雷达相关知识.docx

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1、雷达相关知识雷达的定义雷达来自英文RADAR（Radiodetectionandranging），是一种电磁传感器，用来对反射性物体检测和定位（雷达手册:第3版）。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、径向速度、方位、高度等信息。雷达的优势是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，雷达不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展（气象预报、资源探测、环境检测等）和科学研究（大气物理、电子层结构研究等）。距离雷达工作原理2雷达的发展二战期间，雷达开始出现在军事应用中。英国在英吉

2、利海峡沿岸部署雷达，能够提前发现德国飞机，最终赢得了英伦空战的胜利。此时，雷达还只具备较为基础的距离、方位探测等基本功能。二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断拓展。各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本框架是基本一致的，包括：发射机、发射天线、接收机、接收天线、处理部分以及显示器，同时还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。E雷

3、达组成框图3雷达的分类用途防空预警雷达。用于警戒、监视和识别以飞机类气动目标为代表的空中目标，承担空中目标的预警探测任务。根据应用平台的不同，主要包括地基预警雷达、海基预警雷达、空基预警雷达、天基预警雷达等。预警雷达对海警戒雷达。用于探测海面目标的雷达，一般安装在各种类型的水面舰艇上或架设在海岸、岛屿上。弹道导弹预警雷达。主要用于完成对弹道导弹的远程搜索发现、跟踪识别和对抗，测定其瞬时位置、速度、发射点和弹着点等参数，为国家军事指挥机关提供弹道导弹来袭的情报。地空导弹武器系统的核心组成部分，提供控制和引导导弹飞向来袭的飞机、导弹等目标所需信息的雷达，主要用于地空导弹武器系统，对制导敌方高威胁目

4、标及己方武器系统导弹进行跟雷达踪，引导导弹毁伤敌方目标。按装载平台分为车载制导雷达、舰载制导雷达、机载制导雷达和弹载制导雷达；按导弹类型分为地（舰）空导弹制导雷达、舰（岸）舰导弹制导雷达等。仕分类别火控雷达又称炮瞄雷达、火力控制雷达，用来控制武器瞄准目标的雷达，能自动跟踪目标并精确测定目标位置，主要用于对目标的搜索、截获、跟踪和识别，为战斗机、舰船火控系统提供目标参数，引导导弹、炸弹、航炮等战斗武器进行攻击。对地观测雷达又称SAR雷达，主要利用雷达平台与目标间相对运动实现雷达孔径合成，获取目标二维图像，主要使用机载或星载平台搭载雷达载荷对地面目标进行遥感探测，应用领域包括测绘、侦察、环境监视等

5、。主要用于航天测控、空间碎片和轨道目标的观空间探测雷达测对各种空间目标（卫星、飞船、航天飞机、运载火箭、空间碎片等）进行主动实时的探测、捕获、跟踪、测轨、识别并提供空间目标活动态势和各种目标特征信息，通常采用ISAR成像技术对空间轨道目标进行探测。测量雷达主要用户为各类武器的测试基地，用于对空中目标的位置、轨迹、形状等进行精确测量，其用户以及用途与预警雷达具有较大差异，从技气象雷达空管雷达导航雷达术特点上，测量雷达主要是对少批次目标进行高精度跟踪。主要用于对云、雨、风等气象要素进行探测的特殊雷达，属于主动式微波大气遥感设备。气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气系统的主要探测工具之一，是气象监

6、测的重要手段，在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。根据具体气象要素不同，分为风廓线雷达（测风雷达）、天气雷达（测雨雷达）、测云雷达等。主要用于对航路航线进行监视，提供航路目标，为空中交通管制提供雷达信息保障，需要24小时开机，对方位的多批目标进行搜索跟踪，工作特点与制导、测量、气象等雷达具有显著差异。探测运动平台周围的目标，提供地面特征图像，以实施航行避让、自身定位等，导引其正确航行或行驶的雷达。导航雷达主要安装于舰艇平台上，用于监视航路水面目标态势，服务于舰艇安全航行。汽车防撞雷达主要为车载平台，用于监视汽车周界环境场景，作用距离较近，可实现汽车避撞告警。防撞雷达系统是由

7、数个感应器、微电脑控制器及蜂鸣器组成。汽车防撞雷达按照安装位置的不同和需要防护避让的目标不同可分为前向雷达、倒车雷达和侧向雷达。一、高频、中频、基带、视频经常进到这些名词，那么它们什么意思呢？在雷达中，发射出去的信号需要和天线匹配，匹配不好会出现效率不高的问题（效率就是发射出去的功率占发射机产生功率的比例），严重失配会导致效率极低，而效率低又会出现很多其他问题，这个问题后续开篇专门说明。高频，一般意义是说频率高，那么在不同的应用中，高低就是相对的，比如，米波雷达的高频也就是几百MHz,而毫米波雷达则高达几十GHZ了，所以，雷达中对于发射出去的频率称为射频，只是很多时候大家会叫做高频。中频，全称

8、是中间频率，也就是在射频和视频之间的那个频率（它和射频一样,不同雷达中是不一样的），它的频率相对射频较低，利于数字化（采样率比较低，好实现）。视频，就是可以实现可视化（也就是显示）的比较低的频率，它的频率只需要支持显示出来即可，比如早期的雷达包络检波之后就是视频，直接显示在CRT显示器上，当然，现代雷达是数字化了之后再显示的，本质是一样的，只是实现方法不同而已，就像是现代的液晶显示器有VGA接口（模拟接口，传的是模拟信号）和HDM1接口（数字接口，传的是数字信号）一样。而基带信号一般是在信号产生、滤波之后等场合说，它是低频率的，和视频信号有些类似，理解上可以认为它们基本相同。二、工作频率、中心

9、频率、载频雷达使用微波频率工作，我们常说的雷达工作频率指的是雷达发射出去的那个信号的频率（当然，接收时也是这个频率，虽然有一些多普勒频移，但是多普勒频移并不太大），也就是射频频率。说到载频，就和调制有关，因为雷达发射出去的信号是经过了调制的，最简单的就是经过通断控制了的高频载波，雷达发射时接通，雷达接收时关断，这就是一个最简单的矩形脉冲串（称为简单脉冲）。现代雷达还会经过复杂的频率或相位调制，以增加雷达信号的带宽。因此，载频就是信号调制时的那个用于承载信息的那个信号的频率（它一般频率比较高），什么意思呢？：调制就相当于信号1和信号2相乘，得到信号3,假设信号1频率低，信号2频率高，那么，信号1

10、就是调制信号，信号2就是载波，信号3就是发射出去的那个脉冲。关于调制的形式和雷达对应关系的表格调制方式调制信号裁波脉冲称呼说明幅度调制方波正弦波简单脉冲简单应用频率调制线性斜率正弦波线性调频频率线性升或降非线性斜率正弦波非线性调频频率非线性升或降三角波正弦波线性调频连续波雷达相位调制数字调制正弦波二相编码巴克码等数字调制正弦波四相等多相编码复杂的信号,用于抗干扰备注以上信号，除简单脉冲外，其他彳言号均能进行脉冲压乡后。三、带宽与中心频率这里需要一点傅里叶变换的知识来理解，如果不懂傅里叶变换，就先记结论：由于发射信号不是连续的，因此，雷达信号不是单个频率的，虽然看起来像只有一个频率，实际上它是有

11、很多个频率，这些频率中功率最大的就是那个“看起来像”的频率，也叫中心频率，在中心频率两边其他的频率点的功率会随着与中心频率的远近慢慢变小，这里一般取功率将为一半时的频率作为界线，中心频率左右两边的界线之间的频率差就是带宽（也叫信号的瞬时带宽）。从前面描述调制的过程可以看出，调制就是将信息从低频率搬移到高频率（载波）了，这个过程中，高频率就可以承载更大的带宽（因为零频率附近，有一半是负频率，现实中是没有的，只存在理论分析中，而在高频率以后，则都是实实在在的频率了）O带宽大的就是宽带，带宽小的就是窄带。在中心频率相同的情况下，窄带信号与宽带信号比较：窄带信号能量集中于较小区间，此时信噪比大，利于目标检测；宽带信号能量分散在较大的区间，信噪比相对小一些，但是分辨率高，如果此时能量导致信噪比太小的话，一般需要进行能量补偿，比如增加脉冲个数，用脉冲积累来补偿能量损失。