3、請(qǐng)解釋陣列信號(hào)的時(shí)空等價(jià)性以及幅度加權(quán)和相位加權(quán)。

第十一章

1、雷達(dá)系統(tǒng)仿真：類比模擬（物理仿真）、數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬（數(shù)字仿真）

2、數(shù)字仿真分為：功能仿真——實(shí)信號(hào)、相參視頻信號(hào)仿真——復(fù)信號(hào)(目標(biāo)回波+雜波+噪聲)

請(qǐng)敘述雷達(dá)系統(tǒng)仿真、雷達(dá)系統(tǒng)數(shù)字仿真的分類以及常用的目標(biāo) 散射特性

各種分布的噪聲的產(chǎn)生方法

1、均勻分布白噪聲的產(chǎn)生：物理方法——真隨機(jī)數(shù)；數(shù)學(xué)方法——偽隨機(jī)數(shù)，包括：線性同余法、聯(lián)合法（組合發(fā)生器）、反饋位移寄存器法。

2、非均勻分布白噪聲的產(chǎn)生：反變換法、舍選抽樣法、復(fù)合法、變換法、查表法。

3、高斯色噪聲的產(chǎn)生：線性濾波法

4、實(shí)高斯色噪聲的產(chǎn)生：ARMA模型

5、復(fù)高斯色噪聲的產(chǎn)生：復(fù)高斯白噪聲線性濾波法；時(shí)域?yàn)V波法、頻域逆變換法（后兩個(gè)是第六章的）

6、復(fù)色噪聲的產(chǎn)生：功率譜密度逆變換

7、非高斯色噪聲的產(chǎn)生：相關(guān)傳遞法、零記憶非線性變換法ZMNL、球不變隨機(jī)過(guò)程法SIRP

8、復(fù)非高斯色噪聲的產(chǎn)生：零記憶非線性變換法(ZMNL)、球不變隨機(jī)過(guò)程法(SIRP)、幅相分離法(APSM)

第四篇：雷達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)

雷達(dá)工作時(shí)發(fā)射無(wú)線電波，依靠接收器接收物體反射回波來(lái)判斷其距離，速度和移動(dòng)路線 雷達(dá)技術(shù)定義：

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雷達(dá)技術(shù)就是利用電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)向和定位。它發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，經(jīng)過(guò)處理來(lái)獲取目標(biāo)的距離、方位和高度等信息。雷達(dá)一詞是英文Radar的音譯，它是Radio Detection and Ranging幾個(gè)英文單詞詞頭的縮寫，意為“無(wú)線電檢測(cè)和測(cè)距”。雷達(dá)技術(shù)涉及到天線、接收、發(fā)射、控制、顯示、數(shù)據(jù)處理、收發(fā)開關(guān)、調(diào)制器、定時(shí)器及微電子等技術(shù)領(lǐng)域。雷達(dá)技術(shù)作為一種技術(shù)探測(cè)手段，具有白天黑夜均能檢測(cè)到遠(yuǎn)距離的較小目標(biāo)，不為云、霧和兩所阻擋，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)量目標(biāo)參數(shù)速度快等特點(diǎn)，因此，它不僅用于軍事目的，還廣泛地應(yīng)用到民用事業(yè)和各項(xiàng)科學(xué)研究中，如交通管制、氣象預(yù)報(bào)、資源探測(cè)、航天、電離層結(jié)構(gòu)和天體研究等等。雷達(dá)可以按照不同的方法進(jìn)行分類：按雷達(dá)波段可分為米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)、厘米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)及其他波段雷達(dá)等；按雷達(dá)發(fā)射信號(hào)形式或信息加工方式可分為脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈沖壓縮雷達(dá)、動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)、脈沖多卜勒雷達(dá)等；按雷達(dá)架設(shè)地點(diǎn)不同可分為地面雷達(dá)、航空器載(機(jī)載)雷達(dá)、船舶載雷達(dá)、航天器載雷達(dá)等；按雷達(dá)完成的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)不同可分為：遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)、指揮引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、跟蹤測(cè)量雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)、航空管制雷達(dá)和氣象雷達(dá)等；按天線特點(diǎn)可分為相控陣?yán)走_(dá)，合成孔徑雷達(dá)和共形天線雷達(dá)等等。不論怎么分類，雷達(dá)基本上劃分為連續(xù)波和脈沖雷達(dá)兩大類。各類雷達(dá)的研究、發(fā)展和設(shè)置由雷達(dá)所承擔(dān)的任務(wù)來(lái)決定。國(guó)外概況：

雷達(dá)技術(shù)的基本概念形成于20世紀(jì)初。20年代的研究證明了雷達(dá)技術(shù)可發(fā)現(xiàn)船只，并用于測(cè)量電離層的高度。30年代初開始研制探測(cè)飛機(jī)的脈沖雷達(dá)技術(shù)。從30年代中開始，軍事部門利用雷達(dá)技術(shù)來(lái)測(cè)定遠(yuǎn)距離或看不見的目標(biāo)的方向、距離和大小之后，雷達(dá)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。特別是在第二次世界大戰(zhàn)初期，英國(guó)利用新出現(xiàn)的雷達(dá)設(shè)備在鄰近德國(guó)的本土海岸線上(英倫海峽沿岸)布設(shè)了一道觀測(cè)敵方飛機(jī)的早期報(bào)警雷達(dá)鏈，使倫敦城及其周圍的機(jī)場(chǎng)不致遭到德國(guó)法西斯入侵飛機(jī)的突襲，對(duì)保衛(wèi)英國(guó)本土起了決定性的作用，從此，雷達(dá)技術(shù)引起世界各國(guó)的關(guān)注。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于作戰(zhàn)的需要，雷達(dá)技術(shù)發(fā)展極為迅速，新的雷達(dá)器件不斷現(xiàn)出，雷達(dá)使用頻率不斷擴(kuò)展，作戰(zhàn)使用效率不斷提高。在戰(zhàn)前的雷達(dá)器件和技術(shù)只能達(dá)到幾十兆赫。大戰(zhàn)初期，德國(guó)首先研制成大功率三、四極電子管后，雷達(dá)工作頻率可達(dá)500兆赫以上，這不僅提高了雷達(dá)探索和引導(dǎo)飛機(jī)的精度，而且也提高了高炮控制雷達(dá)的性能，使高炮命中率更高，1939年，英國(guó)發(fā)明工作頻率為3000兆赫的功率磁控管以后，雷達(dá)技術(shù)開始向空中發(fā)展，地面與空中雷達(dá)投入使用，使盟軍在空戰(zhàn)和海-空作戰(zhàn)方面取得了優(yōu)勢(shì)。大戰(zhàn)后期，美國(guó)進(jìn)一步把雷達(dá)技術(shù)使用的磁控管的工作頻率提高到10吉赫，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載雷達(dá)小型化并提高了測(cè)量精度。在高炮火控方面，精密自動(dòng)跟蹤雷達(dá)技術(shù)使高炮命中率從戰(zhàn)爭(zhēng)初期的數(shù)千發(fā)炮彈擊落一架飛機(jī)，提高到數(shù)十發(fā)擊中一架飛機(jī)，命中率提高了二個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著電子技術(shù)和武器裝備的發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)不斷向前推進(jìn)，新的雷達(dá)體制不斷涌現(xiàn)，并相繼建立了許多防空預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)(網(wǎng))。就雷達(dá)技術(shù)和體制而言，40年代后期出現(xiàn)了動(dòng)目標(biāo)顯示技術(shù)，誕生了動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)，這有利于從地雜波和云雨等雜波背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。50年代，雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)較廣泛地采用了動(dòng)目標(biāo)顯示、單脈沖測(cè)角和跟蹤以及脈沖壓縮技術(shù)，并研制出高分辨力的合成孔徑雷達(dá)技術(shù)。60年代出現(xiàn)了相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)和三坐標(biāo)雷達(dá)，并將合成孔徑雷達(dá)推廣到民用。70年代固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)和脈沖多普勒雷達(dá)問世。從雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用而言，隨著50年代高速噴氣式飛機(jī)的出現(xiàn)，60年代低空突防飛機(jī)、部分軌道轟炸武器和中、遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈以及軍用衛(wèi)星的出現(xiàn)，人們研制了低空警戒雷達(dá)、超遠(yuǎn)程警戒和跟蹤測(cè)量雷達(dá)，并建立了專門用于對(duì)付這些目標(biāo)的雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)，如50年代美國(guó)為對(duì)付前蘇聯(lián)遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的威脅，相繼建立了“松樹預(yù)警線”、“遠(yuǎn)程預(yù)警線”和“中加拿大預(yù)警線”；60年代為對(duì)付彈道導(dǎo)彈威脅建立了“北方彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”；60年代至70年代初建立了“潛射彈道導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)”；到70年代和80年代又決定用更先進(jìn)的雷達(dá)(包括固態(tài)大型相控陣?yán)走_(dá))對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以使這些防空預(yù)警系統(tǒng)現(xiàn)代化，并使其中的一些大型系統(tǒng)具備一機(jī)多能(情報(bào)搜集、預(yù)警、跟蹤、對(duì)空間目標(biāo)的編目監(jiān)視以及攻擊制定)和對(duì)付多目標(biāo)的能力。目前，美國(guó)和前蘇聯(lián)的雷達(dá)(現(xiàn)在主要由俄羅斯接管)無(wú)論從雷達(dá)體制的多樣性、雷達(dá)技術(shù)水平的先進(jìn)性、雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)的完整性以及大型雷達(dá)的數(shù)量等方面看，它們均處于世界前列，各種體制的雷達(dá)，它們都擁有，有的只有它們建成了，如大型后向散射超視距雷達(dá)，美國(guó)從80年代初到90年代初建造了兩部。前蘇聯(lián)從80年代初開始至蘇聯(lián)解體時(shí)為止，共建造了四部。探測(cè)距離與跟蹤距離達(dá)數(shù)千公里的大型雷達(dá)及雷達(dá)網(wǎng)，國(guó)外只有它們兩家擁有。如陸(海)基先進(jìn)的大型相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，前蘇聯(lián)最多，達(dá)20多部，美國(guó)也有9部。這些大型雷達(dá)系統(tǒng)一部的建造費(fèi)用少則幾千萬(wàn)美元，多則達(dá)數(shù)億美元，如美國(guó)的后向散射超視距雷達(dá)(原計(jì)劃用25億美元建四部)。陸基大型相控陣?yán)走_(dá)盡管技術(shù)上已經(jīng)成熟和完善，但是，冷戰(zhàn)結(jié)束后，其發(fā)展暫處于穩(wěn)定狀態(tài)，近幾年，美國(guó)和俄羅斯很少新建這類雷達(dá)，相反，俄羅斯由于經(jīng)濟(jì)方面的原因，其大型相控陣?yán)走_(dá)的數(shù)量還在減少，如1998年8月已關(guān)閉了位于拉脫維亞的雷達(dá)站。另一方面，由于相控陣?yán)走_(dá)具有一機(jī)多能、波束易控以及對(duì)付多目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，它在機(jī)載和艦船載應(yīng)用方面仍是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的方向，國(guó)外仍在大力發(fā)展中，如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等均在為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)及聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)研制固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，以提高戰(zhàn)斗機(jī)的多目標(biāo)、多功能及遠(yuǎn)程攻擊能力；美國(guó)和以色列等國(guó)家還在研制新的裝載相控陣?yán)走_(dá)的預(yù)警飛機(jī)。

雷達(dá)技術(shù)從軍方開始利用它來(lái)測(cè)定遠(yuǎn)距離或看不見的目標(biāo)的方向、距離、大小等為起點(diǎn)，其發(fā)展已經(jīng)歷了六十多年，時(shí)至今日，仍方興未艾，蓬勃發(fā)展。雷達(dá)體制從開始時(shí)單一的脈沖制，發(fā)展成為今天擁有動(dòng)目標(biāo)顯示、合成孔徑、相控陣、超視距以及脈沖多普勒等多種體制。雷達(dá)功能不斷擴(kuò)展，當(dāng)初主要是觀察空中飛機(jī)，現(xiàn)在觀測(cè)目標(biāo)已拓寬到從地下到空間的多類目標(biāo)，如地下工事、地下指揮所、地面和海面慢速移動(dòng)目標(biāo)、低空和超低空飛行目標(biāo)、空中的有人駕駛和無(wú)人駕駛飛行器、固定機(jī)翼和旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器、空間航天飛行器、運(yùn)載火箭以及彈道導(dǎo)彈等等；當(dāng)初主要是主動(dòng)、快速獲取目標(biāo)信息的手段，除此之外，它現(xiàn)在還是各類先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確打擊的必備設(shè)備，是發(fā)展先進(jìn)武器系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估的手段。雷達(dá)功能的拓展要求雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展必須滿足這些要求，這就促使雷達(dá)技術(shù)向多功能(搜索、檢測(cè)和跟蹤)；多模工作方式；地面和海上雷達(dá)相互融匯；天線系統(tǒng)采用電掃陣列、合成孔徑、工作頻段寬、輻射能力強(qiáng)、重量輕和噪聲低的器件；機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可移動(dòng)或易移動(dòng)；采用雙/多基地雷達(dá)和逆合成孔徑雷達(dá)，以進(jìn)一步提高抗干擾、抗摧毀和對(duì)付隱身目標(biāo)的能力；采用相控陣技術(shù)發(fā)展三坐標(biāo)低空補(bǔ)盲雷達(dá)；雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理的數(shù)字化和智能化等方向發(fā)展。影響：

雷達(dá)技術(shù)對(duì)國(guó)防科技和武器裝備發(fā)展的影響主要體現(xiàn)在下列三方面：1.是軍事上實(shí)時(shí)、主動(dòng)、全天候獲取各類目標(biāo)信息不可缺少的技術(shù)探測(cè)手段，是收集各種軍事情報(bào)的傳感器技術(shù)之一，是“千里眼”。在當(dāng)今高技術(shù)條件下，對(duì)一個(gè)戰(zhàn)區(qū)乃至全球多方面的情報(bào)收集、處理、分發(fā)是指揮員做出正確決策和快速響應(yīng)必不可少的前提，在防空及各軍兵種與各個(gè)級(jí)別上的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)指揮控制與通信(C3I)系統(tǒng)中，雷達(dá)技術(shù)是主動(dòng)獲取信息的重要手段，是其它探測(cè)手段不能替代的。2.雷達(dá)是先進(jìn)作戰(zhàn)平臺(tái)的組成部分，其作用是人們研制各類武器系統(tǒng)最為關(guān)心的。例如，先進(jìn)的機(jī)載脈沖多普勒火控雷達(dá)是戰(zhàn)斗機(jī)火控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，西方主要國(guó)家早已將其裝備部隊(duì)，它們還在為更先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)研制固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)，以提高戰(zhàn)斗機(jī)的多目標(biāo)、多功能及遠(yuǎn)程攻擊能力；機(jī)載轟炸雷達(dá)是轟炸機(jī)提高轟炸成功率的重要保證，使轟炸可以不受氣象條件和白天黑夜的限制，并可與激光瞄準(zhǔn)設(shè)備相配合，實(shí)現(xiàn)精確打擊的目的；地形跟蹤和地形回避雷達(dá)可使轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)和巡航導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)低空、超低空安全隱蔽接近作戰(zhàn)地域和要攻擊的目標(biāo)。3.雷達(dá)技術(shù)是發(fā)展先進(jìn)武器系統(tǒng)測(cè)試評(píng)估的技術(shù)手段。例如各種精密打擊武器，在其研制過(guò)程及最終性能評(píng)估中，必須要有精密測(cè)量雷達(dá)對(duì)其飛行軌跡、落點(diǎn)精度等進(jìn)行測(cè)量與鑒定；在導(dǎo)彈和衛(wèi)星的研制和發(fā)展中，雷達(dá)是彈道參數(shù)測(cè)量、真假目標(biāo)識(shí)別、突防能力檢驗(yàn)、衛(wèi)星安全控制及軌道測(cè)量等必不可少的手段。由此可見，雷達(dá)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家國(guó)防和武器裝備現(xiàn)代化以及國(guó)防科技發(fā)展必不可少的技術(shù)。?? [ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ [技術(shù)難點(diǎn)] 雷達(dá)技術(shù)經(jīng)歷了六十多年的發(fā)展之后，目前最關(guān)鍵的是如何與數(shù)字計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使之成為一個(gè)完整的統(tǒng)一體，以實(shí)現(xiàn)從原始的回波信號(hào)中實(shí)時(shí)提取大量有用信息，并以簡(jiǎn)便、直觀方式顯示給操作人員，送達(dá)到與其相配合的武器系統(tǒng)，使雷達(dá)系統(tǒng)能執(zhí)行更多的任務(wù)，能自適應(yīng)環(huán)境而工作。由于雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代武器系統(tǒng)密不可分，它所要探測(cè)的目標(biāo)種類越來(lái)越多，這就要求雷達(dá)需要解決的技術(shù)難題也很多。1.要解決多目標(biāo)識(shí)別(尤以非合作目標(biāo)的識(shí)別)問題；2.要解決對(duì)低空、超低空目標(biāo)的探測(cè)以及對(duì)低空和地面移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)問題；3.要解決對(duì)付隱身目標(biāo)、尋的導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈的攻擊；4.要解決一機(jī)多能及抗電子干擾問題；5.要解決輕重量、以滿足平臺(tái)升高、機(jī)載和星載應(yīng)用要求；6.要研制不同波段的合成孔徑雷達(dá)等。機(jī)載雷達(dá)的發(fā)展概況

六十年來(lái)，國(guó)外機(jī)載雷達(dá)已發(fā)展成九大類，數(shù)百個(gè)型號(hào)。其中，軍用機(jī)載雷達(dá)占大多數(shù)。現(xiàn)在，軍用機(jī)載達(dá)不但已經(jīng)成為各種軍用飛機(jī)必不可少的重要電子裝備，而且其性能優(yōu)劣已成為軍用飛機(jī)性能的重要標(biāo)志。

1、六十年的發(fā)展歷程

軍用機(jī)載雷達(dá)是30 年代誕生的。當(dāng)時(shí)機(jī)載雷達(dá)使用的是笨重的米波振子陣列天線，而且被安裝在飛機(jī)機(jī)頭和機(jī)翼的外側(cè)。二戰(zhàn)期間，盡管磁控管在雷達(dá)中廣泛使用后出現(xiàn)了多種型號(hào)的10 厘米和3 厘米波段的軍用機(jī)載雷達(dá)，有了空對(duì)地（搜索）轟炸、空對(duì)空（截?fù)簦┗鹂?、敵我識(shí)別、無(wú)線電高度（計(jì)）、護(hù)尾告警等類型，但它們的技術(shù)水平卻很低。它們所采用的信號(hào)不過(guò)是脈沖調(diào)制和調(diào)頻連續(xù)波兩種；發(fā)射管不過(guò)是多極真空管和磁控管；天線不過(guò)是振子和拋物反射面；顯示器全都采用陰極射線管；自動(dòng)角度跟蹤和距離跟蹤系統(tǒng)多數(shù)用機(jī)電式，技術(shù)上還不夠完善。當(dāng)時(shí)較新的技術(shù)只有機(jī)械式電掃描天線，動(dòng)目標(biāo)顯示和傳送雷達(dá)信號(hào)到地面觀測(cè)站的中繼線路這三項(xiàng)。

二戰(zhàn)以后,機(jī)載雷達(dá)發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號(hào)處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識(shí)別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計(jì)算機(jī)的自動(dòng)截?fù)艋鹂叵到y(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無(wú)源或有源的相控陣，頻率捷變、多目標(biāo)探測(cè)與跟蹤等新的雷達(dá)系統(tǒng)。分系統(tǒng)所采用的新技術(shù)有高效矩陣平板線、全固態(tài)相控陣的收發(fā)單元功能模塊、低噪聲射頻接收?qǐng)鲂?yīng)放大器、高頻率穩(wěn)定頻率綜合器、數(shù)字式信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理、可編程的功率控制和數(shù)字處理、彩色電視光柵掃描變換顯示、大功率的液壓或力矩馬達(dá)的天線驅(qū)動(dòng)、控制指令和信息傳輸?shù)臄?shù)字總線、計(jì)算機(jī)控制的機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)等。所采用的新器件有柵控功率行波管、砷化鎵射頻器件、高速大規(guī)模集成電路等。目前裝備各國(guó)的軍用飛機(jī)的雷達(dá)已有所需的各種類型、各種性能；覆蓋從分米波到光波的寬廣頻域；不同復(fù)雜程度雷達(dá)的可*性達(dá)到100～1000小時(shí)MTBF。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/、90年代的機(jī)載雷達(dá)

90年代在各國(guó)軍用飛機(jī)上裝備的產(chǎn)品都具有很高的技術(shù)水平。雷達(dá)波段通常為X與Kｕ波段；預(yù)警雷達(dá)使用更長(zhǎng)波段；直升機(jī)雷達(dá)使用毫米波段。雷達(dá)的波形通常為具有高、中、低脈沖重復(fù)頻率的全波形脈沖多普勒全相參系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)通常使用功率行波管。天線一般使用平板縫陣天線，并向無(wú)源相控陣以至有源相控陣過(guò)渡。信號(hào)處理已基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化；數(shù)據(jù)處理也已實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)算機(jī)化；由于微處理機(jī)的快速發(fā)展而使信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理合并在同一個(gè)可編程處理機(jī)中進(jìn)行。機(jī)載雷達(dá)的顯示信息均已變換成電視制式信號(hào)在飛機(jī)的綜合顯示系統(tǒng)中顯示。雷達(dá)的可*性因大規(guī)模集成電路的使用和模塊化設(shè)計(jì)而大幅度提高；雷達(dá)的維護(hù)性則由于機(jī)內(nèi)自檢與試驗(yàn)臺(tái)的廣泛使用而得到極大改善。雷達(dá)的體積與重量逐年降低；功耗則穩(wěn)定在合理水平上。

美國(guó)隱形飛機(jī)上裝備的最新一代機(jī)載雷達(dá)與過(guò)去50年裝備使用的有很大差別。出于隱形的要求，必須裝備低截獲概率雷達(dá)。相控陣天線具有較好的隱身性能，而其技術(shù)進(jìn)展已到了實(shí)用階段，因而成為首選的系統(tǒng)。B-2隱身轟炸機(jī)的AN/APQ-181和F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)的AN/APG-77分別采用無(wú)源和有源的二維相控陣天線。F-117A隱形攻擊機(jī)為了保持其隱形特性與突出對(duì)地攻擊的能力，它僅裝備紅外探測(cè)和制導(dǎo)激光炸彈的激光照射設(shè)備，沒有裝備主動(dòng)微波雷達(dá)。正在研制的隱形直升機(jī)RAH-66則采用傳播衰減較大的短毫米波段以保持其隱形特性。新一代軍用機(jī)載雷達(dá)的另一特點(diǎn)是模塊化和在航空電子系統(tǒng)中的集成化。無(wú)論是APG-77還是APG-181雷達(dá)，它所構(gòu)成的組件大量采用其它主力飛機(jī)所裝備的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷達(dá)的模塊，它們之中有很高比例的模塊通用性。由于這一代飛機(jī)已逐步采用集成航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，雷達(dá)在傳統(tǒng)上作為一個(gè)完整設(shè)備的特征開始消失。在“數(shù)字航空集成系統(tǒng)（DAIS）”中，雷達(dá)的數(shù)據(jù)輸入與輸出，及其控制指令都通過(guò)數(shù)據(jù)總線（在美軍用飛機(jī)中采用軍用1553B數(shù)據(jù)總線）傳輸，雷達(dá)已沒有獨(dú)立的顯示控制分系統(tǒng)。在F-22飛機(jī)的“寶石柱”模塊化集成航空電子系統(tǒng)中，由于大量的信號(hào)處理，數(shù)據(jù)處理和顯示控制功能都已由飛機(jī)的集成航空電子系統(tǒng)的信號(hào)處理區(qū)、任務(wù)處理區(qū)與集成顯示器來(lái)完成，APG-77雷達(dá)只剩下有源單元電掃陣列（AESA）和可編程信號(hào)處理機(jī)。有源單元是用砷化鎵材料制造的單片微波集成電路（MMIC）收發(fā)模塊，并直接連接小型輻射器。新一代軍用機(jī)載雷達(dá)在使用上的特點(diǎn)便于維護(hù)、使用周期長(zhǎng)。航空電子系統(tǒng)的機(jī)內(nèi)自檢（BIT）系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)與隔離故障。判明故障以后，更換通用性較強(qiáng)的模塊也很方便。而有源陣列天線更具備“整機(jī)性能柔性下降”的能力，不會(huì)發(fā)生致命性突然失效，因而在很大程度上減少了外場(chǎng)的維護(hù)工作。、21世紀(jì)的機(jī)載雷達(dá)

90年代以來(lái)，國(guó)際形勢(shì)趨于緩和，因而大大減少了軍用飛機(jī)用雷達(dá)的需求。軍用飛機(jī)未來(lái)發(fā)展方向可歸納為隱形、高機(jī)動(dòng)性、多用途化以及武器制導(dǎo)的精確化。21世紀(jì)軍用飛機(jī)的航行、探測(cè)與識(shí)別目標(biāo)、隱蔽自身、精確攻擊、戰(zhàn)果確認(rèn)等各個(gè)階段都需要有更先進(jìn)的雷達(dá)設(shè)備。以相控陣技術(shù)為基礎(chǔ)的多功能機(jī)載雷達(dá)可使未來(lái)的軍用飛機(jī)履行多種類型的作戰(zhàn)任務(wù)，使之成為多用途的軍用飛機(jī)。

20世紀(jì)后半葉，以數(shù)字計(jì)算和大模集成電路為基礎(chǔ)的電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，為軍用機(jī)載雷達(dá)跨進(jìn)21世紀(jì)和實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。雷達(dá)獲取的信息已從最初的回波有無(wú)的檢測(cè)和距離測(cè)量發(fā)展到距離、角度、速度四維參數(shù)的測(cè)量和目標(biāo)頻率特征的分析；從單頻單極化發(fā)展到寬頻多極化以獲取更廣泛的目標(biāo)與背景信息；用逆散射特征獲取目標(biāo)尺寸和形狀的信息。雷達(dá)的頻段將向更短（毫米波、紅外、激光）和更長(zhǎng)（分米波、米波）兩個(gè)方向發(fā)展，以獲得更高分辨率、更高抗干擾能力、更多的目標(biāo)特征或更高的穿透能力。雷達(dá)射頻能量的產(chǎn)生、輻射、波束控制和接收將由傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)、天線、接收機(jī)三大部件轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)以百、千計(jì)的相位控制陣列的收發(fā)組件。這種無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)天線、可用計(jì)算機(jī)控制天線波束以及“柔性性能下降”特性，更適應(yīng)多功能機(jī)載場(chǎng)合的需要。隨著工藝和技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，相控陣列還會(huì)向飛機(jī)機(jī)體的仿形陣和敏感蒙皮的方向發(fā)展，那將是機(jī)載雷達(dá)由目前的立體結(jié)構(gòu)向面狀分布的根本變化。雷達(dá)的信號(hào)、數(shù)據(jù)等信息的處理將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和綜合化。不但雷達(dá)內(nèi)部各種處理系統(tǒng)可以通過(guò)編程完成各項(xiàng)處理功能，而且航空電子系統(tǒng)可以把包括雷達(dá)在內(nèi)的各電子設(shè)備的信息處理綜合在一起，由統(tǒng)一的處理機(jī)來(lái)處理。這就是美國(guó)目前已經(jīng)推行的“寶石柱”和即將推行的“寶石臺(tái)”航空電子集成化計(jì)劃的要點(diǎn)。雷達(dá)的控制和顯示，目前已通過(guò)數(shù)據(jù)總線并入航空電子集成系統(tǒng)之中。數(shù)據(jù)總線將逐步改用光纖傳送；控制將盡量由計(jì)算機(jī)按程序來(lái)完成；必需由人員親自干預(yù)的控制將用語(yǔ)音來(lái)完成，以減少手控動(dòng)作和控制裝置；雷達(dá)顯示將在集成彩色平板顯示屏上出現(xiàn)。

21世紀(jì)，雷達(dá)的可*性和可維修性將有根本的改進(jìn)。雖然雷達(dá)的功能和性能都已不斷發(fā)展與提高，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)可*性改進(jìn)、雷達(dá)測(cè)試設(shè)備和機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)的研究，目前已使平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)到200小時(shí)以上，外場(chǎng)平均修復(fù)時(shí)間降到20分鐘。相控陣?yán)走_(dá)所具有的柔性性能下降特性還有可能使機(jī)載雷達(dá)逐步做到使用期內(nèi)免修。雷達(dá)的設(shè)計(jì)和研制方法已經(jīng)發(fā)生很大的變化。計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試過(guò)程中取代了大量的人力。雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和組合（模塊）化改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。它將使機(jī)載雷達(dá)的設(shè)計(jì)量減少、研制周期縮短；零部件的通用性提高；雷達(dá)的發(fā)展已形成系列。由于目前軍用機(jī)載雷達(dá)已面臨人為電子干擾、目標(biāo)低空突防、遭受反輻射導(dǎo)彈攻擊、目標(biāo)隱身和高功率能束武器攻擊等多種對(duì)抗環(huán)境，人們需要更多地研究與采用各種對(duì)抗措施。未來(lái)的雷達(dá)研制工作將側(cè)重系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，按照用戶的各項(xiàng)要求采用成熟的雷達(dá)技術(shù)和商用元器件與模塊，并用較短時(shí)間制成所需的產(chǎn)品。

若綜合應(yīng)用上述已取得或正在取得的高新技術(shù)成果，21世紀(jì)的軍用機(jī)載雷達(dá)將會(huì)普遍采用脈沖多普勒系統(tǒng)，以具備下視能力；具有多目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別和攻擊能力，以對(duì)付多個(gè)目標(biāo)；同時(shí)具有地形跟隨與地形回避能力，以超低空突防；具有合成孔徑和逆合成孔徑能力，以具備高分辨能力；采用無(wú)源或有源相控陣天線，以具備多功能、高可*性等超級(jí)能力；采用毫米波、紅外與激光探測(cè)跟蹤器，以適應(yīng)特殊要求；具有風(fēng)切變探測(cè)能力，以確保飛機(jī)著陸時(shí)的安全。21世紀(jì)的軍用機(jī)載雷達(dá)還會(huì)繼續(xù)探索并解決一系列新概念、新課題，以對(duì)付隱身目標(biāo)、抑制干擾、識(shí)別敵我、充分利用電磁信息的能力。軍用機(jī)載雷達(dá)將會(huì)發(fā)展成一個(gè)以微波雷達(dá)為主體、集多頻段探測(cè)器為一體，進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合的集成系統(tǒng)；將是一個(gè)低截獲概率的、能探測(cè)隱身目標(biāo)的探測(cè)系統(tǒng)；將具備自適應(yīng)對(duì)抗各種人為電子干擾、抗擊反輻射武器和高功率束射武器能力的探測(cè)系統(tǒng)；將具備遠(yuǎn)距離識(shí)別敵方目標(biāo)、二維高分辨能力的探測(cè)系統(tǒng)；將是一個(gè)利用機(jī)身和機(jī)翼外表仿形安裝的共形陣探測(cè)系統(tǒng)或敏感蒙皮系統(tǒng)。

戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)基本概念

首先，現(xiàn)在在世界上能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)的能力的公司，僅有十幾個(gè)而已。美國(guó)有休斯（后來(lái)被合并到雷錫恩公司）、西屋（Westinghouse，后被合并到諾斯若普－格魯曼）公司、埃莫森(Emerson)公司和GE（后被合并到洛克西德－馬?。┕镜?。從以上說(shuō)明也可以看到，美國(guó)的雷達(dá)公司們一般來(lái)說(shuō)開始都是綜合性電子公司出身，后來(lái)則逐步被合并到航空、防務(wù)公司集團(tuán)中去的。在歐洲，本來(lái)有英國(guó)的馬克羅尼公司（Gec Marconi）和法國(guó)的湯普森CSF公司，后來(lái)合并為泰雷斯公司。這兩者都是有名的雷達(dá)制造企業(yè)，我國(guó)在外貿(mào)產(chǎn)品上也采用過(guò)這些公司的產(chǎn)品。另外，法國(guó)的達(dá)索公司不是專門的雷達(dá)公司，但為了陣風(fēng)的開發(fā)，也參與制造戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)。另外的國(guó)家，這有瑞典的薩伯（Saab）公司，和以色列的埃爾塔（Elta）公司等。這些幾乎就是西方系列的主流雷達(dá)制造公司的全部了。這也反映了要設(shè)計(jì)一個(gè)當(dāng)代的優(yōu)秀戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)，是一件多么困難的事情。先說(shuō)兩個(gè)術(shù)語(yǔ)，波段（Band）和模式（Mode）。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 波段：指的是雷達(dá)波長(zhǎng)的范圍，根據(jù)雷達(dá)的種類和用途，其使用的波段都不一樣，像C波段，Ku波段等等，都是指這些（譯者注：波段的編號(hào)有新舊兩種記號(hào)方式，后續(xù)文章再進(jìn)行說(shuō)明）。

模式：說(shuō)的就是雷達(dá)用于特種目的的使用方式，現(xiàn)代的雷達(dá)都是采用多種模式的雷達(dá)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，有空對(duì)空模式，空對(duì)地模式等等等，第三代戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)一般擁有18種左右的模式，但F－18戰(zhàn)斗機(jī)采用的AN/APG-65雷達(dá)則擁有28個(gè)模式（因?yàn)镕－18應(yīng)該稱為F/A-18，是第三代戰(zhàn)斗機(jī)中少數(shù)擁有常備多任務(wù)的戰(zhàn)斗機(jī)）。現(xiàn)在簡(jiǎn)單羅列一下這些模式： * AIR-TO-AIR.空對(duì)空模式

Range While Search(RWS)– 搜索及測(cè)距模式

Track While Scan(TWS)– 邊掃描邊追蹤模式 TRACK AND SCAN（TAS）34.....F-104 的雷達(dá) AN/APG-50......F-4 基本型的雷達(dá)。雷達(dá)是什么？

RADAR 是RAdio Detection And Ranging的縮略語(yǔ)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，雷達(dá)就是一種發(fā)射電磁能量(electromagnetic energy)，并收到從目標(biāo)物體反射而來(lái)的反射波(echo)來(lái)知道目標(biāo)方位信息的一種儀器?，F(xiàn)在隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠把握目標(biāo)物體的外形特征了。從這里可以看出，從目標(biāo)物體反射的信號(hào)(echo signal)體現(xiàn)則所有目標(biāo)信息，重要性如同雷達(dá)工學(xué)中的生命。

從反射波可以獲得很多信息。首先，與目標(biāo)的距離(軍用名詞標(biāo)識(shí)為range，與distance同義)是通過(guò)說(shuō)放出的電磁波返回的時(shí)間（Round trip time）來(lái)測(cè)算的。由于電磁波的速度相當(dāng)于光速，是通過(guò)常數(shù)C(約 30萬(wàn) km/sec)乘與 Round trip time/2 來(lái)計(jì)算的。(往返距離應(yīng)該除以2是吧？)?}然后是目標(biāo)的方向。首先目標(biāo)的坐標(biāo)(coordinates)根據(jù)目標(biāo)所處的空間可分為2維(2 Dimension, 2D)和3維(3 Dimension, 3D)。（做圖形設(shè)計(jì)或者玩游戲的人都知道^^）海上的艦艇或者地面目標(biāo)，由于不能上下移動(dòng)，可看作二維物體，而飛在空中的飛機(jī)或者水下的潛艇，擁有一個(gè)高度（或者潛深）的概念，當(dāng)然要適用三維坐標(biāo)。

[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷達(dá)或者遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)(Air Surveillance)都是2D雷達(dá)。反之，戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)則都是三維雷達(dá)（沒有高度信息的雷達(dá)，對(duì)蕉坊比皇敲揮玫腲^）。二位雷達(dá)一般進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，而戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)不能監(jiān)控360賭全方位，一般來(lái)說(shuō)120度是期探測(cè)極限范圍。再對(duì)2D和3D進(jìn)行分析：

首先要區(qū)分的概念，就是方位(Bearing)和方向(Direction)。

“方位”是二維概念，以自身位置為中心來(lái)標(biāo)識(shí)目標(biāo)的相對(duì)位置。相對(duì)的，“方向”是包括了“方位 + 高度”的三維概念。這里面的方位和二維所說(shuō)的方位是同一個(gè)東西，但一般用Azimuth來(lái)表示。一般的表現(xiàn)方式就是以方位角(azimuth angle)來(lái)標(biāo)識(shí)的。在雷達(dá)用名詞里面，高度不是以一般名詞Altitude，而是用Elevation來(lái)表示的。因?yàn)檫@里所說(shuō)的高度并不是海拔高度，而是相對(duì)于自身的目標(biāo)相對(duì)高度。因此表示起來(lái)也不會(huì)用“**米高度”而是以“高度角××”來(lái)表示的，英語(yǔ)就是elevation angle。整理一下，就是： 2D = Bearing + Range(方位 + 距離)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距離 = 方向 + 距離)[ 轉(zhuǎn)自鐵血社區(qū) http://bbs.tiexue.net/ 這樣，就能確定目標(biāo)的二維或三維位置信息。以飛機(jī)目標(biāo)為例，就會(huì)表示為“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 這種方式。

想象一下無(wú)線廣播。就像是從一個(gè)火堆散發(fā)熱量，從一個(gè)大大的天線中，電波會(huì)散播到周圍。這時(shí)候是不能知道接收信息的對(duì)象是哪些的。如果雷達(dá)波也是這樣的話，就只會(huì)根據(jù)反射波知道周圍有物體，而不能知道目標(biāo)在什么地方。

那么雷達(dá)是怎么探知目標(biāo)位置的呢？ 雷達(dá)之所以能夠認(rèn)知到目標(biāo)方位，是因?yàn)槔走_(dá)是將電磁波作為控制得很窄的波束(beam)的形態(tài)來(lái)發(fā)射的。用這種控制良好的波束來(lái)“很勤勞地”反復(fù)射向想要搜索的目標(biāo)區(qū)域，并用一定的順序來(lái)掃描，所以就能夠探測(cè)到目標(biāo)的方位的。舉例來(lái)說(shuō)，弱這個(gè)波束的寬度是90度角，那么向東西南北各發(fā)射看看，如果南方有回波，那就能知道目標(biāo)在南邊，就是這個(gè)原理。同樣，如果將波束的寬度再次細(xì)分，調(diào)整到每1度、2度，那么就能夠獲得更加精確的方向。就是這種精確探測(cè)能力的程度，被稱為角解析度(Angular Resolution)。波束寬度變得越窄，角解析度救護(hù)變得越高。在雷達(dá)天線的驅(qū)動(dòng)裝置上面，就有Angle Tracking System，當(dāng)接收到 echo的時(shí)候，就會(huì)一直不斷地計(jì)算正確的角度。這個(gè)角度，就是目標(biāo)的方向信息。雷達(dá)的波束韃子可以分為兩類：一個(gè)是傘形波束(fan beam)，另一個(gè)是鉛筆波束(pancil beam)。傘形波束就如同以切好的西瓜片，鉛筆波束這是一個(gè)如同鉛筆的很細(xì)很長(zhǎng)的圓錐形波束。形容波束的形狀也是用角度(angle)來(lái)表示的。就像“Azimuth 幾度, Elevation 幾度”這個(gè)樣子。

第五篇：雷達(dá)技術(shù)

淺談雷達(dá)技術(shù)

摘要：雷達(dá)具有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離遠(yuǎn)，測(cè)定目標(biāo)坐標(biāo)速度快，能全天候使用等特點(diǎn)。因此在警戒、引導(dǎo)、武器控制、偵察、航行保障、氣象觀察、敵我識(shí)別等方面獲得廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的一種重要電子技術(shù)裝備。所以，雷達(dá)性能的好壞將不可避免的影響戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)

戰(zhàn)爭(zhēng)

軍事應(yīng)用

一、雷達(dá)的概念

“雷達(dá)”原意是無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距。利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

二、雷達(dá)的組成與功用

各種雷達(dá)的具體用途和結(jié)構(gòu)不盡相同，但基本形式是一致的，包括:發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收機(jī)、接收天線，處理部分以及顯示器。還有電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等輔助設(shè)備。

雷達(dá)所起的作用和眼睛和耳朵相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時(shí)，它的信息載體是無(wú)線電波。事實(shí)上，不論是可見光或是無(wú)線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，在真空中傳播的速度都是光速C，差別在于它們各自的頻率和波長(zhǎng)不同。其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過(guò)天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測(cè)量距離實(shí)際是測(cè)量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。測(cè)量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測(cè)量。測(cè)量仰角靠窄的仰角波束測(cè)量。根據(jù)仰角和距離就能計(jì)算出目標(biāo)高度。

測(cè)量速度是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)原理。雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率。當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時(shí)存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時(shí)，雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測(cè)和跟蹤目標(biāo)。

三、雷達(dá)的軍事應(yīng)用

激光掃描方法不僅是軍內(nèi)獲取三維地理信息的主要途徑，而且通過(guò)該途徑獲取的數(shù)據(jù)成果也被廣泛應(yīng)用于資源勘探、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程、土地利用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通通訊、防震減災(zāi)及國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等方面，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究提供了極為重要的原始資料，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，展示出良好的應(yīng)用前景。低機(jī)載LIDAR地面三維數(shù)據(jù)獲取方法與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比，具有生產(chǎn)數(shù)據(jù)外業(yè)成本低及后處理成本的優(yōu)點(diǎn)。目前，廣大用戶急需低成本、高密集、快速度、高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)，機(jī)載LIDAR技術(shù)正好滿足這個(gè)需求，因而它成為各種測(cè)量應(yīng)用中深受歡迎的一個(gè)高新技術(shù)。

快速獲取高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)或數(shù)字表面數(shù)據(jù)是機(jī)載LIDAR技術(shù)在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用的前提，因此，開展機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)精度的研究具有非常重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。在這一背景下，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)提高機(jī)載LIDAR數(shù)據(jù)精度做了大量研究。

由于飛行作業(yè)是激光雷達(dá)航測(cè)成圖的第一道工序，它為后續(xù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理提供直接起算數(shù)據(jù)。按照測(cè)量誤差原理和制定“規(guī)范”的基本原則，都要求前一工序的成果所包含的誤差，對(duì)后一工序的影響應(yīng)為最小。因此，通過(guò)研究機(jī)載激光雷達(dá)作業(yè)流程，優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)方案來(lái)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，是非常有意義的。器上顯示障礙信息。該系統(tǒng)已在兩種直升機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。

四、雷達(dá)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 這階段的目標(biāo)是趕上和縮小與世界雷達(dá)技術(shù)的差距。1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)既反映了雷達(dá)在情報(bào)偵察、指揮控制、作戰(zhàn)管理效能評(píng)估等方面起到的不可替代的作用，同時(shí)也反映了雷達(dá)受到隱身技術(shù)、反輻射導(dǎo)彈、電子干擾、低空飛行器等方面的威脅，未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)又將是一場(chǎng)多層次、全方位、大縱深、主體覆蓋集陸、海、空、天、電為一體的高技術(shù)對(duì)抗，因此對(duì)雷達(dá)就提出了更新的要求。

①加速發(fā)展正在研究的雷達(dá)三超技術(shù)（超低副瓣、超寬帶、超高分辨）和“四抗”技術(shù)（抗干擾、抗反雷達(dá)導(dǎo)彈、抗隱身、抗低空入侵），現(xiàn)在在研的超寬帶和超低角跟蹤技術(shù)已用于工程。

②雷達(dá)波段向兩端擴(kuò)展，即從米波延長(zhǎng)到短波，從微米波擴(kuò)展到毫米波、紅外、可見光波段。

③雷達(dá)設(shè)計(jì)廣泛采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使雷達(dá)能進(jìn)行自適應(yīng)處理控制，雷達(dá)內(nèi)部以及與其它電子設(shè)備能進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送。

④發(fā)展低截獲概率雷達(dá)，實(shí)行分布式雷達(dá)新體制和雷達(dá)升空升天技術(shù)的研究。

五、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)五十年的艱苦奮斗，雷達(dá)行業(yè)已成為我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)和參與國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的一支實(shí)力雄厚的產(chǎn)業(yè)大軍，形成了中央與地方相結(jié)合、沿海與內(nèi)地相結(jié)合、軍用與民用結(jié)合、專業(yè)和門類比較齊全的工業(yè)體系。一批產(chǎn)品的性能指標(biāo)已跨入先進(jìn)行列。同時(shí)，培養(yǎng)和造就了一支素質(zhì)高、能打硬仗的技術(shù)隊(duì)伍。更可喜的是涌現(xiàn)了一大批年輕有為的雷達(dá)科技人員，培養(yǎng)和造就了一批高素質(zhì)的跨世紀(jì)科技人才，從而使我國(guó)雷達(dá)工業(yè)以嶄新的姿態(tài)邁入21世紀(jì)。

但我們還應(yīng)清醒地看到，我國(guó)的雷達(dá)技術(shù)與裝備水平距發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，在某些領(lǐng)域還相當(dāng)落后，落后就要挨打，這就要求我們的雷達(dá)科研人員牢記自己所肩負(fù)的神圣使命，刻苦攻關(guān)，發(fā)奮努力，研制出具有世界一流水平的雷達(dá)裝備，為我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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