雷达原理复习PPT课件

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1、p什么是射频？什么是射频？射频简称射频简称RFRF，射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于，射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于10001000次的交流电称为低频电流，大于次的交流电称为低频电流，大于1000010000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的。流。有线电视系统就是采用射频传输方式的。p什么是固体器件？什么是固体器件？利用固体内部电子运动原理制成的具有一定功能的电子器件称为固态电子器件。利用固体内部电子运动原理制成的具有一定功能的电子器件称为固

2、态电子器件。半导体的电学性能容易受各种环境因素如掺杂、光照等的控制，易于制成电子功能器件，因半导体的电学性能容易受各种环境因素如掺杂、光照等的控制，易于制成电子功能器件，因此绝大部分的固态电子器件是用半导体材料制成的，有时也称为半导体电子器件。此绝大部分的固态电子器件是用半导体材料制成的，有时也称为半导体电子器件。同真空电子器件相比，固态电子器件体积小、重量轻、功耗小、高可靠、易集成，可以实同真空电子器件相比，固态电子器件体积小、重量轻、功耗小、高可靠、易集成，可以实现电子系统的微型化，是现代集成电路的基础。现电子系统的微型化，是现代集成电路的基础。n什么是真空电子器件？什么是真空电子器件？借

3、助电子在真空或者气体中与电磁场发生相互作用，将一种形式电磁能量转换为另一种形式借助电子在真空或者气体中与电磁场发生相互作用，将一种形式电磁能量转换为另一种形式电磁能量的器件。具有真空密封管壳和若干电极，管内抽成真空，有些在抽出管内气体后，电磁能量的器件。具有真空密封管壳和若干电极，管内抽成真空，有些在抽出管内气体后，再充入所需成分和压强的气体。再充入所需成分和压强的气体。自自20世纪世纪60年代以后，很多真空电子器件已逐步为固态电子器件所取代，但在高频率、大功年代以后，很多真空电子器件已逐步为固态电子器件所取代，但在高频率、大功率领域，真空电子器件仍然具有相当生命力。率领域，真空电子器件仍然具

4、有相当生命力。n什么是微波器件？什么是微波器件？工作在微波波段的真空电子器件。简称微波管。电磁波谱中的微波波段通常指频率在工作在微波波段的真空电子器件。简称微波管。电磁波谱中的微波波段通常指频率在300兆兆赫到赫到3000吉（吉（300G）赫，）赫，对应波长在对应波长在1米毫米之间的电磁波。米毫米之间的电磁波。1 请简述要提高雷达的探测距离，有哪些方法？请简述要提高雷达的探测距离，有哪些方法？(第三章第三章)（分别从发射机、接收机和天（分别从发射机、接收机和天线角度进行说明）线角度进行说明）发射机角度：发射机角度：A提高峰峰值功率提高峰峰值功率B提高脉冲宽度提高脉冲宽度C减少脉冲重复频率减少脉

5、冲重复频率D提高占空比提高占空比F增大增大脉冲重复周期脉冲重复周期接收机角度：接收机角度：A提高灵敏度提高灵敏度B较少噪声电平较少噪声电平C使接收机有足够的增益使接收机有足够的增益D减小识别系数减小识别系数F减减小带宽小带宽E降低噪声系数降低噪声系数天线角度：天线角度：A增大天线尺寸增大天线尺寸B减小波束宽度减小波束宽度C提高天线高度提高天线高度D增加天线发射仰角增加天线发射仰角2 什么是雷达接收机的灵敏度和噪声系数，并阐述其物理意义。什么是雷达接收机的灵敏度和噪声系数，并阐述其物理意义。灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力，用最小灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力，用最小可检测信号功率可检

6、测信号功率Simin 表示。目前，表示。目前，超外差式雷达接收机的超外差式雷达接收机的Simin-120-140dBw，保证这个灵敏所需接收机的增益，保证这个灵敏所需接收机的增益 gain=120160dB，主要由中频放大器来完成。，主要由中频放大器来完成。噪声系数：接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值3 接收机的噪声系数主要取决于接收机的前几级还是后几级？为什么？要使接收机的总接收机的噪声系数主要取决于接收机的前几级还是后几级？为什么？要使接收机的总噪声系数噪声系数Fo减小，需减小减小，需减小Fi，增大，增大Gi，而各级内部噪声的影响并不一样，级数越靠前，而各级内部噪声的影响并不一

7、样，级数越靠前，对对Fo影响越大，所以影响越大，所以Fo 取决于最前几级，所以接收机要采用高增益低噪声高放。取决于最前几级，所以接收机要采用高增益低噪声高放。总噪声1.1.简述现代雷达的发展趋势。（简述现代雷达的发展趋势。（1515分）分）A采用先进的组网技术，组网中的米波雷达是有良好的反隐身能力。采用先进的组网技术，组网中的米波雷达是有良好的反隐身能力。B超视距后向散射雷达：探测距离远，覆盖面积大超视距后向散射雷达：探测距离远，覆盖面积大C双双/多基地雷达：可实现探测的空间分集多基地雷达：可实现探测的空间分集D机械旋转探测向电子探测发展机械旋转探测向电子探测发展F相控阵雷达连续出现，不仅用于

8、战略也用于战术雷达相控阵雷达连续出现，不仅用于战略也用于战术雷达E高机动雷达适度发展高机动雷达适度发展G低截获概率雷达是主动雷达的发展方向低截获概率雷达是主动雷达的发展方向2.2.现代雷达的隐身和反隐身技术有哪些？现代雷达的隐身和反隐身技术有哪些？（1010分）分）现代雷达的隐身技术：现代雷达的隐身技术：A 降低飞行棋反身的降低飞行棋反身的RSC（雷达有效反射面）（雷达有效反射面）B 采用吸波材料采用吸波材料 C 超低空飞行超低空飞行反隐身技术：反隐身技术：A超视距后向散射雷达超视距后向散射雷达 B极宽频带雷达极宽频带雷达 C采用双采用双/多基地雷达多基地雷达 D采用组网技术采用组网技术F无载

9、波雷达无载波雷达3.3.什么是双什么是双/多基地雷达系统？与单基地雷达系统相比，双多基地雷达系统？与单基地雷达系统相比，双/多基地雷达系统的优缺点是什么？多基地雷达系统的优缺点是什么？（1515分）分）双双/多基地雷达系统是由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机组成的统一的雷达系统。多基地雷达系统是由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机组成的统一的雷达系统。优点：在抗后向有源干扰和抗反辐射方面有明显优势。可以监视探测的空间分集，以此来发现隐身飞行器。优点：在抗后向有源干扰和抗反辐射方面有明显优势。可以监视探测的空间分集，以此来发现隐身飞行器。缺点：不同的测量坐标系和

10、技术实现的复杂性缺点：不同的测量坐标系和技术实现的复杂性 时间和频率的同步需要从发射站提供基层传送到接收机时间和频率的同步需要从发射站提供基层传送到接收机 空间同步要保证一时刻收发天线波来覆盖同一空域空间同步要保证一时刻收发天线波来覆盖同一空域（2020分）分）4.某雷达的发射频率为某雷达的发射频率为1000MHz，发射脉冲重复频率为，发射脉冲重复频率为200Hz，发射脉冲宽度为，发射脉冲宽度为us，发射峰值功率，发射峰值功率为为100KW，则该雷达的发射平均功率是多少？，则该雷达的发射平均功率是多少？（5分）分）该雷达的发射平均功率是该雷达的发射平均功率是Paw=Pt*fr=100*10*1

11、*10*200=20wPt:峰值功率（峰值功率（w）:脉冲宽度（脉冲宽度（s）fr:脉冲重复频率：脉冲重复频率：(Hz)5.根据调制开关的不同，雷达脉冲调制器可分为哪根据调制开关的不同，雷达脉冲调制器可分为哪2种？种？（5分）分）1、刚性开关调制器、刚性开关调制器 2、软性开关调制器、软性开关调制器 6.根据雷达基本方程，分析要提高雷达最大探测距离，可以从哪几方面进行改善？根据雷达基本方程，分析要提高雷达最大探测距离，可以从哪几方面进行改善？（10分）分）发射机角度：发射机角度：A提高峰峰值功率提高峰峰值功率B提高脉冲宽度提高脉冲宽度C减少脉冲重复频率减少脉冲重复频率D提高占空比提高占空比F增

12、大脉冲重复周增大脉冲重复周期期接收机角度：接收机角度：A提高灵敏度提高灵敏度B较少噪声电平较少噪声电平C使接收机有足够的增益使接收机有足够的增益D减小识别系数减小识别系数F减小带宽减小带宽E降降低噪声系数低噪声系数天线角度：天线角度：A增大天线尺寸增大天线尺寸B减小波束宽度减小波束宽度C提高天线高度提高天线高度D增加天线发射仰角增加天线发射仰角7.根据接收机的总噪声系数公式，分析对接收机前端性能的要求。根据接收机的总噪声系数公式，分析对接收机前端性能的要求。（10分）分）8.接收机的灵敏度、动态范围和噪声系数分别体现了接收机的什么性能？接收机的灵敏度、动态范围和噪声系数分别体现了接收机的什么性

13、能？（10分）分）接收机的灵敏度体现接收机的接收微弱信号的能力接收机的灵敏度体现接收机的接收微弱信号的能力灵敏度的物理意义：表示接收机可接收到最小可测信号功率的能力灵敏度的物理意义：表示接收机可接收到最小可测信号功率的能力动态范围：体现接收机的抗过载性能动态范围：体现接收机的抗过载性能噪声系数：体现接收机的噪声性能噪声系数：体现接收机的噪声性能1、雷达显示器主要有哪些类型？它们分别可以显示雷达目标的哪些参数？、雷达显示器主要有哪些类型？它们分别可以显示雷达目标的哪些参数？距离显示器：目标回波的大小，目标的斜距坐标距离显示器：目标回波的大小，目标的斜距坐标平面显示器：目标的斜距、方位平面显示器：

14、目标的斜距、方位亮度显示器：距离、仰角、高度亮度显示器：距离、仰角、高度情况显示器和综合显示器：综合图像、二次显示信息情况显示器和综合显示器：综合图像、二次显示信息光栅扫描雷达显示器：二次信息，背景地图光栅扫描雷达显示器：二次信息，背景地图3、与二进制码盘相比，循环码盘的优缺点是什么？、与二进制码盘相比，循环码盘的优缺点是什么？循环码盘的优点：在采用循环码时，几时在交界处反应不灵敏，其结果也只是误成相邻的循环码盘的优点：在采用循环码时，几时在交界处反应不灵敏，其结果也只是误成相邻的十进制数，不会产生大误差。十进制数，不会产生大误差。缺点：循环码时一种变权代码，不能直接进行算术运算，必须把循环码

15、变换成二进制码。缺点：循环码时一种变权代码，不能直接进行算术运算，必须把循环码变换成二进制码。1 1、已知某雷达最大作用距离为、已知某雷达最大作用距离为150Km150Km，雷达天线的高度为，雷达天线的高度为10m10m，距雷达，距雷达60Km60Km处有一高度为处有一高度为100m100m的目标，问：此时雷达是否可以观察到此目标？的目标，问：此时雷达是否可以观察到此目标？Rs=4.1*(+)=4.1*13.16=53.956km则则Rmax=min(Rs,Rmax)=min(53.956,150)-53.956km因因53.95660，则雷达不能观察到此目标，则雷达不能观察到此目标2 2、已

16、知某雷达无衰减时的最大作用距离为、已知某雷达无衰减时的最大作用距离为100Km100Km，问当单程传播衰减为时，则雷达的实际，问当单程传播衰减为时，则雷达的实际最大作用距离是多少？最大作用距离是多少？有衰减时最用距离计算图，读图知答案有衰减时最用距离计算图，读图知答案 3 3、在目标尺寸比雷达工作波长大很多的情况下，要降低云雨回波对雷达测距性能的影响，、在目标尺寸比雷达工作波长大很多的情况下，要降低云雨回波对雷达测距性能的影响，应降低还是提高雷达的工作频率？应降低还是提高雷达的工作频率？要降低云雨回波时对雷达测距性能的影响，应降低雷达的工作频率，为了提高工作波长，要降低云雨回波时对雷达测距性能

17、的影响，应降低雷达的工作频率，为了提高工作波长，即要降低即要降低f，可减小云雨回波的影响，而又不会明显减小正常雷达目标的截面积。，可减小云雨回波的影响，而又不会明显减小正常雷达目标的截面积。2、请写出数字、请写出数字3的顺序点阵法和程控法的相应表格。（的顺序点阵法和程控法的相应表格。（5*7点阵）点阵）序号12345678910111213141516171819辉度0100010100000110010202122232425262728293031323334350110010010110110练习题：练习题：某雷达用的发射机，要求输出脉冲功率为某雷达用的发射机，要求输出脉冲功率为20MW

18、,20MW,现已知主振放大式发射机的主振器现已知主振放大式发射机的主振器（固体微波源）的输出功率为（固体微波源）的输出功率为20mw20mw，则此微波放大链的功率增益为多大才能满足要求？，则此微波放大链的功率增益为多大才能满足要求？解：G=10lg(20*106)/(20*10(-3)=90dB离散型的寄生谱：离散型的寄生谱：分布型的寄生谱分布型的寄生谱：4 4、什么是相参积累和非相参积累，并说明二者对检测因子的影响。、什么是相参积累和非相参积累，并说明二者对检测因子的影响。相参积累：信号在中频积累时要求信号见有严格的相位关系相参积累：信号在中频积累时要求信号见有严格的相位关系非相参积累：由于

19、信号在包络检波后失去了相位信息而只保留下幅度信息，因而检波后积累就不需要信号间非相参积累：由于信号在包络检波后失去了相位信息而只保留下幅度信息，因而检波后积累就不需要信号间有严格的相位关系。有严格的相位关系。对非相参积累：对非相参积累：M个等幅脉冲积累后对检波因子个等幅脉冲积累后对检波因子Do的影响是：的影响是：Do(M)=Do(1)/M使信噪比提高为原来的使信噪比提高为原来的M倍倍对于相参积累：对于相参积累：Do(M)=Do(0)/M积累后信噪比的改善在积累后信噪比的改善在M和之间，当积累数很大时，信噪比的改善趋和之间，当积累数很大时，信噪比的改善趋于于5 5、6 6、门限检测时，门限电平的

20、过高或过低对雷达性能有何影响？、门限检测时，门限电平的过高或过低对雷达性能有何影响？门限检测：门限电平过高，输出包络不易超过门限。容易丢失目标，降低了发现概率，增大了门限检测：门限电平过高，输出包络不易超过门限。容易丢失目标，降低了发现概率，增大了漏报概率；漏报概率；门限电平过低，只有噪声存在时，其峰值超过门限电平的概率也增大了，增大了虚警概率，降门限电平过低，只有噪声存在时，其峰值超过门限电平的概率也增大了，增大了虚警概率，降低了正确不发现概率。低了正确不发现概率。7 7、设要求虚警时间大于、设要求虚警时间大于10min10min，中频带宽为，中频带宽为0.16 MHz0.16 MHz，则对

21、于，则对于5050的发现概率所需要的最小信的发现概率所需要的最小信噪比应为多少？噪比应为多少？Pfa=1/(Tfa*B)=1/(10*60*0.16*10)=1*10查图查图5-7得：对于得：对于50的发现概率，所需要的最小信噪比的发现概率，所需要的最小信噪比为为11.4.采用多种重复频率的方法判别模糊时，采用多种重复频率的方法判别模糊时，已知重复发射脉冲信号的频率分别为已知重复发射脉冲信号的频率分别为 30M,45M,60M,30M,45M,60M,而单独采用这三种的单元数分而单独采用这三种的单元数分别为别为4 4，5 5，7 7，距离分辨单元所对应的时宽为，距离分辨单元所对应的时宽为2us2us，问目标的真实距离应为多少？，问目标的真实距离应为多少？最小可测距最小可测距离离:最大单值测最大单值测距围距围:模糊模糊:t1:t2:t3=m1:m2:m3