南京理工大学雷达原理课件0-2章(6in1彩色)

1雷达原理第0章课程介绍第1章绪论课程介绍•课程介绍–课程定位：•雷达技术入门课程•雷达专业系列课程先导基础课程•初步的工程实用技术训练–先修课程：•大学物理、信号与系统、数字信号处理、高等数学、随机信号处理基础、电磁场与电磁波–后续课程：•雷达信号分析与处理、现代雷达技术（研）第1章绪论课程介绍•课程介绍（续）–课程目标：•掌握雷达系统基本组成、设计方法•掌握经典脉冲雷达基本工作原理及其物理依据•了解现代雷达新技术、新体制及发展趋势•巩固、综合先修课程相关知识，强化物理概念•初步习惯工程思维方式，会解读公式与图表•激发专业兴趣，奠定专业基础第1章绪论课程介绍•课程介绍（续）–教学内容：•软件：雷达基本工作原理，重点介绍雷达测距、测角、测速的主要方法•硬件：雷达系统基本组成，重点介绍雷达系统发射机、接收机、天线、信号处理等功能模块•系统：雷达系统分析与设计方法，重点介绍雷达方程的运用与雷达系统主要参数的估算•行业：简要介绍现代雷达技术及其发展动向第1章绪论课程介绍•课程介绍（续）–授课教师•许志勇[e-mail]–学习方法•课前预习、课堂释疑、课后及时复习和泛读•平时网络教学互动，考前重点复习–纪律要求•缺交作业1/4或旷课1/3，取消考试资格第1章绪论课程介绍•课程介绍（续）–考核方法•（平时20%+期末80%+5分附加）×难度系数，100分封顶。Top20=90分•平时成绩：课后作业。–成绩分布•优秀（90分）=20%，不及格=15%–上届成绩统计分数=9080-8970-7960-6960平均人数3045402613154百分比19.429.025.816.89.075.822第1章绪论课程介绍•参考资料–丁鹭飞、耿富录，《雷达原理（第三版）》，西安电子科技大学出版社（教材）–GeorgeW.Stimson,《机载雷达导论（第二版）》，电子工业出版社（推荐前半部）–MerrillI.Skolnik,《雷达系统导论（第三版）》（英文版），电子工业出版社（推荐学有余力）–《信息化战争的火眼金睛（第二版）》（系统）–中航雷达与电子设备研究院，《雷达系统》，国防工业出版社（教材替代）–MerrillI.Skolnik,《RadarHandbook》雷达原理第1章绪论第1章绪论初识雷达•初识雷达–RadiodetectionandrangingRadar无线电探测与测距无线电定位，遥感2τc＝第1章绪论初识雷达•雷达的定义–利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射来探测目标，获取目标的空间坐标、速度、特征等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷达站或雷达机，简称雷达•二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）•转发：二次雷达（导航）•固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随机热运动电磁辐射（导引头）第1章绪论初识雷达•雷达的定义（续）–类似系统•Ladar：激光探测与测距，激光雷达•Sonar：声呐，水声探测与测距，水下•Sodar：声达，大气声探测与测距，气象•其它：红外、次声、振动…–雷达优点（与声、光等类似系统比）•作用距离远；全天候；灵敏度高；精度高–雷达应用•探测地面、海面、空中、太空、地底的目标第1章绪论初识雷达•目标定位与雷达坐标系–目标定位信息：•斜距R：雷达至目标直线距离•方位角θ：水平面上与参考方位的夹角•俯仰角ϕ：垂直面上与水平投影的夹角俯角、仰角、高低角–三维极坐标系常用、直接3第1章绪论初识雷达•目标斜距的测量–利用回波信号往返于雷达与目标之间的用时–提高测距精度和分辨力的措施第1章绪论初识雷达•目标角度的测量–雷达天线具有方向性（指向性）–提高测角精度和分辨力的措施第1章绪论初识雷达•目标径向速度的测量–运动目标回波信号的载频产生多普勒频移–采用斜距变化率，精度低–提高测角精度和分辨力的措施–区分运动目标和杂波，目标背离，目标接近0000)()/(2)(⎩⎨⎧=rrrdvvmsmvHzfλ第1章绪论初识雷达•雷达回波中的其它可用信息–目标特性•大小、形状、表面粗糙度、介电特性……–目标尺寸的测量•提高斜距分辨力•提高切向距离分辨力（角度分辨力）•合成孔径(SAR)雷达、逆合成孔径(ISAR)雷达–目标形状的测量•为目标识别提供信息•雷达成像、雷达断层扫描、对称性量度第1章绪论雷达的概念•目标尺寸的测量–提高斜距分辨力–提高切向距离分辨力（角度分辨力）–合成孔径(SAR)雷达、逆合成孔径(ISAR)雷达•目标形状的测量–为目标识别提供信息–雷达成像、雷达断层扫描、对称性量度第1章绪论初识雷达•雷达重要应用–军事：监视、火控、制导、成像–遥感：气象、天体、浅地探查、海洋冰面成像–空管：机场空中与地面交通、航线、气象–安全：交警测速、驾车安全、入侵者探测–空航：恶劣气象避让、地形避让与跟随、测高–海航：避撞、浮标观测、港口与河道交通监视–航天：飞船导航、天体观测–其它：非接触测量、油气勘探、生态研究…4第1章绪论初识雷达•各式雷达第1章绪论初识雷达•川藏线上的我军高原雷达站•我军地空预警雷达阵地第1章绪论初识雷达•美军装备的铺路爪相控阵雷达•J-xx相控阵雷达第1章绪论初识雷达•中国气象雷达第1章绪论初识雷达•地埋管线探测雷达第1章绪论初识雷达•维拉(VERA-E)无源雷达5第1章绪论雷达的前世今生•雷达的前世今生：声防空系统，二战前•声防空系统↑–英国皇家警戒民防部队，30年代•炮瞄声定位器↓–日本皇军，30年代第1章绪论雷达的前世今生•雷达的前世今生：大型防空声镜，二战前•防空声定位墙↑–英国Kent，长200英尺测角精度1.5o，探测距离达30英里，1930年•防空声定位碟↓–英国Kent，高30英尺，1928年第1章绪论雷达的前世今生•雷达的前世今生：世界雷达史–1864，发表电磁场（EM）的Maxwell理论–1885-88，德国Hertz实验证明Maxwell电磁场理论，观察到金属物体能反射无线电波–1904，首个单基地脉冲雷达专利，舰船防撞–1920，意大利Marconi实现无线电目标探测–1922，美国首个双基地CW雷达，发现信号起伏–1936，美国海军实验所发明天线收发开关（环形器），雷达两大发明之一，实现收发共用天线–1940，英国伯明翰大学发明高频大功率磁控管，雷达两大发明之一，实现远距离探测第1章绪论雷达的前世今生•雷达的前世今生：世界雷达史（续）–二战期间，加速发展，距离更远，受气象影响小•意大利教授U.Tiberio建立雷达方程•美、德、苏、英、意、日、法等重大贡献–二战后，高速发展期，雷达新技术大量涌现•复杂雷达波形；MTI雷达；MTD雷达；单脉冲雷达；脉冲压缩技术；SAR与ISAR；相控阵天线电扫描；HF超视距雷达；雷达识别技术–数字信号与数据处理，变更多理论潜能为现实•1957，Howell发明对消干扰的自适应天线•STAP；智慧（KB）雷达第1章绪论雷达的前世今生•美海军“小鹰”号航母4架E-2C预警机中队第1章绪论雷达的前世今生•日本航空自卫队E-767大型空中预警机–航程达1万多公里，可连续飞行13小时，能探测300公里远低空目标，800公里范围内高空目标6第1章绪论雷达的前世今生•雷达的前世今生：中国雷达史–抗战胜利后，国民党政府接收日军遗留的100多部雷达（大部分已损坏）–1946，南京建特种电信器材修理所，1950年改为雷达研究所，后又改为第一电信技术研究所–1953前，修配阶段，修配美、