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模拟题2答案一、填空（每空1分，总共25分）1．选择题（每题2分，共计20分）1.1英文“Radar”（音译雷达）的中文含义无线电探测和测距。1.2雷达发射机可以分为两类，它们分别是单级振荡式和主振放大式。1.3某雷达的脉冲宽度为1μs，脉冲重复周期为1ms，发射功率为100KW，平均功率为___10W_______。1.4某警戒雷达发射脉冲为脉宽为1μs的矩形脉冲，接收匹配滤波器采用矩形滤波器，最佳带宽脉宽积为1.37，不考虑剩余失谐，则接收机中频通道的最佳带宽为____1.37MHz__。1.5雷达脉冲积累对雷达检测性能有所改善，M个脉冲的相参积累可以是雷达信号的输出信噪比提高M倍。1.6某脉冲雷达脉冲宽度为1.5微秒，则其最小可分辨距离为：225米。1.7某PPI显示器为了避免15Km内的地物杂波在显示器上显示，则实现时距离扫略电流应该延迟100微秒后提高起始电流强度开始。1.8一维直线移相器天线阵，阵元数目是20，发射信号波长是λ，阵元间距是2/λ=d，则偏离法线45°方向上雷达天线方向图的半功率波束宽度是_7.18__度。1.9若雷达探测的目标是一架飞机，雷达的发射频率是1，若飞机以100m/s的速度绕雷达做圆周运动，则雷达接收到的目标回波信号的频率是GHz1000MHz。1.10脉冲多卜勒雷达的脉冲重复频率为Hzfr1000=，对动目标进行检测，其多卜勒频率为，能够出现盲速的最小多普勒频率等于df500Hz。二、采用多基线相位法测角，示意图如下，目标偏离法线夹角是θ，1阵元与2阵元之间的间距2/12λ=d，1阵元与3阵元之间的间距λ413=d，相位计测得，，求具有高的测角精度的D5012=ϕD5413=ϕθ角。（15分）解：要想求具有高的测角精度的θ角，需要采用多基线测角。2/12λ=d，λ413=d，，D5012=ϕD5413=ϕDD4143603601312131213=+⎟⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎜⎝⎛××ϕϕϕddINT＝接θ收机接接收机收机第1页共6页12312ϕ13ϕ第2页共6页（8分）D7.164360414arcsin360arcsin1313=⎟⎠⎞⎜⎝⎛××=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×=λλλϕθd（7分）三、已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度Sx＝0.05cm/V，量程Rmax对应扫略线长度lmax=21cm，标尺系数m=0.1cm/Km，现保证全程测量，采用A/R显示方法，将90Km~105km一段标尺系数扩大8倍，R扫描起始点距离A扫描起始点cml4=Δ，目标距离雷达站97.5Km。A/R扫描回程时间sμ1试求解：（1），画出加于x偏转板、y偏转板上的偏转信号和加于阴极上的辉亮信号，标明锯齿电压的斜率，对准时间关系；（10分）（2）若目标距离雷达站275Km，雷达对目标处于稳定跟踪状态，忽略扫描回程影响，画出Y上偏转信号，给出回波信号与发射脉冲之间的延迟时间。（5分）解：（1）VVcmcmSlVx420/05.021maxmax===KmKmcmcmmlR210/1.021maxmax===R显扫描起始时刻：sCKmtμ6009021=×=R显扫描终止时刻：sCKmtμ70010522=×=R显起始电压：VVcmcmSlVxR80/05.041==Δ=R显电压变化量：VVcmKmcmKmSRmVx240/05.08/1.015=××=Δ=Δρ目标延迟时间：ssmKmCRtrμ650/1035.97228=××==A显电压斜率：sVCRVTVμ/3.0/2420maxmaxmax==R显电压斜率：sVssVTVμμμ/4.2600700240=−=ΔΔR显起始时的A显扫略电压：VsVsTVtVA180/3.0600maxmax11=×=×=μμR显结束时的A显扫略电压：VsVsTVtVA210/3.0700maxmax22=×=×=μμA/R显图形、电压、时间对应关系如图（2）目标与雷达之间的距离超出无模糊测距范围，对应的距离为：KmRRR75210285max'=−=−=距离最近的发射脉冲对应的延迟时间为：ssmKmCRtrμ500/10375228''=××==X偏转板80V180V210V320V420V500μs700μs1400μs1401μs650μs600μsY上偏转板Y下偏转板辉亮Y上偏转(2)ttttt四、某雷达接收机采用图1所示的电路组成，试求其接收机临界灵敏度。（15分）输入输出无源网络高放混频前置中放无源网络主中放G=0.2G=30dBG=0.3G=30dBG=0.3G=90dBF=2F=4F=6,B=5MHzF=6,B=5MHz解：第3页共6页第4页共6页()dBFn70705.50282.25.2001.00002.0025.0002.025.22.0102.01015102.01012.012.01016101322.01201.0301.0201.0301.0301.0301.0==×=++++=⎟⎟⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎜⎜⎝⎛×××−+××−+×−+−+=××××××(6分)dbmwwBFkTSni94.99100146.10705.51052901038.1136230min−=×=×××××==−−或dbmwFBSi95.990705.5log105log10114log10log10114min−=++−=++−=(4分)五、下图为时间鉴别器的原理方框图，设回波脉冲宽度sμ3，波门脉冲宽度均为sμ4，（1）假定雷达准确跟踪时，画出图中A、B、C、D、E五点波形；（8分）（2）画出该时间鉴别器的时间误差鉴别特性。（7分）波门脉冲（前波门）B前重合级D回波脉冲A差压检波误差电压输出迟延τC后重合级E（1）当准确跟踪时，图中A、B、C、D、E五点波形ABCDE（2）该时间鉴别器的时间误差鉴别特性六、中国嫦娥探月工程的嫦娥卫星在离开地球进入月球轨道前要进行围绕地球运动，现假设卫星围绕地球的轨道为圆形轨道，圆心与地心重合，且轨道经过哈尔滨某地（海拔145m）、北京某地（海拔50m）、天津某地（海拔5m）、西安某地（海拔400m）、成都某地（海拔510m）、昆明某地（海拔2400m）的上空，轨道离地面高度300km，卫星进入轨道后匀速运动每10小时围绕地球旋转一圈。现采用在天津某脉冲雷达对卫星进行跟踪，雷达发射功率为1.2×105W，重复频率50Hz，天线自身高度10m，工作频率10GHz，收发系统损耗10dB，天线面积300m2，接收机灵敏度为-100dBmw。假设卫星的RCS为20m2。（说明：假设地球是个球体，半径6370km，不考虑曲率变化，天线增益＝24λπA×，A为天线面积，λ为波长三角形余弦定理：，电磁波传播速度：3×10αcos2222bccba−+=8m/s）在不考虑大气影响、多普勒效应的等其他因素的影响下，该雷达能够跟踪多长时间？为什么？（10分）如果卫星每围绕地球循环一圈，需要使用该雷达跟踪一个小时以上，在不改变雷达工作参数的情况下，则该雷达应当布置在哪个城市附近较为合适？为什么？（10分）解：1）雷达工作频率f＝10GHz，所以波长λ＝3×108/10×109＝0.03m天线增益621018879.44×=×=λπAG接收机灵敏度Simin＝-100dBmw＝10-13W系统损耗L＝10dB＝10卫星RCSσ＝20m2根据雷达方程kmLSGpRit5.2090]1010)4(20)03.0()1018879.4(102.1[])4([4/113322654/1min322'max=×××××××==−ππσλ（2091．3）卫星高度h1＝200km＝200000m，雷达在天津的高度h2＝10+5＝15m雷达直视距离kmhhd5.1849)21(1.4=+=所以雷达最大作用距离Rmax＝min（R’max，d）＝1849.5km利用三角形余弦定理：D34.162cos2221=−+=−abcbaθ，其中a＝6370.015km，b＝6370+200＝6570km，c＝1849.5km所以雷达在2θ内可以跟踪到卫星，卫星围绕地球的周期为10小时，因此雷达跟踪卫星的时间T＝2θ/360*10＝0.908小时＝54分46秒。第5页共6页第6页共6页2）要求雷达跟踪一个小时，则T＝2θ/360*10，θ＝18o，根据利用三角形余弦定理，可以计算出c＝2033.878km。6370.015kmr=6370km1849.5km200km?雷达位置卫星因此要求雷达跟踪目标一个小时以上，则雷达的最大作用距离需要在2033.878km以上。雷达最大作用距离Rmax＝min（R’max，d），R’max＝2090.5km，雷达布置在天津是，雷达的直视距离为1849.5km2033.878km。因为kmhhd878.2033)21(1.4=+=，h1＝200000m，所以h2＝2386.74m，雷达自身高10米，所以雷达需要布置在高度为2376.74米以上的地方因此根据题目中的地理位置，海拔超过2376.74m的城市只有昆明，因此雷达应当布置在昆明附近较为合适。