電子科技大學(xué)雷達(dá)原理2012課件

雷達(dá)原理講義

2012年8月主要內(nèi)容緒論雷達(dá)發(fā)射機雷達(dá)接收機雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備雷達(dá)作用距離第一章第一章緒論雷達(dá)的基本構(gòu)成

緒論——雷達(dá)的基本構(gòu)成發(fā)射機接收機顯示器信號處理機噪聲收發(fā)開關(guān)天線R目標(biāo)距離的測量

目標(biāo)到雷達(dá)距離： PRI：脈沖重復(fù)間隔

tr：電磁波往返時間雷達(dá)的距離分辨力為：緒論——目標(biāo)距離的測量ttrPRI目標(biāo)回波噪聲噪聲目標(biāo)回波噪聲噪聲噪聲目標(biāo)回波τ發(fā)射脈沖發(fā)射脈沖發(fā)射脈沖雷達(dá)波束與目標(biāo)角位置的測量

目標(biāo)回波最強的方向

雷達(dá)的角分辨力等于波束寬度D為天線孔徑

緒論——目標(biāo)角位置的測量t目標(biāo)回波幅度0目標(biāo)形狀的測量

fr：接收信號頻率ft：發(fā)射信號頻率距離分辨力：信號帶寬角分辨力：天線孔徑

緒論——目標(biāo)形狀的測量ΔRRΔθ緒論——雷達(dá)的工作頻率頻段頻率(MHz)UHF300-1,000L1,000-2,000S2,000-4,000C4,000-8,000X8,000-12,000Ku12,000-18,000K18,000-27,000Ka27,000-40,000mm40,000-300,000THz>1000,000按戰(zhàn)術(shù)來分（軍用雷達(dá)）

預(yù)警雷達(dá)（地基、機載、天基）

搜索和警戒雷達(dá)

引導(dǎo)和指揮雷達(dá)

火控雷達(dá)

制導(dǎo)雷達(dá)

戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)

無線電測高儀

雷達(dá)引信

緒論——雷達(dá)的分類按測量目標(biāo)的參量

測高雷達(dá)，兩坐標(biāo)雷達(dá)，三坐標(biāo)雷達(dá)，測速雷達(dá)，目標(biāo)識別雷達(dá)按信號處理的方式

頻率分集雷達(dá)，極化分集雷達(dá)，MTI雷達(dá)，SAR雷達(dá)按天線掃描的方式

機械掃描雷達(dá)，相控陣?yán)走_(dá)，頻率掃描雷達(dá)

緒論——雷達(dá)的分類緒論——雷達(dá)的歷史與發(fā)展電磁波理論與電磁波的試驗驗證緒論——雷達(dá)的歷史與發(fā)展第一個雷達(dá)的實際應(yīng)用

ChristianHuelsmeyer（德）在1904年用于檢測船只(距離為3km)緒論——雷達(dá)的歷史與發(fā)展二次世界大戰(zhàn)中的雷達(dá)德國海軍

海軍用Freya雷達(dá)–陸基飛機檢測雷達(dá)–工作頻率：120to130MHz–脈寬：3us，PRF:500Hz–峰值功率：15to20kW–最大探測距離：100nmi–建造數(shù)量：1000–安裝于北海岸緒論——雷達(dá)的歷史與發(fā)展德國防空用Wurzburg雷達(dá)–工作頻率：560MHz–最大探測距離：25nmi–距離分辨力：100m–測角精度：0.2o被英軍實施無源干擾被美軍實施有源干擾緒論——雷達(dá)的歷史與發(fā)展英國Chainhome雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，近岸防空–工作頻率20to30MHz–功率:350KW(后增至750)–PRF:25and12.5Hz–脈寬:20us–探測距離:200nmi緒論——現(xiàn)代雷達(dá)ANTPS-75v長程對搜索雷達(dá)(臺空軍東引島)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)俄羅斯道爾M2E的搜索雷達(dá)

可有效攔截飛機、直升機、巡航導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈和無人機等中低空目標(biāo)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)俄制對手-GE三坐標(biāo)雷達(dá)防空系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)和空中交通管制系統(tǒng)在高強度雷達(dá)對抗條件下，精確傳送目標(biāo)信息，為殲擊機進(jìn)行目

標(biāo)指引。同時保障地面防空導(dǎo)彈營目標(biāo)指示數(shù)據(jù)。最大測高距離200公里，能發(fā)現(xiàn)近太空近地軌道上的衛(wèi)星目標(biāo)。采用相控陣?yán)走_(dá)天線，方向圖扇區(qū)0-45度，超低旁瓣天線，能自動抗有源噪聲干擾。緒論——現(xiàn)代雷達(dá)中國炮瞄雷達(dá)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)美國炮瞄雷達(dá)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)雷神GBR緒論——現(xiàn)代雷達(dá)ANFPS-85相控陣空間監(jiān)視雷達(dá)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)COSMO-SkyMed雷達(dá)衛(wèi)星緒論——現(xiàn)代雷達(dá)美軍天基雷達(dá)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)美軍SBX雷達(dá)緒論——現(xiàn)代雷達(dá)長沙氣象雷達(dá)站緒論——現(xiàn)代雷達(dá)鄭州機場雷達(dá)站緒論——雷達(dá)面臨的四大威脅電子干擾

壓制式干擾，欺騙式干擾低空飛行器

低空由于多徑形成雷達(dá)盲區(qū)反輻射導(dǎo)彈隱身目標(biāo)緒論——習(xí)題簡述雷達(dá)測距、測角和測速的基本原理；已知某常規(guī)脈沖雷達(dá)的發(fā)射信號脈寬為2μs，求其距離分辨力；已知雷達(dá)的工作頻率f0=9.5GHz，天線尺寸為1m×0.5m，求該雷達(dá)的方位角分辨力和俯仰角分辨力。已知雷達(dá)工作頻率為f0=3GHz，若一目標(biāo)以1馬赫（1馬赫=1000ft/s，1ft=30.48cm）速度朝雷達(dá)飛行，則雷達(dá)收到的回波頻率與發(fā)射頻率之差（即目標(biāo)的多普勒頻率）為多少？已知f0=9.5GHz，天線尺寸為1m×0.5m（水平×垂直），求雷達(dá)的方位角分辨力和俯仰角分辨力，設(shè)k=π/4，求天線增益（用dB表示）。第二章第二章雷達(dá)發(fā)射機雷達(dá)發(fā)射機——功能功能產(chǎn)生符合要求的波形調(diào)制到射頻放大獲得要求的發(fā)射功率類型

單級振蕩式、主振放大式雷達(dá)發(fā)射機——組成單級振蕩式發(fā)射機特點：簡單、成本低

頻率穩(wěn)定度差、難以實現(xiàn)脈間相參和復(fù)雜波形脈沖調(diào)制器大功率射頻振蕩器電源定時信號至天線TrTrTr雷達(dá)發(fā)射機——組成主振放大式發(fā)射機特點：高頻穩(wěn)度、容易實現(xiàn)復(fù)雜波形和脈間相參固體微波源電源主控振蕩器至天線中間功率放大器輸出射頻功率放大器定時器脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器射頻放大鏈觸發(fā)脈沖雷達(dá)發(fā)射機——組成固態(tài)發(fā)射機

集成微波功率器件、低噪聲放大器、固態(tài)發(fā)射或收發(fā)模塊。

體積小、重量輕、系統(tǒng)設(shè)計靈活

多用于相控陣?yán)走_(dá)雷達(dá)發(fā)射機——主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率或波段、帶寬

決定了發(fā)射管種類 <1GHz，微波三、四極管 >1GHz，多腔磁控管，大功率速調(diào)管，行波管和前向波管輸出功率

峰值（脈沖）功率Pt與平均功率Pav的關(guān)系：

τ/Tr稱為工作比或占空比。雷達(dá)發(fā)射機——主要技術(shù)指標(biāo)總效率

發(fā)射機輸出功率/總輸入功率信號形式

常規(guī)脈沖、脈沖壓縮波形（含LFM和相位編碼）、調(diào)頻連續(xù)波信號的穩(wěn)定度或頻譜純度

信號的各參數(shù)（如幅度、頻率、脈寬、脈沖重復(fù)頻率）隨時間的變化f0f0+1/τ1/Tr信號譜線離散型寄生譜線分布型寄生輸出雷達(dá)發(fā)射機——習(xí)題簡述雷達(dá)發(fā)射機選擇和設(shè)計時應(yīng)考慮的主要因素。簡述雷達(dá)發(fā)射機的主要功能。第三章第三章雷達(dá)接收機雷達(dá)接收機——組成發(fā)射機接收機保護器收發(fā)開關(guān)天線LNA混頻器中頻放大器中頻增益衰減線性放大器同步檢波器對數(shù)放大器包絡(luò)檢波器相位檢波器LCO視頻放大器AGC中頻濾波器近程增益控制STC穩(wěn)定本振雷達(dá)接收機——主要技術(shù)指標(biāo)靈敏度

接收機靈敏度定義為最小可檢測信號功率Si,min，即接收機可以正常接收并檢測信號的最小信號功率

接收機靈敏度主要受噪聲電平的限制發(fā)射脈沖噪聲目標(biāo)雷達(dá)接收機——主要技術(shù)指標(biāo)工作帶寬

接收機頻率變化范圍

抗干擾性能：需要大帶寬

高靈敏度：窄帶寬動態(tài)范圍

接收機正常工作容許的輸入信號強度的變化范圍

從Si,min-接收機過載時的輸入信號功率中頻的選擇和濾波特性

接收機中頻的選擇：取決于發(fā)射波形、接收機工作帶寬、前端器件性能

濾波特性：匹配濾波雷達(dá)接收機——主要技術(shù)指標(biāo)工作穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定度

工作穩(wěn)定性：當(dāng)環(huán)境（含電源）發(fā)生變化時，接收機性能受影響的程度。

頻率穩(wěn)定度（相參本振）：影響相參積累的性能抗雜波和干擾能力

雜波抑制、頻率捷變。微電子化和模塊化結(jié)構(gòu)

雷達(dá)接收機——接收機噪聲接收機噪聲

熱噪聲：功率N0=kTBn，玻爾茲曼常數(shù)k，噪聲溫度T，噪聲帶寬Bn

天線噪聲：主要包括熱噪聲和宇宙噪聲，當(dāng)接收機電阻與天線輻射電阻匹配時，功率NA=kTABn

等效噪聲帶寬：

雷達(dá)接收機——接收機噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)與噪聲溫度

噪聲系數(shù)：

ΔN：接收機內(nèi)部噪聲在輸出端呈現(xiàn)的功率

等效噪聲溫度（Te）：將ΔN等效為輸入熱噪聲所產(chǎn)生的輸出，則

雷達(dá)接收機——接收機噪聲系數(shù)級聯(lián)電路的噪聲系數(shù)

NiF1,G1,BnSiF2,G2,BnS1N1N2S2雷達(dá)接收機——接收機靈敏度接收機靈敏度

為識別系數(shù)，即接收機輸出端的最小可檢測信噪比

雷達(dá)接收機——接收機的高頻部分與本振AFC接收機的高頻部分

主要包括收發(fā)開關(guān)、低噪放（高放），混頻器等接收機本振的AFC控制電路

鎖相環(huán)（PLL）

雷達(dá)接收機——接收機的動態(tài)范圍及控制電路接收機的動態(tài)范圍

自動增益控制（AGC）

用于對目標(biāo)的自動方向跟蹤

中頻放大器包絡(luò)檢波視頻放大器LPF峰值檢波器UAGC雷達(dá)接收機——接收機的動態(tài)范圍及控制電路瞬時自動增益控制（IAGC）

IAGC的主要作用：使干擾衰減而目標(biāo)的增益不變

干擾持續(xù)期為τn，目標(biāo)脈沖寬度為τ

則小時間常數(shù)電路的時間常數(shù)τi設(shè)計為：τi=(5~20)τ<τn

中頻放大器小時間常數(shù)電路控制電壓放大器控制電壓檢波器Ec入出Ed雷達(dá)接收機——靈敏度時間控制（STC）靈敏度時間控制（STC）

STC的主要作用：抑制近程雜波和干擾

干擾功率距離0控制電壓距離0雷達(dá)接收機——濾波和接收機帶寬匹配濾波器

在所有線性濾波器中，匹配濾波器的輸出信噪比最大，為2E/N0

常規(guī)矩形脈沖的匹配濾波器：

匹配濾波器輸出：2E/N0=A2τ/N0

實際中，只能實現(xiàn)近似匹配

h(t)=s*(t0-t)s(t)+n(t)so(t)+no(t)雷達(dá)接收機——接收機帶寬的選擇接收機帶寬的選擇警戒雷達(dá)

要求高靈敏度，但測距精度要求不高。帶寬選取為：

射、中頻帶寬：BRI=Bopt+Δf;

視頻帶寬：Bv≥Bopt/2

跟蹤雷達(dá)

要求波形失真小?？値掃x取為：

Bo=2~5/τ

雷達(dá)接收機——習(xí)題說明雷達(dá)AGC、IAGC及STC在雷達(dá)接收機中的作用。說明雷達(dá)接收機噪聲的計算方法及其與接收機參數(shù)之間的關(guān)系。說明雷達(dá)接收機靈敏度的定義及其與接收機參數(shù)和識別系數(shù)之間的關(guān)系。

說明匹配濾波器的原理及其在雷達(dá)接收機中的作用。

第四章第四章雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備——主要類型距離顯示器A型顯示器A/R型顯示器J型顯示器

主波目標(biāo)回波距離刻度主波目標(biāo)回波RA主波目標(biāo)回波目標(biāo)回波雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備——主要類型平面顯示器PPI顯示器B型顯示器

雷達(dá)位置距離方位角距離方位角0雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備——主要類型高度顯示器（E顯）綜合顯示器

一次畫面，二次畫面

仰角距離0高度距離0雷達(dá)終端顯示和錄取設(shè)備——習(xí)題說明常用雷達(dá)顯示器的類型及其圖像的含義

第五章第五章雷達(dá)作用距離雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程基本一次雷達(dá)方程

發(fā)射功率Pt，全向發(fā)射→

距離R處的單位面積的功率為Pt/(4πR2)→

目標(biāo)RCS為σ，目標(biāo)反射的功率為

Ptσ/(4πR2)→

目標(biāo)反射后回到雷達(dá)天線處的單位面積的功率為Ptσ/(4πR2)2→

雷達(dá)天線的接收功率為Si=PtσAr/(4πR2)2，Ar為天線孔徑面積→

考慮雷達(dá)發(fā)射天線增益為Gt，則雷達(dá)天線的接收功率為Si=PtσGtAr/(4πR2)2，天線增益與天線孔徑面積之間的關(guān)系：G=4πA/λ2

最大作用距離Rmax對應(yīng)接收機靈敏度Si,min（即最小可檢測信號）

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程目標(biāo)的雷達(dá)截面積（RCS）

目標(biāo)的RCS由目標(biāo)的后向散射系數(shù)σ0和目標(biāo)的幾何面積A確定。

目標(biāo)的后向散射系數(shù)σ0定義為單位面積的RCS。

后向散射系數(shù)由雷達(dá)的工作頻率、目標(biāo)材料、形狀、姿態(tài)角等因素共同確定。

對雙多基地雷達(dá)，采用目標(biāo)的前向RCS和前向散射系數(shù)。

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程接收機靈敏度（最小可檢測信號Si,min）

與最小可檢測信噪比有關(guān)。

最小可檢測信噪比：

接收機噪聲系數(shù)：

M為識別系數(shù)，與發(fā)現(xiàn)概率和檢測概率有關(guān)

匹配接收機Si,minkT0BnFn識別系數(shù)M檢波積累檢測門限雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程用最小可檢測信噪比表示的雷達(dá)方程

考慮到系統(tǒng)損耗L和帶寬校正銀子CB(≥1)，雷達(dá)方程為：

雷達(dá)作用距離——門限檢測檢測方法與門限電平進(jìn)行比較四種判斷及其概率

N-P準(zhǔn)則：Pfa恒定，Pd達(dá)到最大目標(biāo)回波噪聲虛警門限電平描述名稱概率關(guān)系有信號而判決為無信號漏警漏警概率PlaPla+Pd=1有信號而判決為有信號發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)概率Pd無信號而判決為無信號正確不發(fā)現(xiàn)正確不發(fā)現(xiàn)概率

PanPan+Pfa=1無信號而判決為無信號虛警漏警概率Pfa雷達(dá)作用距離——檢測性能與信噪比檢測性能與信噪比虛警概率Pfa的計算

含載波噪聲（即檢波前）為高斯噪聲，其電壓pdf為：

檢波后，噪聲電壓服從瑞利分布，其pdf為：

虛警概率Pfa為：

虛警時間Tfa：發(fā)生虛警的平均時間間隔Pdfv0vT雷達(dá)作用距離——檢測性能與信噪比發(fā)現(xiàn)概率Pd的計算

有信號時，信號+噪聲的電壓分布的pdf為：

發(fā)現(xiàn)概率Pd：Pdfv0vT雷達(dá)作用距離——檢測性能與信噪比檢測曲線

虛警概率恒定時，發(fā)現(xiàn)概率與信噪比之間的關(guān)系。

相互關(guān)系：SNR不變，vT↑→Pfa↓→Pd↓

vT不變，噪聲功率不變→Pfa不變，SNR↑→Pd↑

恒虛警（CFAR）技術(shù)：當(dāng)噪聲起伏（功率變化）時，欲使Pfa不變，則vT應(yīng)隨噪聲功率而自適應(yīng)變化。故CFAR技術(shù)也是自適應(yīng)門限技術(shù)

PdSNR（dB）00.913Pfa=10-6雷達(dá)作用距離——脈沖積累對檢測性能的改善積累的定義

對一個目標(biāo)發(fā)射多個脈沖，則雷達(dá)受到該目標(biāo)的多個回波，對回波進(jìn)行疊加。相參（干）積累與非相參（干）積累相參積累

包括中頻相參積累和I、Q正交雙通道零中頻相參積累

將相位對齊后進(jìn)行疊加（一般采用DFT）。

n個脈沖相參積累后，信號幅度提高到n倍，信號功率提高到n2倍

噪聲具有隨機相位，n個噪聲脈沖疊加，噪聲功率提高到n倍

因此SNR提高n倍。非相參積累

由于檢波器造成信噪比的損失，

n個脈沖非相參積累后，SNR提高n1/2~n倍。雷達(dá)作用距離——脈沖積累對檢測性能的改善積累性能的表征

積累效率：

(So/No)1：單個脈沖檢測多需信噪比 (So/No)n：n個脈沖積累后檢測多需信噪比積累對雷達(dá)作用距離的影響：M→M/n

雷達(dá)作用距離——脈沖積累對檢測性能的改善積累脈沖數(shù)的確定機械掃描（機械掃描天線）

相位掃描（相控陣天線）

相位掃描的積累脈沖數(shù)取決于波束駐留的時間Ts。雷達(dá)作用距離——脈沖雷達(dá)截面積及其起伏特性點目標(biāo)與分布式目標(biāo)

三維分辨單元：ΔR×Δα×Δβ

三維分辨單元大?。害×RΔα×RΔβ

點目標(biāo)：目標(biāo)尺寸<三維分辨單元

分布式目標(biāo)：目標(biāo)尺寸>三維分辨單元點目標(biāo)特性與波長的關(guān)系

對球體：2πr<<λ

，瑞利區(qū)，σ∝1/λ4 2πr≈λ

，振蕩區(qū)，σ振蕩 2πr>>λ

，光學(xué)區(qū)，σ=πr2

一般要求處于遠(yuǎn)場，光學(xué)區(qū)0振蕩區(qū)瑞利區(qū)光學(xué)區(qū)雷達(dá)作用距離——脈沖雷達(dá)截面積及其起伏特性目標(biāo)特性與極化的關(guān)系

極化散射矩陣

復(fù)雜目標(biāo)的雷達(dá)截面積

分解成獨立散射體，然后相干合成

雷達(dá)作用距離——脈沖雷達(dá)截面積及其起伏特性目標(biāo)起伏模型

描述σ起伏的統(tǒng)計規(guī)律斯威林模型 I型：慢起伏（脈間相關(guān)，掃描間獨立），振幅瑞利分布； II型：快起伏（脈間獨立，掃描間獨立），振幅瑞利分布； III型：慢起伏（脈間相關(guān)，掃描間獨立），振幅χ2分布； IV型：快起伏（脈間獨立，掃描間獨立），振幅χ2分布。目標(biāo)起伏對檢測性能的影響

影響檢測性能與最優(yōu)檢測方式起伏模型的改進(jìn)對數(shù)正態(tài)、RICE分布、K分布、Weibull分布、復(fù)合高斯分布

雷達(dá)作用距離——傳播過程中各種因素的影響大氣傳播的影響大氣衰減

氧氣和水蒸氣衰減：主要對λ<10cm

氧氣：22.24GHz，184GHz；

水蒸氣：60GHz，118GHz雨霧衰減

設(shè)晴天雷達(dá)接收的功率為Pr0

電波單程傳播衰減：δdB/km

設(shè)雨天雷達(dá)的接收功率為Pr

雷達(dá)作用距離——大氣折射與雷達(dá)直視距離大氣折射的影響引起測角誤差和測距誤差大氣密度隨高度的增加而下降→電磁波方向向下彎曲（反射率下降、折射率上升）→等效增加視線距離→等效地球曲率半徑增加

最大直視距離：

d0aehaht雷達(dá)作用距離——大氣折射與雷達(dá)直視距離地面或水面反射對作用距離的影響

直達(dá)波與鏡面反射波干涉，引起雷達(dá)的作用距離隨目標(biāo)仰角呈周期性變化；某些方向Rmax=0，該方向構(gòu)成盲區(qū)。

措施采用垂直極化，僅在仰角<2°時，才可能出現(xiàn)直達(dá)波與反射波反相抵消；采用短波長，后向散射增加，同時鏡面反射減少，接近于漫反射在高度上采用分層天線實現(xiàn)盲區(qū)互補

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程的幾種形式二次雷達(dá)方程

二次雷達(dá)，目標(biāo)上有應(yīng)答器

雷達(dá)→目標(biāo)

目標(biāo)→雷達(dá)

要求：R?max≥Rmax，探測距離較一次雷達(dá)增加。雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程的幾種形式雙基地雷達(dá)方程

Ft、Fr分別為發(fā)射和接收方向圖傳播因子，主要由發(fā)射面多徑效應(yīng)產(chǎn)生的干涉效應(yīng)引起。

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程的幾種形式用信號能量表示的雷達(dá)方程

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程的幾種形式搜索雷達(dá)方程

搜索空域立體角?，天線波束立體角β，掃描時間ft，點目標(biāo)駐留時間Td，則

雷達(dá)作用距離——雷達(dá)方程的幾種形式跟蹤雷達(dá)方程

在t0時間內(nèi)連續(xù)跟蹤1個目標(biāo)，并考慮理想相干積累

t0為跟蹤時間。

雷達(dá)作用距離——習(xí)題根據(jù)雷達(dá)距離方程，說明雷達(dá)的最大作用距離與發(fā)射機、接收機、天線及目標(biāo)特性各參數(shù)之間的關(guān)系。什么是恒虛警，描述Pd，Pfa與門限電平vT，信噪比之間的關(guān)系什么是相參積累和非相參積累？為什么積累能改善信噪比？說明積累對最大作用距離的影響。已知某360°環(huán)掃雷達(dá)，天線波束寬度為2°，天線掃描速度為5轉(zhuǎn)/分，當(dāng)重復(fù)頻率為360Hz時，處于空間某一方向的點目標(biāo)的回波脈沖數(shù)是多少？若采用相參積累，則最大作用距離相較積累前有何變化？若雷達(dá)天線高度為5米，對于飛行高度為5km的目標(biāo)，該雷達(dá)的最大直視距離為多少？已知某雷達(dá)波長為10cm，Pt=2MW，G=5000，Si,min=0.05pW，求其對RCS為10m2的目標(biāo)最大探測距離。

第六章第六章目標(biāo)距離的測量目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距測距原理

tr=2R/c→R=ctr/2，通過測量電磁波往返目標(biāo)一次所需的時間tr來測量距離R。

方法主要有：脈沖法，頻率法，相位法脈沖法測距

vn：掃描速度，cm/s；

tp：鋸齒波電壓正程掃描時間； vn=lp/tp→l==2(Rlp)/(ctp)；

回波時刻：

采用脈沖前沿，則易受干擾；

采用脈沖中心，用過零點檢測方式

發(fā)射脈沖目標(biāo)回波距離刻度lpl010203040km匹配接收機包絡(luò)檢波微分過零點檢測門限目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距影響測距精度的因素

?c：電磁波傳播速度的變化； ?tr：延時測量誤差。

主要由大氣折射引起的誤差（電磁波的非直線傳播）

測讀方法引起的誤差

實際距離R0雷達(dá)目標(biāo)視在位置目標(biāo)實際位置距離R目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距距離分辨力和測距范圍距離分辨力

d：光點直徑；

若忽略光點直徑的影響，對脈沖壓縮信號，距離分辨力為：

B：發(fā)射信號帶寬

最大單值測距范圍：

Rmax：最大不模糊距離

目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距判距離模糊方法

R>cTr/2，出現(xiàn)距離模糊，R=c(mTr+tr)/2，判定模糊度m。多重復(fù)頻率判距離模糊

重復(fù)頻率之間滿足關(guān)系：，取m=1。有：

解得：fr1fr2trtr1tr2Tr2Tr1目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距

三重復(fù)頻率判距離模糊——中國余數(shù)定理

設(shè)fr1:fr2:fr3=m1:m2:m3，用三個重復(fù)頻率分別測得目標(biāo)的距離單元號為A1，A2，A3，則目標(biāo)所在的真實的距離單元為：

b1、b2、b3為滿足條件的最小整數(shù)。目標(biāo)的真實距離為：

目標(biāo)距離的測量——脈沖法測距舍脈沖法判距離模糊

發(fā)射高重復(fù)頻率脈沖，每發(fā)射M個脈沖舍棄一個，則回波脈沖每隔M個脈沖缺少一個，根據(jù)缺失回波脈沖的位置判斷模糊數(shù)

從缺失發(fā)射脈沖位置開始，計數(shù)發(fā)射脈沖個數(shù)至某一發(fā)射脈沖后沒有回波脈沖結(jié)束，該計數(shù)值即為模糊度t?rNTr目標(biāo)距離的測量——調(diào)頻法測距調(diào)頻連續(xù)波測距

主要思路：頻率調(diào)制→時間的變化對應(yīng)于頻率的變化→測量收發(fā)的頻差等效于測量收發(fā)的延時→收發(fā)的延時對應(yīng)于目標(biāo)的距離?；祛l器發(fā)射天線放大限幅頻率計調(diào)頻發(fā)射機接收天線耦合信號目標(biāo)距離的測量——調(diào)頻法測距三角波調(diào)制

不考慮多普勒頻率：Tmff0+?ftf00ftfr2R/c0fbfb-fb+fbavt目標(biāo)距離的測量——調(diào)頻法測距

考慮多普勒頻率： LFMCW性能：

距離分辨力：取決于調(diào)頻帶寬

最大不模糊距離：

對調(diào)頻非線性度的限制：非線性度<<?r/Rm目標(biāo)距離的測量——調(diào)頻法測距 LFMCW特點：近距離測量精度高；系統(tǒng)簡單、設(shè)備量少；難以同時測量多個目標(biāo)；收發(fā)隔離困難；作用距離短

典型應(yīng)用：雷達(dá)高度表；防撞雷達(dá)目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理目標(biāo)距離跟蹤

定義：

產(chǎn)生移動時標(biāo)對準(zhǔn)目標(biāo)回波，對目標(biāo)的距離進(jìn)行連續(xù)測量。

方式：人工、半自動、自動人工距離跟蹤

產(chǎn)生移動時標(biāo)的方法：鋸齒波電壓法、相位調(diào)制法鋸齒波電壓法鋸齒波電壓產(chǎn)生器比較電路脈沖產(chǎn)生器觸發(fā)脈沖①②延時脈沖③比較電壓EpEp①②③比較電壓與電位器轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系：Ep=Kθ特點：設(shè)備簡單、測距精度不高目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理相位調(diào)制法

特點：

精度高，但輸出幅度受正弦波頻率的限制，頻率降低時，幅度也降低。無法實現(xiàn)遠(yuǎn)距離跟蹤。復(fù)合法

鋸齒電壓法產(chǎn)生粗測移動距離波門，用相位調(diào)制法產(chǎn)生精測移動距離波門。

正弦振蕩器機械信號脈沖產(chǎn)生器移相電路脈沖產(chǎn)生器基準(zhǔn)正弦波基準(zhǔn)脈沖移相正弦波延時脈沖目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理自動距離跟蹤自動測距系統(tǒng)包含三大部分：自動搜索、自動捕獲、自動跟蹤

時間鑒別器跟蹤脈沖產(chǎn)生器控制器回波脈沖ue=k1(t-t?)u=f(ue)目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理時間鑒別器

比較回波信號與跟蹤脈沖之間的時間差?t=t-t?，并將轉(zhuǎn)換為與之成比例的誤差電壓ue

前波門形成電路回波脈沖處理電路前選通放大器跟蹤脈沖積分電路I積分電路II延時電路比較電路后波門形成電路后選通放大器回波①④④⑥③③⑧⑨⑩ue⑤⑦tttttttttt①②②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理控制器

放大時間鑒別器產(chǎn)生的誤差信號ue，并轉(zhuǎn)換為跟蹤脈沖產(chǎn)生器的控制信號。 簡單放大：E=K2ue=K1K2(t-t?)，E用于控制跟蹤脈沖延時t?，則t?=K3E=K1K2K3(t-t?)，因此，總存在跟蹤位置誤差。

一階閉環(huán)系統(tǒng)：則：對固定目標(biāo)或慢速目標(biāo)，跟蹤脈沖可以對準(zhǔn)回波脈沖。

二階閉環(huán)系統(tǒng)：可以跟蹤恒速目標(biāo)。

因此，自動距離跟蹤系統(tǒng)控制器必須采用積分元件。

目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理跟蹤脈沖產(chǎn)生器

類似于移動時標(biāo)的產(chǎn)生。數(shù)字式自動距離跟蹤

采用數(shù)字比較器實現(xiàn)時間鑒別和距離比較，采用計數(shù)器實現(xiàn)跟蹤脈沖的產(chǎn)生，采用減法器實現(xiàn)控制器的功能。自動搜索和自動捕獲

跟蹤狀態(tài)：要求回波脈沖處于距離脈沖寬度內(nèi)，超出則無法跟蹤 跟蹤之前需要進(jìn)行搜索和捕獲 自動搜索系統(tǒng)：產(chǎn)生一個在0~tmax內(nèi)自動移動的脈沖（搜索脈沖），使之可能與回波脈沖相遇。當(dāng)連續(xù)幾個重復(fù)周期時間鑒別器有輸出時，轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)。目標(biāo)距離的測量——目標(biāo)距離跟蹤原理自動測距系統(tǒng)的特點自動搜索；自動捕獲；自動跟蹤；控制器采用積分元件

目標(biāo)距離的測量——習(xí)題設(shè)雷達(dá)采用雙重復(fù)頻率消除距離模糊。兩個重復(fù)頻率fr1=2000Hz，fr2=2500Hz，設(shè)用fr1測得目標(biāo)距離為7.5km，用fr2測的目標(biāo)距離為22.5km，求目標(biāo)的真實距離。自動距離跟蹤系統(tǒng)應(yīng)具備那些特征？測距的方法有哪些？某常規(guī)脈沖雷達(dá)，脈寬為4μs，fr=300Hz，光點掃描速度vm=0.05cm/km，光點直徑d=0.03cm，收發(fā)開桿時間t0=0.1μs，求(1)距離分辨力與最小探測距離； (2)能否準(zhǔn)確確定250km處目標(biāo)。LFMCW測距，要求距離分辨力為0.5m，最大不模糊距離為2km，則波形的調(diào)頻非線性度應(yīng)低于多少？其調(diào)制帶寬至少為多少？

第七章第七章角度測量目標(biāo)角度的測量——物理基礎(chǔ)雷達(dá)測量目標(biāo)角度的物理基礎(chǔ)

電磁波在均勻介質(zhì)中的傳播的直線性和雷達(dá)天線波束的方向性雷達(dá)天線的方向圖

描述雷達(dá)天線輻射電磁波能量的空間分布

相對于全向輻射的增益稱為天線增益

天線孔徑越大，天線的波束就越窄，天線增益越高

空間波束方向圖θ0F(θ)波束方向圖目標(biāo)角度的測量——測角方法及其比較相位法測角基本原理

利用多個分置天線接收信號，利用不同天線接收信號之間的相位差進(jìn)行測角。

混頻器相位檢波器θ混頻器θdφdsinθθ中放AGC中放AGC本振目標(biāo)角度的測量——測角方法及其比較相位檢波器

功能：將輸入信號的相位差轉(zhuǎn)變成電壓。當(dāng)U2>>U1時，

U1/2U1/2U2φUd1Ud2φUoπ/2-π/20目標(biāo)角度的測量——測角方法及其比較測角誤差與多值性問題

相位差測量誤差與測角誤差之間的關(guān)系。

天線間距d越大，相位測量誤差對測角誤差的影響越小。

d↑→φ>2π，相位檢波器測量相位差φ0<2π，即：φ=φ0+2kπ，從而出現(xiàn)測角模糊。

兼顧測角精度和測角模糊問題的解決辦法：

三天線測角

接收機相位檢波器θ接收機θd12φ12θ接收機θ相位檢波器φ13目標(biāo)角度的測量——測角方法及其比較振幅法測角

主要包括最大信號法和等信號法最大信號法

利用天線波束作圓周掃描時輸出脈沖串受到天線方向圖的調(diào)制的特點，找出脈沖串的最大值出現(xiàn)時刻波束的指向

兩脈沖間的天線轉(zhuǎn)角為：特點：簡單；測量時波束對準(zhǔn)目標(biāo)，信噪比最大，有利于目標(biāo)檢測；測量精度不高，約為θb/5左右；不能判斷目標(biāo)偏離軸線的方向，不利于自動測角。

t目標(biāo)回波幅度0目標(biāo)角度的測量——測角方法及其比較等信號法測角

采用兩個相同且彼此部分重疊的波束，對兩個波束收到的同一個目標(biāo)的回波幅度進(jìn)行比較，確定目標(biāo)偏離等信號軸的方向。

測角方法：比幅法

制定偏角和幅度比值的對應(yīng)關(guān)系表，在測角時進(jìn)行查表。和差法

同振幅和差單脈沖測角。特點：測角精度高，可達(dá)θb/50；可以判目標(biāo)偏角方向，自動測角；

較復(fù)雜；等信號軸方向非目標(biāo)回波最大方向，作用距離減小

OA方向121212OB方向OC方向ABCO12目標(biāo)角度的測量——波束形狀和掃描方法波束形狀和掃描方法

主要包括扇形波束和針狀波束

扇形波束

垂直波束寬，方位波束窄，因此方位分辨力高。常用于搜索雷達(dá)

余割平方波束：同一高度不同距離的目標(biāo)的回波功率基本相同

目標(biāo)角度的測量——波束型形狀和掃描方法針狀波束

水平、垂直波束均較窄，因此方位和俯仰分辨力均高。

但掃過一定空域的時間長，搜索能力差。

掃描方式：螺旋掃描、分行掃描、鋸齒掃描

目標(biāo)角度的測量——波束形狀和掃描方法天線波束的掃描方法機械掃描

利用整個天線系統(tǒng)或其某一部分的機械運動來實現(xiàn)波束掃描。

整體天線運動

饋源不動，反射體運動

饋源運動，反射體不動電掃描

不需要機械運動，電信號控制

相位掃描、頻率掃描、延時掃描

目標(biāo)角度的測量——三坐標(biāo)雷達(dá)三坐標(biāo)雷達(dá)

同時測量R，α，β；大探測空域（同時快速、高精度）；多目標(biāo)同時測量

一般采用針狀波束

要求具有一定的數(shù)據(jù)率（單位之間內(nèi)雷達(dá)對指定探測空域內(nèi)任一目標(biāo)所能提供的數(shù)據(jù)的次數(shù)，對單波束雷達(dá)，數(shù)據(jù)率D=1/Ts）單波束三坐標(biāo)雷達(dá)

必須在方位角和俯仰角兩個方向進(jìn)行掃描多波束三坐標(biāo)雷達(dá)

M個波束，數(shù)據(jù)率可以提高到原來的M倍；但發(fā)射功率必須也提高到原來的M倍。

偏焦多波束，射頻延時線多波束，中頻延時線多波束，脈內(nèi)頻掃系統(tǒng)，數(shù)字多波束形成

目標(biāo)角度的測量——三坐標(biāo)雷達(dá)高度的測量

Raehahtaeβ目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法自動測角的原理與方法

火控系統(tǒng)→目標(biāo)角跟蹤→精確測角→目標(biāo)運動產(chǎn)生測角誤差ε→將ε轉(zhuǎn)換成誤差電壓→產(chǎn)生控制信號→修正天線旋轉(zhuǎn)軸線，使之對準(zhǔn)目標(biāo)。圓錐掃描自動測角系統(tǒng) OO?：等信號軸方向；δ：波束中心偏離等信號軸方向；

ε：目標(biāo)偏離等信號軸方向；

εα：目標(biāo)偏離等信號軸方位角；

εβ：目標(biāo)偏離等信號軸俯仰角；

θ：波束中心軸與目標(biāo)方向夾角

對?AOB，有：

ωsO?OCABDδεβθεαεxyφ0φ目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法圓錐掃描自動測角系統(tǒng)原理

θ隨t作周期變化。若目標(biāo)A位于O點，則θ=δ不隨時間而變化。設(shè)天線方向圖為F(θ)，則接收信號幅度：

在θ=δ附近作泰勒展開，有：

ωsO?OCABDδεβθεαεxyφ0φ目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法測角率（表示單位誤差角所產(chǎn)生的調(diào)制度）：

分解

δ增加→F?(δ)增加→測角率η增加→跟蹤精度增加→但同時等信號軸上的目標(biāo)回波功率減小，波束交叉損失增加目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法圓錐掃描自動測角系統(tǒng)組成：

平時，角跟蹤支路關(guān)閉，只有距離波門來時打開。

目的：避免多個目標(biāo)同時進(jìn)入角跟蹤系統(tǒng)，造成系統(tǒng)工作混亂。發(fā)射機自動距離跟蹤伺服系統(tǒng)距離支路接收機方位角鑒相T/R顯示器俯仰角鑒相目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法AGC電路在圓錐掃描角跟蹤系統(tǒng)中的作用：

目標(biāo)越近（截面積越大），回波幅度越強，Uo增加，Um增加，角靈敏度增加 AGC：用控制接收機的中放增益，使輸出電壓的平均值保持不變

tUUoUm0目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法單脈沖自動測角系統(tǒng)

在一個角平面內(nèi)，同時發(fā)射兩個波束，通過對兩個波束的回波進(jìn)行比較，獲得目標(biāo)在此平面內(nèi)的角誤差信號。理論上只需一個脈沖即可確定目標(biāo)角誤差（相對于圓錐掃描），故稱為單脈沖。

包括比幅（振幅和差）單脈沖和比相（相位和差）單脈沖。振幅和差單脈沖雷達(dá)

角誤差信號：

波束1波束2天線軸向θ0θθ(a).兩饋源重疊波束和波束天線軸向FΣ(θ)0F1(θ)F2(θ)(b).和波束FΔ(θ)0-+差波束天線軸向-+(c).差波束目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法

和差比較器與和差波束：

發(fā)射時，饋送到Σ端，1、2端輸出同相信號，接收時，回波同時被兩個波束接收，Σ端輸出兩信號之和，?端輸出兩信號之差

目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法和差通道的回波幅度分別為：

設(shè)目標(biāo)的誤差角為ε，則對E?在θ=0附近進(jìn)行泰勒展開，有：E?的相位與E1和E2中較大的相同，表明了目標(biāo)偏向較強的波束一邊通過相位檢波器獲得和差之間的相位差。U=KdU?cosφ，

φ=0orπE?的大小則表明了誤差偏角的大小。振幅和差單脈沖雷達(dá)中，和波束用于檢測，并作為比幅測角的比較標(biāo)準(zhǔn)；差波束則主要用于測角。

目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法單平面振幅和差單脈沖雷達(dá)：雙平面振幅和差單脈沖雷達(dá)：在方位和俯仰兩個方向進(jìn)行角跟蹤。通常包括和通道、方位差通道、俯仰差通道和差矛盾：測角靈敏度取決于差斜率，和差波束不能同時達(dá)到最佳采用五喇叭饋源或多模饋源。

混頻器中放自動距離跟蹤相位檢波器AGC本振混頻器中放檢波器視放收發(fā)開關(guān)發(fā)射機伺服系統(tǒng)顯示器?Σ12目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法相位和差單脈沖雷達(dá)

兩天線間距為d，利用行程差引起的相位差測角誤差。

E1E2EΣEΔ混頻器中放90°移相相位檢波器AGC本振混頻器中放檢波器視放收發(fā)開關(guān)發(fā)射機伺服系統(tǒng)測距和顯示?Σ12dθθ目標(biāo)角度的測量——自動測角的原理與方法圓錐掃描系統(tǒng)與單脈沖系統(tǒng)的比較角跟蹤精度

圓錐掃描系統(tǒng)至少需要一個圓錐掃描周期，單脈沖角跟蹤系統(tǒng)只需要一個脈沖即可測量，因此單脈沖系統(tǒng)受噪聲和干擾的影響小，測量精度更高。天線增益和作用距離

單脈沖雷達(dá)不存在波束交叉損失，因此天線增益和作用距離均優(yōu)于圓錐掃描雷達(dá)。角信息和數(shù)據(jù)率

單脈沖雷達(dá)優(yōu)于圓錐掃描雷達(dá)?？垢蓴_能力

單脈沖雷達(dá)比圓錐掃描雷達(dá)更不易受應(yīng)答式干擾的影響。復(fù)雜度

單脈沖雷達(dá)需要多個波束和多路處理，而圓錐掃描雷達(dá)只需一路，因此更簡單。

目標(biāo)角度的測量——習(xí)題說明測角的物理依據(jù)，振幅法測角和相位法測角的基本原理。說明AGC電路在圓錐掃描角跟蹤系統(tǒng)中的作用。說明比幅和比相單脈沖角跟蹤的基本原理。采用三天線相位法測角。已知d12=λ/2，d13=3.5λ，目標(biāo)偏離法線方向θ角，當(dāng)不存在誤差時，φ12與φ13的理論值均為60°。由于實際存在誤差，測得φ12=64°，φ13=66°，求實際的θ角。設(shè)目標(biāo)距離為100km，天線高度為5m，目標(biāo)仰角為2°，求目標(biāo)高度。圓錐掃描角跟蹤系統(tǒng)中，畫出圖中三個目標(biāo)A(1,1)，B(-2,2)，C(0,-3)的接收機輸出脈沖序列。并指出哪個目標(biāo)的調(diào)制深度最大、哪個最小，各視頻脈沖序列的最大值出現(xiàn)在哪個時刻？

x(t=0)yOABCωs=5π

rad/s第八章第八章運動目標(biāo)檢測及測速運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用多普勒效應(yīng)連續(xù)波雷達(dá)

發(fā)射信號：

目標(biāo)回波信號：

對固定目標(biāo)：距離R為常數(shù)，回波與發(fā)射信號之間的相位差為常數(shù)。

對運動目標(biāo)：R(t)=R0-vrt，tr=2R(t)/c，因此，回波與發(fā)射信號的相位差為：

收發(fā)頻率差為：窄帶信號的多普勒效應(yīng)

近似于單載頻常規(guī)脈沖信號的多普勒效應(yīng)

運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用多普勒信息的提取連續(xù)波多普勒雷達(dá)

當(dāng)Ur<<Uo時，UΣ≈Uo+Urcosφ=Uo+Urcos(ωdt-φ0)

相位檢波器的輸出：Urcos(ωdt-φ0)

放大器相位檢波器指示器多普勒濾波器和放大器連續(xù)波發(fā)射機(1)f0(2)(3)(4)(1)f0f0(2)f0f0+fdf0(3)f0f0+fdf0-fdfd(4)f0

fd

Uo

Urtud0f0f0±fd運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用脈沖工作狀態(tài)時的多普勒效應(yīng)

A顯中的動目標(biāo)回波存在蝴蝶效應(yīng)

接收機功率放大器(2)(3)(4)f0f0+fd連續(xù)波振蕩器脈沖調(diào)制器顯示器基準(zhǔn)電壓(1)發(fā)射接收(1)t0Tr(2)0(3)(4)0ttr(3)0t固定目標(biāo)0t動目標(biāo)t(4)0t固定目標(biāo)動目標(biāo)動目標(biāo)固定目標(biāo)(蝴蝶效應(yīng))運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用

連續(xù)的基準(zhǔn)電壓：

回波信號：

相位檢波器的輸出：

收發(fā)相位差：

隔直后的輸出：

相鄰回波脈沖的相位差：

Uo

Ur1tu0

Uo

Uru

Ur2

?φ

固定目標(biāo)：等幅脈沖串

動目標(biāo)：多普勒頻率調(diào)制脈沖串運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用盲速和頻閃盲速

當(dāng)動目標(biāo)的徑向速度為某些值時，其回波經(jīng)相位檢波器后為等幅脈沖串，與固定目標(biāo)相同，A顯示器顯示無蝴蝶效應(yīng)。這些徑向速度的取值稱為盲速。頻閃

對脈沖工作雷達(dá)，相位檢波器輸出的脈沖串的包絡(luò)的頻率與目標(biāo)徑向速度的多普勒頻率存在差異。利用該多普勒頻率進(jìn)行目標(biāo)速度測量將產(chǎn)生速度模糊。產(chǎn)生原因

脈沖工作雷達(dá)相當(dāng)于對連續(xù)波雷達(dá)按照脈沖重復(fù)頻率的采樣。

運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用頻譜分析

出現(xiàn)盲速條件：fd=mfr,m=±1,±2,±3,…。出現(xiàn)頻閃條件：fd>0.5fr

t0-f0f00f0t-f0f00fTr0t-f0f00f連續(xù)波單載頻無限長脈沖串-(f0+fd)f0+fd0f0t動目標(biāo)回波單載頻脈沖0t動目標(biāo)回波檢波器輸出-fd

fd0ffr運動目標(biāo)檢測及測速——多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用矢量圖分析出現(xiàn)盲速條件：fd=mfr,m=±1,±2,±3,…。出現(xiàn)頻閃條件：fd>0.5fr高速目標(biāo)可以從單個脈沖測速，因此無盲速和頻閃現(xiàn)象。

Uo

Ur2tu0

Ur1

?φ

頻閃

Uo

Ur1tu0

Ur2?φ

盲速運動目標(biāo)檢測及測速——動目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理及組成基本工作原理獲得相參振蕩電壓的方法

包括自激振蕩式和主振放大式兩種類型（1）中頻全相參（干）動目標(biāo)顯示

針對主振放大式發(fā)射機。

結(jié)構(gòu)特點：

相參振蕩器，相位檢波器，對消器

功能特點：

頻率穩(wěn)定度高

脈沖功率放大器T/R連續(xù)波振蕩器混頻器中頻相干振蕩器相位檢波器上變頻器對消器脈沖調(diào)制器中頻放大器二次畫面一次畫面f0fcfc相參電壓回波信號f0+fdf1=f0+fc本地振蕩中頻脈沖fc-fd運動目標(biāo)檢測及測速——動目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理及組成（1）鎖相相參（干）動目標(biāo)顯示

針對自激振蕩式發(fā)射機，包括高頻鎖相和中頻鎖相兩種方式。

高頻鎖相：高頻穩(wěn)度要求高Q值，而高Q值的鎖相時間長。

中頻鎖相：能夠克服高頻鎖相的矛盾。

磁控管發(fā)射機T/R定時器混頻器中頻相干振蕩器相干檢波器鎖相混頻器對消器脈沖調(diào)制器中頻放大器二次畫面一次畫面穩(wěn)定本振中頻鎖相磁控管振蕩器T/R連續(xù)波相干振蕩器接收機與相位檢波器定時器視頻脈沖輸出f0回波信號f0+fdf0高頻鎖相運動目標(biāo)檢測及測速——雜波頻譜及動目標(biāo)顯示濾波器目標(biāo)回波和雜波的頻譜特性

雜波頻譜：以fr為周期；

展寬：雜波內(nèi)部運動；

天線掃描調(diào)制；

脈間不穩(wěn)定性；

發(fā)射頻率偏移

雜波抑制：即雜波白化

動目標(biāo)雜波0frfdfdt目標(biāo)地雜波雜波抑制濾波器運動目標(biāo)檢測及測速——雜波頻譜及動目標(biāo)顯示濾波器動目標(biāo)顯示濾波器

對消器：一次對消器，二次對消器，多次相消器，抑制運動雜波濾波器。

對消器階數(shù)越多，濾波器凹口可以設(shè)計得越窄，越有利于低速動目標(biāo)檢測。

一次對消器的頻率響應(yīng)：

抑制運動雜波濾波器的頻率響應(yīng)：

x(n)延時Tr+-xo(n)0frfdfdt目標(biāo)地雜波一次對消器多次對消器x(n)延時Tr+-xo(n)ejφ0fdc+frfdfdt目標(biāo)地雜波抑制運動雜波濾波器fdc運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑盲速、盲相的影響及解決途徑速度模糊：盲速與頻閃

盲速的條件：

n=1時稱為第一盲速。經(jīng)過對消器后輸出為零。

頻閃的條件：fd>0.5fr最大不模糊速度與最大不模糊距離之間的關(guān)系

實際中二者難以兼顧，必須解速度模糊或解距離模糊。

運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑參差重復(fù)頻率消除低盲速

發(fā)射采用多個重復(fù)頻率交替發(fā)射，接收通過對消器時，只有同時滿足兩個重復(fù)頻率出現(xiàn)盲速的條件時才會出現(xiàn)盲速。

設(shè)采用兩個重復(fù)頻率后出現(xiàn)第一等效盲速對應(yīng)的條件為：

式中，n1，n2互質(zhì)。

令Tr1=n1?，Tr2=n2?，當(dāng)不采用參差重復(fù)頻率時，平均重復(fù)周期為(Tr1+Tr2)/2。此時第一盲速為：

采用參差重復(fù)頻率后，第一等效盲速對應(yīng)的多普勒頻率為：

因此，第一等效盲速提高的倍數(shù)為：

t0Tr1Tr2運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑參差重復(fù)頻率對MTI性能的影響

一次對消器的頻率響應(yīng)：

兩個一次對消器的頻率響應(yīng)的合成，引起響應(yīng)的不平坦。

fd01/Tr12/Tr13/Tr14/Tr1fd01/Tr22/Tr23/Tr24/Tr25/Tr2fd0運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑盲相：包括點盲相和連續(xù)盲相

點盲相：

在某些相鄰脈沖回波幅度相等，經(jīng)對消器對消后輸出為0

原因：脈沖雷達(dá)回波是對連續(xù)波雷達(dá)回波的采樣

Uo

Ur1tu0

Ur2?φ

點盲相

對消器輸出為0運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑

連續(xù)盲相：

相鄰脈沖回波幅度幾乎相等，經(jīng)對消器對消后輸出幅度小

原因：在強雜波或干擾背景下，經(jīng)過限幅器后輸出脈沖幅度幾乎不變。

Uc+Uo

Ur1tu0

連續(xù)盲相

對消器輸出很小運動目標(biāo)檢測及測速——盲速、盲相的影響及解決途徑解決盲相方法：

盲相的根本原因是對消器輸出為相鄰重復(fù)周期回波信號差矢量在基準(zhǔn)電壓方