雷达基础知识

雷达基础知识内容提要•雷达是什么•雷达的特点和功能•雷达的基本工作原理•基本单元•雷达波段•雷达的分类•雷达检测什么是雷达•雷达是利用目标对电磁波的反射、应答或自身的辐射以发现目标的多种电子设备所构成的一个整体。–一次雷达•利用目标电磁波的反射而发现目标的雷达•一次雷达是使用得最多的一种雷达–二次雷达•通过对询问信号的应答而发现目标的雷达–被动雷达•利用目标自身的电磁辐射来发现目标的雷达雷达的特点和功能•特点–作用距离远–受气象条件的影响不很大•功能–发现目标–测量目标的座标和运动参数–识别目标的类型–对目标进行跟踪雷达的基本工作原理•基本原理–当电磁波在空间传播时遇到目标，一小部分高频能量被目标反射回来，到达接收天线，进入接收机。观测人员可以通过接收机的输出来判断目标是否存在。图2-1雷达的基本工作原理•测距tRRctR21=雷达的基本工作原理•角坐标测量雷达的基本工作原理•径向速度测量–多卜勒效应002rdrvffffcv=−=+回波信号的频率和发射信号频率之间的差值fd，就可以求出目标的径向速度vr基本单元•发射机–发射机产生射频（RF）信号•天线–天线的基本任务是在自由空间和雷达内部传输线之间耦合能量•发射天线：把来自发射机的射频能量转量换为所需形状的波束照射到所希望的空间范围内。•接收天线：接收特定方向来的电磁能量并传送此能量到接收机。•接收机–拾取从天线传送来的射频能量，并把它处理成为适合于所用显示器的形式。•显示器–显示目标在某一坐标系统中的位置。雷达波段•Ｌ波段（1000－2000MHz）–警戒雷达最常用的波段–作用距离远–外部噪声较低–天线的尺寸并不太大–角分辨率较好•Ｓ波段（2000-4000MHz）–中距离的警戒雷达和跟踪雷达均可使用这一波段–可用合理的天线尺寸得到较好的角分辨率–动目标显示的性能比Ｐ波段要差–电磁波的传播受气条件影响已变的明显起来雷达波段•Ｃ波段（4000-8000MHz）–性能是Ｓ波段Ｘ波段的折中。–中距离的警戒雷达可以使用这个波段。–常用于船舶导航、导弹跟踪和武器控制等。•Ｘ波段（8-12.5GHz）–雷达的体积小，波瓣窄，适宜于空用或其他移动的场合。–多卜勒导航雷达和某些武器控制都采用这个波段的雷达。雷达波段•Ku,K和Ka波段（12.5–40GHz)•毫米波波段(40GHz)•共同特点–是天线尺寸小–窄波瓣，角分辨率高–电磁波在大气中传播时的衰减大–高频器件能够产生的功率不大，雷达的作用距离短。雷达的分类•警戒雷达–主要任务是在尽可能远的距离上发现目标–作用距离远：•常用警戒雷达的作用距离约为500km。•对洲际导弹的预警雷达，作用距离要求达到5000km。–能够测量目标的距离和方位，测量的精度要求不高。雷达的分类•指挥引导雷达–引导飞机去执行任务。–要求雷达能精确地测量目标的距离、方位和高度，并能进行必要的引导计算。–作用距离比警戒雷达要短一些，一般在200-300km。雷达的分类•炮瞄雷达–控制火炮对目标进行跟踪，以实现准确的射击。–必须连续而准确地测定目标的坐标，并迅速把数据传递给火炮。–作用距离较近，只有几十公里，但测量的精度要求高。雷达的分类•制导雷达–控制自己发射的导弹飞行过程，要不断地测量导弹的飞行情况，以实现控制。•截击雷达–用于歼击机上的雷达。–当歼击机根据地面的引导，接近攻击目标，进入有利空域时，就利用装在机上的截击雷达，准确地测量目标的位置，发起攻击。–作用距离短，但测量的精度高。雷达的分类•轰炸瞄准雷达–装在轰炸机上，给飞行员提供轰炸瞄准的指示信号。•气象雷达–用来测量暴风雨的位置，跟踪它的移动路线。•空中交通管制雷达–对航路上和机场周围的飞机都要实施严格的管制•航路监视雷达•场面监视雷达雷达检测•信噪比–信噪比定义为信号振幅S与噪声均方值Ｎ之比，可写为S/N。雷达检测•判定过程–人工检测方法–自动检测方法中放中放输入检波检波视放视放显示器显示器中放中放输入检波检波视放视放分层分层积累积累判定判定输出雷达检测•发现概率–有目标存在，检测器判定有目标，这种事件发生的概率，用Pd表示。•虚警概率–没有目标只有噪声存在，检测器也判定有目标，这种错误事件发生的概率，用PN表示。∑∑===NkkNkkNTtP11雷达检测•发现概率Pd与虚警概率PN和信噪比的关系–PN一定时，S/N增加=Pd增加–S/N一定时，PN增加=Pd增加，PN减小=Pd减小•雷达设计师的任务•给定虚警概率，设法提高信噪比以提高发现概率。•飞机设计师的任务•设法降低信噪比S/N以降低被雷达发现的概率。