第六章 目标距离测量

1、2rctR2rRtc2rctR早期雷达均用显示器作为终端，在显示器画面上根据扫掠早期雷达均用显示器作为终端，在显示器画面上根据扫掠量程和回波位置直接测读延迟时间。量程和回波位置直接测读延迟时间。现代雷达常采用电子设备自动测读回波到达的延迟时间。现代雷达常采用电子设备自动测读回波到达的延迟时间。显示器扫描速度显示器扫描速度6.1.1 基本原理基本原理系统误差：系统各部分固定延迟所带来的误差。系统误差：系统各部分固定延迟所带来的误差。随机误差：偶然因素造成。随机误差：偶然因素造成。距离显示器的误差：刻度误差、亮点直径误差、惯性误差等距离显示器的误差：刻度误差、亮点直径误差、惯性误差等由由 求导可得

2、：求导可得：电波传播速度变化产生的影响：电波传播速度变化产生的影响：大气折射引起的误差：标准大气折射引起的误差：标准16m测读方法误差：测读方法误差： d、x （模拟），量化误差（数字）（模拟），量化误差（数字）6.1.2 影响测距精度的因素影响测距精度的因素5从而：从而：6.1.3 距离分辨力和测距范围距离分辨力和测距范围光点直径光点直径d两个点目标回波的两个点目标回波的矩形脉冲间的间隔矩形脉冲间的间隔显示器扫描速度显示器扫描速度距离分辨力：距离分辨力：人工测距人工测距电子测距电子测距简单脉冲雷达距离分辨力：简单脉冲雷达距离分辨力：脉冲压缩雷达距离分辨力：脉冲压缩雷达距离分辨力：脉冲宽度脉冲

3、宽度雷达信号的有效带宽雷达信号的有效带宽最小可测距离最小可测距离雷达可测量的最近目标的距离雷达可测量的最近目标的距离最大单值测距范围最大单值测距范围由脉冲重复周期由脉冲重复周期Tr确定确定特殊场合，雷达重复频率不能满足单值测距要求，此时特殊场合，雷达重复频率不能满足单值测距要求，此时通常选择：通常选择：出现测距模糊出现测距模糊双重频判距离模糊双重频判距离模糊t1t2三重频判距离模糊三重频判距离模糊例：例：m17， m28， m39， A13， A25， A37，求目标的真实距离，求目标的真实距离RP176，图6.6b在每在每M个发射脉冲中舍弃一个，作为发射脉冲串的个发射脉冲中舍弃一个，作为发射

4、脉冲串的附加标志；设从附加标志；设从A1到到AM共共M个脉冲，其中个脉冲，其中A2不发不发射。与之对应的接收回波串同样是每射。与之对应的接收回波串同样是每M个脉冲中少个脉冲中少一个。从一个。从A2开始，逐个累计发射脉冲数，直到某开始，逐个累计发射脉冲数，直到某一发射脉冲后缺少一个回波脉冲，累计的数值就是一发射脉冲后缺少一个回波脉冲，累计的数值就是回波跨越的重复周期数。回波跨越的重复周期数。显然显然舍脉冲法判模糊时，每组脉冲数舍脉冲法判模糊时，每组脉冲数M应满足应满足最远目标所对应的跨周期数最远目标所对应的跨周期数测得时延测得时延调频法测距可用于连续波雷达，也可用于脉冲雷达调频法测距可用于连续波

5、雷达，也可用于脉冲雷达连续发射的信号具有频率调制的标志后即可用以测连续发射的信号具有频率调制的标志后即可用以测定目标的距离。定目标的距离。设发射信号频率设发射信号频率 ft 在一定时间在一定时间T 内线性增加，内线性增加，则回波信号则回波信号fr 频率和发射信号频率变化相同，频率和发射信号频率变化相同，只在时间上延迟了只在时间上延迟了tR （回波时延）。如图：（回波时延）。如图：Bf0TtRtRf（t）tfb（t）t差拍频率差拍频率调频周期调频周期调频带宽调频带宽利用利用FFT技术对信号进行频谱分析时，分析精度主要受制于技术对信号进行频谱分析时，分析精度主要受制于混叠效应、量化误差、泄漏效应与

6、栅栏效应。混叠效应和混叠效应、量化误差、泄漏效应与栅栏效应。混叠效应和量化误差是模拟信号数字化过程中引起的。泄漏效应和栅量化误差是模拟信号数字化过程中引起的。泄漏效应和栅栏效应时离散傅立叶变换所固有的。由于栏效应时离散傅立叶变换所固有的。由于FFT的栅栏效应，的栅栏效应，直接采用直接采用FFT所获得的距离谱具有固定的采样间隔所获得的距离谱具有固定的采样间隔 R ，从，从而产生而产生 R/2的测距误差，这使得测距雷达在近距离下测量的测距误差，这使得测距雷达在近距离下测量的相对误差较大。分析表明，增加的相对误差较大。分析表明，增加FFT的谱线数量提高频谱的谱线数量提高频谱分辨率可以削弱泄漏效应和栅

7、栏效应。但是由于增加了采分辨率可以削弱泄漏效应和栅栏效应。但是由于增加了采样长度，将增加时间开销。样长度，将增加时间开销。由于相位计不能测出大于由于相位计不能测出大于360的相位差，的相位差，会产生距离模糊；会产生距离模糊；且在目标反射过程中会引入附加相移，该附加相移是且在目标反射过程中会引入附加相移，该附加相移是未知量，未知量，会引起测距误差。目前，解距离模糊的常用方法主要有：相会引起测距误差。目前，解距离模糊的常用方法主要有：相位编码解距离模糊、双频率相位法测距、多频连续波位编码解距离模糊、双频率相位法测距、多频连续波(MFCW)测距等测距等。 搜索搜索截获截获跟踪跟踪发现目标发现目标首次

8、测定参数首次测定参数连续测量连续测量丢失目标丢失目标采用移动的电刻度作为时间基准，操作员按显示采用移动的电刻度作为时间基准，操作员按显示器上的画面，将电刻度对准目标回波，从控制器器上的画面，将电刻度对准目标回波，从控制器度盘或计数器上读出移动电刻度的准确时延即可度盘或计数器上读出移动电刻度的准确时延即可代表目标距离。代表目标距离。产生移动的电刻度，且其时延可精确读出。产生移动的电刻度，且其时延可精确读出。锯齿法粗测，锯齿法粗测的移动波门内用相位法锯齿法粗测，锯齿法粗测的移动波门内用相位法产生精测移动指标。产生精测移动指标。电刻度自动跟踪目标回波，并连续给出目标距离数据。电刻度自动跟踪目标回波，并连续给出目标距离数据。具体包含搜索、捕获、自动跟踪三个部分。具体包含搜索、捕获、自动跟踪三个部分。当跟踪脉冲和回波脉冲在当跟踪脉冲和回波脉冲在时间上重合时，其延迟时时间上重合时，其延迟时