航海学(13c1)船用雷达使用性能及其影响因素课件

1、三、干扰回波（一）雨雪干扰回波特点：一片无明显边缘的疏松的棉絮状连续亮斑。原因：雨雪较大时，空气中的雨雪反射电磁波。回波的强弱与降雨降雪量的大小有关，但与雨区的面积和体积无关。能够降低探测被雨雪区遮挡的远距离目标的能力，回波变弱或不能显示。影响因素： 降雨降雪量的大小、雨点（雪花）大小、天线波束宽度、脉冲宽度。雨雪干扰特点航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备 云回波 雨雪回波 消除雨雪干扰回波的方法1. 使用雨雪干扰抑制（FTC）旋钮2. 使用“增益”旋钮进行抑制同时抑制了弱小回波，因此弱小回波容易丢失。3. 使用S波段雷达4.使用圆极化天线 雨滴或雪花反射圆极化波的能力比反射水平极化波弱，

2、因此可减小雨雪干扰，但探测能力下降，可能丢失对称物体的回波。5.选用窄脉冲宽度（提高距离分辨率） 雨雪反射较长波长的电磁波能力弱，因此可抑制雨雪干扰，尤其适合探测雨雪区后的远距离目标。探测雨雪区后的物标，应关掉FTC，并适当增大增益，含水量高的低云回波类似雨雪回波，消除方法相同。 （二）海浪干扰回波原因： 船舶周围的海浪反射电磁波特点： 在雷达荧光屏扫描中心周围呈一片亮点或时隐时现的光点2. 与风向有关： 上风舷（侧）：强，距离远；下风舷（侧）：弱，距离近。 影响因素：1. 与距离有关： 离本船较近，干扰越大使扫描中心周围一片，不稳定的鱼鳞状亮斑，随距离增加呈指数规律迅速减弱。 一般风浪时68

3、 n mile；大风浪时10 n mile3. 雷达本身特性：天线种类、高度和转速，工作波长、波束宽度，脉冲宽度等 海浪回波及其抑制（a）抑制前A（b）抑制后A68 NM海浪杂波干扰-近大远小原理特点消除海浪干扰回波的方法1. 使用海浪干扰抑制（STC）旋钮和增益 STC可抑制68（最大可达10）n mile范围的回波，对68海里以外的回波没有影响； 会降低探测弱小回波的能力。2. 使用S波段雷达 海浪反射10cm雷达电磁波能力弱。3. 使用对数放大器 对数放大器输出信号的强度与输入信号的强度对数成正比； 可能丢失强度与海浪干扰强度相近的回波或远处小物标。 4. 使用恒虚警率(CFAR)处理电

4、路 可能丢失远处弱回波，也可能丢失强杂波边缘的小回波。（三）同频干扰回波 工作在同一频段，脉冲重复频率相同或接近相同，且两船相距较近的时候，相互接收对方发射的电磁波。原因：特点：随脉冲重复频率差别呈现不同的特点。 脉冲重复频率完全相同：辐射状光点相差较小：螺旋状光点相差较大：散乱光点处理方法： 选用近量程，或选用另一波段的雷达； 打开同频干扰抑制器，并将增益、调谐、STC等调到最佳位置，并关掉FTC。同频干扰现象航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备 同频干扰图像(a) 近量程(b) 量程增加(c) 远量程被干扰的小目标岸线基本不受影响 同频干扰抑制效果4）明暗扇形干扰回波5）电火花干扰产生原

5、因：自动频率跟踪（AFC)电路失调；消除方法：改为手动。原因：机内器件跳火或接触不良引起的现象，位置固定或不固定的亮线，如果严重应立刻关机。第三章 雷达观测一. 雷达显示方式按本船在荧光屏上的运动形式分： 真运动 、相对运动按船首向的指向及显示的物标方位划分： 船首向上 、真北向上、航向向上1）分类2）常用的显示方式船首向上相对运动、北向上相对运动、航向向上相对运动、北向上真运动重要内容 显示方式分类： 按扫描中心（起点）-动？/ 不动？ 1、相对运动（RM） 2、真运动（TM） RM显示方式： 不管本船如何运动，代表本船位置的扫描起点始终固定不动。 目标回波相对于本船作相对运动。 TM显示方

6、式： 代表本船位置的扫描起点，按本船的实际航向、航速在荧光屏上移动。 目标回波按自己的航向、速度在荧光屏上移动（好象在直升飞机上观测）。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备按HL指向：1、船首向上（Head Up）：不管本船如何运动，HL始终指向固定方位刻度盘0上。2、真北向上（North Up）：HL指在本船的实际航向上，固定方位刻度零度代表真北。3、航向向上（Course Up）：HL指在本航的实际航向上，又可以指向0上。 结合，有好几种显示方式。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备二、相对运动雷达显示方式1、船首向上图像不稳相对运动显示（Head up Unstability Re

7、lative Motion） 例子航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备特点：扫描中心：始终不动；目标回波：做相对运动，固定目标相反方向运；HL指向：始终指向固定方位刻度盘0上；测角方式：相对方位（舷角）；当本船改向时（或船首偏荡时）；HL指向：不动 ；目标回波：以相反方向旋转，且留下一段弧形余辉；优点：直观，回波图像与观察左右舷一致；缺点：本船转向时，图像模糊，影响观测；适用场合：了望、避让；输入数据（航向、速度)：无需。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备三、真北向上图像稳定相对运动显示N-up Stability RM航海雷达与ARPACh2 船

8、用雷达设备特点：扫描中心：始终不动；目标回波：做相对运动，固定目标向相反方向运动；HL指向：指在实际航向上；测角方式：真方位； 当本船改向时（或船首偏荡时）HL指向：动：随本船航向动；目标回波：固定目标不动； 优点：图像稳定； 缺点：容易搞错左右舷（当目标90至270之间）； 适用场合：定位，导航（但不利避让）； 输入数据（航向、速度）：本船航向。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备3、航向向上图像稳定相对运动显示（Course up Unstability Relative Motion）航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备特点：扫描中心：始终不动； 目标回波：做相对运动，固定目标向相反

9、方向运动；HL指向：指在实际航向上；测角方式：相对方位、真方位； 当本船改向时（或船首偏荡时）HL指向：动,随本船航向动； 目标回波：固定目标不动； 当按下“新航向向上”按钮，HL与回波一起转一个航向角；优点：直观；图像稳定（两者兼之）； 适用场合：避让，定位导航，均可用；输入数据（航向、速度)：本船航向。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备扫描中心物标静止物标刻度盘零度刻度盘读数转向时船首向上相对运动不动相对本船运动与本船等速反向运动本船船首舷角物标反向旋转北向上相对运动不动相对本船运动与本船等速反向运动真北真方位物标不动航向向上相对运动不动相对本船运动与本船等速反向运动设定的航向相对方位

10、或真方位物标不动北向上真运动运动相对静止物标运动不动真北无物标不动4、对水稳定真运动 对地稳定真运动概念风、流影响、风流压差角；船首向（对水航向）；航迹向（对地航向）；航迹向=船首向+风流压差角（速度矢量三角形的关系）。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备对水、对地稳定真运动显示特点： 特点显示方式图 象显 示运动目标固定目标适用场合对水稳定显示（或称为水面稳定显示）图象以水面为基准以水面为基准在运动以风流方向相反、速度相等在移动避让对地稳定显示（或称为地面稳定显示）图象以地面为基准以地面为基准在运动固定不动狭水道航行航海雷达与ARPACh2 船用雷达设

11、备第四章 雷达定位、雷达航标与雷达导航一、雷达定位1、物标的性质及形状对雷达反射波的影响物标尺寸对反射性能的影响： 物标的大小、宽度、高度、深度；物标的形状、表面结构及雷达波入射角的影响： 平板、球体、圆柱体、椎体；物标材料的影响： 金属、海水、冰、石头、木头等各不相同，对回波强弱差异的影响较其他因素小。2、雷达回波的识别根据雷达荧光屏上物标回波形状与海图上物标形状进行比较进行识别；根据已知准确船位识别；根据雷达航标特点识别。3、选择定位物标的原则应尽量选择图像清晰、位置能与海图精确对应的回波，避免选用平坦的岸线和山坡；应尽量选用近且便于确认的可靠物标；多物标定位时 三条位置线交角接近120或

12、两条位置线交角接近90。 4、雷达定位方法与精度三物标距离定位；两物标距离加一物标方位；两物标距离定位；两物标方位加一物标距离定位；单物标方位距离定位；三物标方位定位；两物标方位定位。*按定位精度由高到低排列* 测距：活标圈内沿与目标回波前沿相切，次序为先正横，后首尾。测方位：（点目标、突堤） 次序：先首尾后正横。 横摇时：测正横方向目标方位。 纵摇时：测首尾方向目标方位。序号航标种类海图上符号表示电 源图 形作用距离作 用原 理1雷达应答器（Racon）有 源(被动)莫尔斯编码的脉冲信号1730Nm可能产生假回波。测应答器： 距离方位接收到雷达信号约0.5us后，自动发射应签脉冲信号航海雷达

13、与ARPA 二、雷达航标 序号航标种类海图上符号表示电 源图 形作用距离作 用原 理2雷达方位信标（Ramark）有 源(主动)2030 Nm可能产生假回波。测信标方位间隔（15S）发射信号一条夹角13径向点线或扇形 航海雷达与ARPA航海雷达与ARPA序号航标种类海图图示电源图形作用距离作用原理3雷达反射器(Reflection)无源增强回波及作用距离边长3nm7nm提高作用距离（或提高回波强度）角反射、透镜反射航海雷达与ARPACh5 定位与导航序号航标种类海图上符号表示电源图形作用距离作用原理4搜救雷达应答器有源被动同一方位上12个短划线，总长8 nm5nm便于搜救定位接收到3cm雷达信

14、号约0.5us后，发射一串脉冲信号SART回波示意图（a）通常回波（b）1 n mile左右回波（c）近距离回波 三、雷达导航 一般在进出港、狭水道航行、能见度低等情况，方便、有效。（一）、距离避险线法 选用避险方位标尺线（活标圈定出避险线距离相 对应 的一根平行方位标尺线）； 使危险目标回波处在避险线外侧。（二）、方位避险线法 先海图上确定危险方位，用方位尺置于该方位上； 船位确实于方位避险线的安全一侧。 航海雷达与ARPA 恒虚警率处理（Constant False Alarm Rate Processing）CFAR虚警？假目标-当真目标虚警产生的原因：机内噪声干扰虚警危害观测困难计算机

15、饱和虚警率：是在没有目标时，雷达却认为有目标的概率。恒虚警率：保持虚警率恒定不变 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备处理方法：门限自适应： 门限值自动随噪声大小而变化。a、慢门限处理方法： 针对机内噪声引起。b、快门限处理方法： 针对雷达雨雪、海浪干扰。使用方法：根据干扰大小，酌情调节。注意：一些小目标可能会丢失。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备视频放大电路1、抗雨雪干扰电路（或称为：FTC快时间控制电路）。1）雨雪干扰特点：棉絮状的回波亮斑，无明显边缘。 雨雪回波为-宽的视频脉冲。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备2）抑制原理 微分， 削

16、波3）正确使用方法： 根据干扰大小，酌情调节。4）注意事项： 可能丢失的小目标（经微分后）； 应加强了望（减少回波能量为代价）。IMO要求：应能手动可调（抑制程度）。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备雷达同频干抑制电路（Radar Interference Canceller-RIC）1）什么叫雷达同频干抑制电路？相邻两部同频段雷达，相互产生干扰。分为： 同频同步干扰相同频段，脉冲重复周期相同（T1=T2）。同频异步干扰相同频段，脉冲重复周期不同（T1T2）。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备2）干扰现象： 同频同步射线状虚线 同频异步T1T2相差不大螺旋虚线T1T2相差较大杂乱斑点 随量程增大，更明显3）危害：观测困难计算机饱和航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备3）干扰特点： 相邻周期，目标回波是相关的即在相邻两次距离周期，目标回波位置基本不变。 解释 同频干目标回波不相关。 4）抑制原理相关接收。 目标回波相关被接收。同频干扰杂波回波不相关，被抑制。 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备解释本船：T=1ms发射一次脉冲，天线转速n=3 S / 转。目标：速度10节（10海里/小时），1ms周期目标移动第周期；第周期。 S= = 5 m m 即1ms时间目标船走5毫米，t1=t2基本在同一位置上相关的。 而干扰是非相关的，即在相