微波技术 雷达介绍

微波应用之雷达雷达（Rador）是微波的最早应用之一。Rador一词是RadioDetectionandRanging的缩写，意为无线电探测与测距。雷达是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。WhatisRador?雷达的基本组成及作用1、定时器：（触发电路、同步电路等）是雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲。2、发射机：在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲（微波脉冲、发射脉冲、雷达波）。3、收发开关：发射时，关闭接收机入口，大功率射频脉冲送天线；接收时，关闭发射机通路，微弱回波能量送接收机。4、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来的雷达波（回波）送接收机。天线是雷达实现大空 域、多功能、多目标的技术关键之一。5、接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合显示器要求。

V几十V6、显示器：平面位置显示器（PPI）。计时及计算，将目标回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上；且配有测量系统（人工加了一些符号）供随时测量。7、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。400~2000Hz收/发开关定时器发射机显示器天线控制器接收机雷达系统的基本组成框图天馈子系统显示子系统控制子系统射频收发子系统中央处理子系统信号处理子系统现代雷达系统的组成框图现代PK传统

传统的雷达主要用于探测目标的距离、方位、速度等尺度信息，随着计算机技术、信号处理技术、电子技术、通信技术等相关技术的发展，现代雷达系统还能识别目标的类型、姿态，实时显示航迹甚至实现实时进行图像显示。所以，现代雷达系统一般由天馈子系统、射频收发子系统、信号处理子系统、控制子系统、显示子系统及中央处理子系统等组成。电磁波在传播过程中遇到物体会产生反射，当电磁波垂直入射到接近理想的金属表面时所产生的反射最强烈，于是可根据从物体上反射回来的回波获得被测物体的有关信息。雷达工作机理一.雷达测距原理1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播；遇物标能良好反射2、测距公式：Δt：往返于天线与目标的时间C:电磁波在空间直线传播速度二.雷达测方位原理1、利用收发定向天线，只向一个方向发射雷达波且只接收此方向上的目标的反射回波2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围物标的方位——天线的方向即目标的方向3、方位同步系统雷达测距与测方位原理图方向扫描量程:回波(at10nm)Δt＝123.5μs荧光屏边缘本船目标岛屿12nm目标90°245°245EBL901802700方位标志海图平面雷达平面Fig.距离与方位测量扫描线固定距标圈HL岛屿本船雷达不能“感知”目标的背面，因此目标的后沿是不可见的.1.波长λ

S波段10cm波长2000~4000MHz7.5~15cm3050MHzX波段3cm波长8000~12500MHz2.4~3.75cm9375MHz

。天气好:Xband;天气坏(雨/雪):Sband2.脉冲宽度τ每次发射脉冲的射频振荡持续时间.0.05~0.2us雷达相关技术参数3.脉冲重复频率f/脉冲重复周期Tf（P.R.FPulseRepeatFrequency）

每相邻两次发射脉冲的时间间隔

。（400~4000Hz）4.发射峰值功率Pt:在脉宽持续时间内的功率5.发射平均功率Pm:在脉冲重复周期内的功率Tpptmt=6.接收机灵敏度Prmin:表示接收机接收微弱信号的能力Prmin=kT△f·N△f接收机通频带N接收机噪声K波尔兹曼常数T接收机端绝对温度7.接收机带宽△f指在放大情况下，允许通过接收机的信号频率范围。长脉冲→窄范围的频谱△f↑→噪声↑→灵敏度↓→失真↓△f↓→噪声↓→灵敏度↑→失真↑兼顾:远量程△f↓→灵敏度↑近量程△f↑→灵敏度↓航海雷达1～25MHz10.垂直波束宽度θ

V

表示在垂直面内的波束半功率点的宽度。为防止船舶摇摆时不至丢失目标，一般15º~30º

。

HBWVBW棒状波束8.天线增益定向天线最大辐射方向的功率与点状天线各向均匀辐射的平均功率之比。

表示定向天线的功率集束能力。

ïîïíìÞ=2a

4Ge­­®aGeAA¯­®aGllp9.水平波束宽度θ

H

在水平面内的波束半功率点的宽度。

θH半功率点ABBCC水平方向性图PLR半功率点LqH方位分辩率一般为1º雷达分类（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。（2）按装设地点可分为：地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。（