HotZ-雷达原理与系统-第一章-绪论part1

雷达原理与系统主讲：周云副教授2013-2014学年第二学期2020/3/102周云科研1号楼[e-mail]研究方向：雷达系统与雷达信号处理科研团队：雷达系统与数字化技术团队雷达概念RadarRadioDetectionandRanging无线电探测和测距基本功能利用目标对电磁波的散射而获得目标的信息目标信息距离速度角位置目标尺寸形状目标识别2020/3/103集中体现了现代电子科学技术各种成就的高科技系统雷达回波可提供的信息一般雷达功能1.距离2.速度3.角度方向4.目标尺寸信号分析与散射反演5.目标形状与成分6.运动部分7.材料构成2020/3/104(根据脉冲时延)(根据多普勒频移)(根据天线指向)(回波的调制特性)随着雷达实现功能的拓展,雷达的复杂性(成本与尺寸)不断增加雷达发展史I.诞生（1937年之前）II.二战时期（1938～1945）III.蓬勃发展（20世纪50～60年代）IV.新体制新技术（20世纪70～至今）2020/3/105雷达发展史-I电磁波发现(产生、接收和散射),18882020/3/106海因里希·鲁道夫·赫兹HeinrichRudolfHertz1857年2月22日－1894年1月1日(里程碑)RADARFAMILYTREEJamesClarkMaxwell-HeinrichRudolfHertz-GuglielmoMarconi-ChristianHuelsmeyerHansE.Hollmann-RobertWatsonWatt雷达发展史-I原始的船用防撞雷达(Telemobiloscope),19042020/3/107克里斯琴·赫尔斯迈耶ChristianHuelsmeyer“UnluckyFellow”雷达发展史-I无线电发明,18962020/3/108古列尔莫·马可尼GuglielmoMarconi1874年4月25日－1937年7月20日1896年在英国进行了14.4公里的通讯试验成功，并取得专利。1901年12月12日，马可尼的研究小组，在加拿大纽芬兰接收到从英国发送出来的第一个横跨大西洋的无线电信号。1909年，与布劳恩一起获得诺贝尔物理学奖，这是表彰他在无线电通信方面作出的贡献。1922年,提出一种船用防撞测角雷达的建议。雷达发展史-I“现代”雷达诞生，1928～19402020/3/109汉斯·埃里克·霍尔曼HansErich(Eric)Hollmann1899年11月4日—1960年11月19日FatherofModernRadarandMicrowaveTechnology1934，builtthefirstradarfordetectingships.Theradaroperatedon50cmwavelengthandcouldfindshipsupto10kmaway.1935,apulseradarwasdevelopedwithwhichtheycouldspottheshipthe“Koenigsberg”8kmaway.Amagnetronhadbeentriedbutthefrequencywasnotstable,andassuch,tubeswereused.Awavelengthof60-80cmwasusedsothesenderandreceivercouldbespacedclosetogether.Anairplaneataheightof500mandadistanceof28kmcouldbeseen.By1935,theyhadbuiltthefirstsuccessfulradarunit.Forshipbornapplication,theyusedthesameradarsystem,exceptthattheshipbornsystemoperatedonawavelengthof80cminsteadof1.8-2.0m.ThelandbasedradarwascalledFreyaandtheseabornradarwascalledSeetakt.FreyaSeetakt雷达发展史-I2020/3/1010建立第一套防空雷达系统，1937罗伯特·沃森·瓦特RobertWatson-Watt1892年4月13日–1973年5月12日接收塔高70米，发射塔高100米operatedatafrequencyof22MHz(13.6mwavelength)andaircraftat3km-150kmcouldbespottedingoodweather.Above,thelargestationarytowerofaCHRDFsystemisseenwithseveralCHLandCDantennas.TheCHreceivertowerswere240feet(73m)highandmadeoutofwood.Thetransmittingtowerswere360feet(100m)highandmadeoutofsteel.Thereceivertowerswerehundredsofyardsfromthetransmittingtowers.雷达发展史-II二战时期，雷达大放异彩二战爆发前，英国已有20余部“HomeChain”雷达投入使用，对德国轰炸机提供了有效的预警1938年，美国研制出SCR-268防空火控雷达，其升级版SCR-270/271预警雷达在珍珠港偷袭中探测到了日军的飞机1939年，H.A.H.布特和J.T.兰道尔制成了完全达到实用标准的多腔磁控管，从而使得大战中美国的分米级别雷达技术突飞猛进。二次大战中出现了针对雷达的电子对抗装备（侦察、干扰）2020/3/1011雷达发展史-III50年代，雷达是探测与控制飞机、导弹、人造卫星以及宇宙飞船等的重要手段60年代，反洲际弹道导弹系统提出了高精度、远距离、高分辨率和多目标测量的要求相控阵雷达(PhasedArrayRadar)、地波超视距雷达(OTHR)2020/3/1012AN/FPS-115“铺路爪”AN/SPQ-11“朱迪眼镜蛇”弹道导弹防御场景雷达发展史-IV进入20世纪70年代,在需求牵引下，出现了许多新体制新技术雷达2020/3/1013星载/机载合成孔径雷达(SAR)逆合成孔径雷达(ISAR)/干涉合成孔径雷达(InSAR)机载预警雷达(AEWR)双多基雷达/分布式雷达低截获雷达(LPIRadar)天波超视距雷达(OTHR)多输入多输出雷达(MIMO)…当前雷达面临的“四大威胁”电子侦察与干扰低空、超低空的飞机和导弹隐身飞行器反辐射导弹2020/3/1014采用新技术新体制应对挑战参数捷变或自适应捷变技术：频率、波束、波形、功率、重复频率功率合成、匹配滤波、相参积累、恒虚警、大动态线性检测器、多普勒滤波、自适应滤波等低截获概率技术、极化信息处理技术、扩谱技术、超低副瓣天线技术、多波形设计、数字波束形成技术等2020/3/1015采用新技术新体制应对挑战无源雷达、双多基地雷达、相控阵雷达、机/星载预警雷达、稀布阵雷达、多载频雷达、噪声雷达、谐波雷达、微波成像雷达、毫米波雷达、激光雷达、冲击雷达等与红外技术、电视技术等构成一个以雷达、光电和其它无源探测设备为中心的综合空地一体化探测网2020/3/1016新体制雷达：脉冲多普勒、脉冲压缩、相控阵、三坐标、合成孔径雷达等内容(56学时)雷达原理(24)+雷达系统(24)+实验（8）2020/3/1017《雷达原理》（基本工作原理）雷达方程、发射机、接收机目标位置参数测量终端显示与录取；动目标检测雷达分机和测量方法（测距、测角、测速）《雷达系统》理论部分回波信息的有效检测对检测信号参数读取检测理论估值理论教学方式课堂授课（考勤、作业）闭卷考试课程设计雷达实验2020/3/1018参考书籍《雷达手册》，M.I.Skolnik《雷达信号理论》,林茂庸《雷达系统分析》,张有为2020/3/1019教材《雷达原理》，丁鹭飞《雷达系统》第四版,张明友、汪学刚