06-雷达及雷达信号的监测-黄标

雷达及雷达信号的监测国家无线电监测中心黄标[e-mail]内容•雷达–雷达的定义–雷达信号的频段及应用–雷达信号的类型–雷达方程、测距和测速•雷达信号的监测–雷达信号的特征–雷达信号的参数–频谱分析仪监测雷达信号•后续的雷达信号分析雷达概述•雷达定义–RadioDetectingandRanging–无线电探测和测距雷达的分类•雷达：军用雷达和民用雷达•按承载物：陆基雷达、机载雷达、空载雷达和船载雷达；•按用途：天气雷达、预警雷达、搜索和警戒雷达、监视雷达、火控雷达、制导雷达；•按波形：连续波雷达和脉冲雷达雷达信号的频段及应用民用雷达的应用•气象系统–天气雷达：S频段、C频段和X频段--对灾害性天气的监测和预警--定量估测大范围降水--获取风场信息--改善高分辨率数值预报模式的初值场沿海地区，暴雨台风多，S频段为主；内陆地区，一般性降水，C频段为主•气象探空雷达（二次测风雷达）：1675±6MHz/1676.5±6MHz•风廓线雷达（用于测风）：1270-1375MHz民用雷达的应用•民航系统，主要用于空中交通管制–一次监视雷达（PSR）•航路监视雷达（ARSR）：远程搜索，L波段，主要用于区域管制，监视连接各机场之间的航路上和航路外飞机的活动情况，作用距离300～500km。•机场监视雷达（ASR）：中近程搜索（机场终端区调度雷达），S波段，探测以机场为中心、半径110～150km范围内的各种飞机的活动情况。–二次监视雷达（SSR）–精密进近雷达（PAR）：安装于跑道一侧，X波段，监视和跟踪飞机的起降，作用距离20～50km。–地面活动监视雷达（SMR）：监控机场地面上飞机和各种车辆的运动情况的高分辨雷达，一般工作在X～Ka波段，作用距离为2～5km–气象雷达（WR）民用雷达的应用•交通测速雷达–Xband（10.525GHz±50MHz）：警车测速拦截雷达，测速距离为150-4750m，最高速范围介于200-300km/h。–Kband（24.150GHz±100MHz，24.125GHz）：分为警车测速拦截,固定式测速照相,手持雷达枪以及流动三脚架测速照相等，最短测速距离为150m,国内应用较多。–Kuband（13.450GHz):按架设方式可分为落地型，三脚架型以及伪装车（警车）型，速度20Km-250Km，最短侦测距离18m，国内流动照相系统主流。–Kaband(33.40-36.00GHz）：国内主要为流动三脚架和手持雷达枪。无线电测高仪•工作体制：调频连续波•工作频率：4200-4400MHz•发射功率：几百毫瓦•高度：一般小于1000米连续波雷达信号•简单连续波雷达信号–通过测量多普勒频移测量被测物体速度，如超速拍照–没有距离信息–适合发现低空目标–低截获率•调频连续波雷达信号–可以测试距离•连续波雷达信号约占雷达信号的10%（如无线电测高仪,测速仪等）脉冲雷达信号•简单脉冲雷达信号：只能测试距离，无速度信息。•脉冲多普勒雷达信号：通过多普勒频率得到速度信息，变脉冲重复频率技术可以解决速度盲区。•脉冲压缩雷达信号：利用脉内调制，解决雷达测试距离与测试分辨率之间的矛盾。•线性调频•非线性调频•相位编码•多相调制•频率捷变雷达信号：提高雷达的抗干扰能力。•捷变频雷达•步进变频雷达常用的三种脉冲雷达信号•固定载频矩形脉冲调制信号波形，图中τ为脉冲宽度，T为脉冲重复周期；N个脉冲。常用的三种脉冲雷达信号•线性调频信号常用的三种脉冲雷达信号•相位编码脉冲压缩雷达中使用的相位编码信号(图中所示为5位巴克码信号)，这时表示τ0子脉冲宽度雷达方程（脉冲雷达信号）•宽脉冲测试距离远，但分辨率低；窄脉冲则反之测距和不模糊距离雷达R2TcR△PRI△T发射脉冲接收脉冲2)PRI(cRu最大不模糊距离：PRI=1000us,Ru=150kmPRI=100us,Ru=15KmPRI=10us,Ru=1.5km距离分辨率•可分辨两物体的最小距离B2cRB=5MHz，30m；B=1GHz，15cm测速和不模糊速度•雷达使用多谱勒频率来提取目标的径向速度。•最大不模糊速度假设频率＝10GHz,最大不模糊速度：PRI=1000us,Vu=15m/s；PRI=100us,Vu=150m/sPRI=10us,Vu=1500m/s雷达RVdf2cV)PRI)(RF(2cVu提高最大作用距离提高测距分辨力具有大的不模糊测距能力具有大不模糊测速能力提高发射功率，增大脉冲宽度减小脉冲宽度（增大脉冲瞬时带宽）采用低重频信号采用高重频信号提高发射功率，增大脉冲宽度采用脉冲压缩技术，增大脉冲瞬时带宽采用重频变化技术，如参差，解距离模糊采用重频变化技术，如参差，解速度模糊内容•雷达–雷达的定义–雷达信号的频段及应用–雷达信号的类型–雷达方程、测距和测速•雷达信号的监测–雷达信号的特征–雷达信号的参数–频谱分析仪监测雷达信号•后续的雷达信号分析雷达信号的特征时间域频率域高重复率窄脉冲高重复率宽脉冲低重复率宽脉冲低重复率窄脉冲ttttf|A|f|A|ff|A||A|1PW脉冲重复间隔(PRI=1/PRF)脉宽(PW)1PW脉冲重复频率连续波雷达信号的特征依据发射的连续波的不同而不同雷达信号的特征•雷达信号的梳状谱中的参数关系–脉宽（τ）决定梳状谱的零点（关系如图）–梳状谱谱线间隔由脉冲周期（T）决定（=1/T）–脉冲峰值功率=主谱线的最大读数-20*log（τ/T）–频谱仪显示梳状谱的条件•RBW远小于1/T（PRF）•对窄脉冲低重复周期雷达信号，频谱仪将会显示变慢很多雷达信号的参数•脉冲参数：–脉冲幅度（PA）–脉冲宽度（τ或PW）–脉冲重复周期(PRI或T)–（脉冲重复频率(PRF））–载频•脉内特征参数–调制类型–特征参数雷达信号的参数•线性调频雷达信号的脉内特征：雷达信号的参数•相位编码雷达信号（2相）的脉内特征：频谱分析仪监测雷达信号•雷达信号的判定与识别–频域判定•依据被测信号的载频和频谱判定–时域判定•依据被测信号的载频和时域特性判定与识别–脉内调制判定•依据被测信号脉内调制特性判定与识别频谱分析仪监测雷达信号•根据频段，设置RBW/VBW=0.1•当频谱仪RBW1/T（脉冲重复频率PRF）时，频谱仪可有效分辨出脉冲调制信号的每根谱线。•脉冲调制信号峰值功率=脉冲频谱载波功率–20lg（τ/T）•RBW太小，测试时间很长频谱分析仪监测雷达信号•当频谱仪RBW1/T时，频谱仪不能分辨出每根谱线；•不能展现完整频谱，且抖动；•增大扫描时间或利用maxhold可测脉冲宽度，此时表现为包络谱。频谱分析仪监测雷达信号•根据频段初步判断，用示波器和频谱仪0SPAN可以对被测信号进行时域分析；•可直接测试脉冲调制参数和脉冲峰值功率,注意应该把RBW和VBW设置在合适的数值上,以正确反映脉冲信号的上升/下降沿。频谱分析仪监测雷达信号•只能根据频率、频谱和时域定性初步判断；•只能初步测试单脉冲固定信号•不能进行脉内分析•不能区分信号类型•要进行脉内分析和区分信号信息，进一步分析雷达信号，需要：新的设备和软件！内容•雷达–雷达的定义–雷达信号的频段及应用–雷达信号的类型–雷达方程、测距和测速•雷达信号的监测–雷达信号的特征–雷达信号的参数–频谱分析仪监测雷达信号•后续的雷达信号分析后续的雷达信号分析•雷达信号的PRI分析，以识别雷达信号的类型–PRI的大小是确定应对侦收雷达信号的依据•高PRI意味着紧急事态，如导弹攻击•脉冲分选，判定不同的雷达信号•发射机指纹识别：捕获雷达发射机开机瞬间脉冲串•脉内调制分析判定：–线性调频雷达信号–非线性调频雷达信号–相位编码雷达信号–多相调制雷达信号–捷变频雷达信号–步进变频雷达信号问题？谢谢！