《雷达原理》知识点总结.docx

雷达原理知识点总结【雷达任务：测目标距离、方位、仰角、速度；从目标回波中获取信息 【雷达工作原理：发射机在定时器控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后，送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。 【影响雷达性能指标：脉冲宽度，天线尺寸，波束，方向性。 【测角：根据接收回波最强时的天线波束指向 【雷达是如何获取目标信息的？ 【雷达组成：天线，发射机，接收机，信号处理机，终端设备，收发转换开关 【发射机工作原理：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。 【发射机基本组成：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，定时器，固体微波源 工作过程：单级振荡式：信号由振荡器产生，受调制 主振放大式：信号由固体微波源经过倍频后产生，经射频放大链进行放大，各级都需调制，定时器协调工作。 优缺点：单击振荡式：简单经济轻便，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，适用频率捷变雷达 【发射机质量指标：工作频率输出功率：影响威力和抗干扰能力。峰值功率和平均功率。总效率Pt/P。调制形式：调制器的脉冲宽度，重复频率，波形。信号稳定度/频谱纯度，即信号各项参数。 【调制器组成：电源，能量储存，脉冲形成 【调制器任务与作用：为发射机的射频各级提供合适脉冲，将一个信号载到一个比它高的信号上 【仿真线：由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上，用真实线长度太长，因此在实际中是用集总参数的网络代替长线，即仿真线 【刚/软性开关：刚性开关的电容储能部分放电式调制器，特点为部分放电，通电利索；软性开关的人工线性调制器，特点为完全放电，效率高，功率大。 【接收机指标：灵敏度：表示接收机接受微弱信号的能力。提高灵敏度，减小噪声电平，提高接收机增益。工作频率宽度：表示接收机瞬时工频范围，提高：高频部件性能 动态范围：表示正常工作时接收信号强度的范围，提高：用对数放大器增益控制电路抗干扰中频滤波特性：减小噪声，带宽>回波时，噪声大。工作稳定度频率稳度抗干扰能力噪声系数 【收发软换开关工作原理：脉冲雷达天线收发共用，需要一个收发软换开关TR，发射时，TR使天线与发射机接通，与接收机断开，以免高功率发射信号进入接收机使之烧毁；接收时，天线与接收机接通，与发射机断开，以免因发射机旁路而使微弱接收信号受损。 【收发开关组成及类型：高频传输线，气体放电管。分为分支线型和平衡式。 【显示器分类：距离，平面，高度，情况和综合，光栅扫描。 【显示器列举：距离平面高度 【A型显示器组成：扫掠形成电路，视频放大电路，距标形成电路。 【怎样读取目标方位距离等参数：方位角以正北为零方位角，顺时针计量；距离沿半径计量 【显示器工作原理： 【影响测距精度因素：发射机功率，天线尺寸，目标有效截面积；电波传输速度变化产生的误差，因大气折射产生的误差，测读方法误差。 【测角的方法：相位法，振幅法。受误差影响，远距测角时，对测量数据进行修正。 【相位法测角：利用多天线所接收回波信号之间的相位差来测角相位差=·dsin角度，d为两天线间距，测相位差得角度两天线所获高频信号经与本振信号差频后，在中频段比相 【数据录取：信息处理过程：检测目标回波，判定目标的存在；测量、录取目标坐标；录取其他参数，编批。 【灵敏度与作用距离的关系：最小灵敏度对应最大作用距离 【目标距离的测量公式：t=2R/c 【脉冲法测距原理：在常用的脉冲雷达中，回波信号是滞后于发射脉冲tr的回波脉冲 【距离分辨力：同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分距离 【数字式测距原理：时间量离散化，二进制数码，距离计数器在雷达发信号的同时开始对计数脉冲进行计数，至回波到达时停止，Tr=nT 【角分辨力：存在多目标时，雷达将其分辨开的能力。用两目标的最小角坐标之差表示。 【三坐标雷达分类：单波束，方位上机械慢扫获距离及方位角；仰角上电扫获仰角。 多波束，同平面内存在重叠波束，波束立体角=M倍角度，数据率提高M倍 【单波束三坐标雷达：方位慢扫上选择机械或电扫，仰角快扫上选频率扫描或相位扫描 【相控阵雷达优点：功率、能量由计算机控制取得最佳分配；搜索、跟踪独立进行；多功能工作。 【多波束三坐标雷达原理：天线馈源为多个与焦点相继偏离的喇叭，则在仰角平面上形成重叠多波束，功率分配器将发射功率按一定比例分配，同相激励各喇叭，形成合成发射波束，接收时，反射信号分别为各喇叭所接收，进入各自通道，相邻通道输出信号比较，得仰角；输出信号相加，得全仰角监视区域目标回波。 【背景波为杂波，为无源干扰 【区分运动目标和固定杂波：由速度差别知其多卜勒频移不等，从而从频率上区分不同速度目标的回波。 【多卜勒效应：找到目标回波，测速。指当发射源与接收者之间有径向运动时，信号频率将改变。Fd=2vr/波长vr为径向速度，fd频率差 【盲速：当目标回波信号经相位检波器后，输出为一串等幅脉冲，与固定目标回波无差异，此时目标运动速度为盲速。避免：fd<=1/2倍的fr、 【盲相：由相位检波器特性所引起。点盲相：如果相邻两个回波脉冲的相位差虽不同，但却是一对相检器输出相等工作点，经相消器后出现。连续盲相：接收机的限幅作用使动目标和固定杂波的合成矢量变成断点在限幅电平的一小段圆弧上来回摆动的矢量，相消器几乎无输出。 【定时器作用：在发射相参信号时，起到统一变化和同步的作用 【测距方法：脉冲法测距，调频法测距 【接收机任务：将回波信号通过天线接收，经过滤波放大，混频，中频放大，检波等将有用信息检测出来，送至显示器，信号处理器或计算机控制的雷达终端设备上。 【接收机组成：前置放大，混频，中频放大，检波 【信号处理机任务：消除不需要的信号如杂波的干扰而通过或加强由目标产生的回波信号。 【多普勒频移：当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移。 【频闪效应：指当脉冲工作状态时，相位检波器输出端回波脉冲串的包络调制频率fd与目标的径向速度vr不再保证正比关系。 【产生盲速和频闪效应的原因：脉冲工作状态是对连续发射的取样，取样后的波形和频谱都发生了变化。 【噪声系数：接收机输入端信号噪声比与输出端噪声比的比值。 【如何将目标从杂波中分离出来： 根据运动目标回波和杂波在频谱结构上的差别，从频率上将其区分，已达到抑制固定杂波而显示运动目标回波的目的，运动目标显示滤波器利用运动目标回波和杂波在频谱上的区别，可有效地抑止杂波而提取信号，运动目标回波频谱的特征是将发射信号频谱位置在频率轴上评议一个多普勒频率。当天线不扫描时，固定杂波的频谱是位于nfr位置上的谱线，用对消器可以将其全部滤掉。 【如何消除静止目标的回波： 由于固定目标的回波是一串振幅不变的脉冲，而运动目标回波是一串振幅调制的脉冲，根据这一特性，将相邻重复周期的信号相减，使固定目标回波由于振幅不变而相互抵消，运动目标回波相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分，这样就可以消除静止目标的回波