雷达基本工作原理PPT课件.ppt

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1、雷达观测雷达观测“雷达雷达”译自英文词汇译自英文词汇RadarRadar Radio detection and ranging 无线电探测和测距无线电探测和测距定义定义：雷达是一种通过发射：雷达是一种通过发射电磁波电磁波和接收和接收 目标反射回波，对目标反射回波，对目标目标进行探测和进行探测和 测定测定目标信息目标信息的设备的设备 雷达技术的发展雷达技术的发展l1886-1888赫兹赫兹(Germany):实现了电磁波振荡、发射、接收。实现了电磁波振荡、发射、接收。l1897 波波夫波波夫(Russian):提出了回声探测器提出了回声探测器雷达的初始模型。雷达的初始模型。l1936沃森沃森瓦

2、特瓦特 (England):制造对空警戒雷达制造对空警戒雷达-第一部实用军事第一部实用军事雷达雷达l1936 德国德国“海军上将施佩尔伯爵海军上将施佩尔伯爵”号战列舰装备舰载雷达号战列舰装备舰载雷达-第一第一部实用的舰载雷达部实用的舰载雷达l1938美国海军美国海军“New York”巡洋舰巡洋舰XAF型雷达型雷达-第一部舰载对空警第一部舰载对空警戒雷达戒雷达l1937英国科学家爱德华英国科学家爱德华鲍恩鲍恩“安桑安桑”式飞机式飞机-第一部机载雷达第一部机载雷达lAfter WWII 成为了发展快速的导航仪器。成为了发展快速的导航仪器。l中国中国:从发达国家引进技术。从发达国家引进技术。l现代

3、雷达现代雷达/ARPA:具有计算机具有计算机,构成组合导航构成组合导航 integrated navigation system(Loran,GPS,ECDIS),及及自动船桥系统自动船桥系统 Automatic bridge navigation system.海上雷达的用途海上雷达的用途距离，方位，距离，方位，速度，航向，速度，航向，测量目标参数测量目标参数(2)无视线限制无视线限制(1)远距离探测远距离探测尽早发现目标尽早发现目标三个主要用途三个主要用途:(1)避碰避碰(2)定位定位导航导航航海雷达特点航海雷达特点:厘米波长（厘米波长（3厘米，厘米，10厘米）厘米）微波脉冲发射微波脉冲发

4、射脉冲雷达脉冲雷达第一章雷达基本工作原理第一章雷达基本工作原理第一节第一节 雷达测距与测方位原理雷达测距与测方位原理方向扫描方向扫描量程量程:回波回波(at 10 nm)t123.5 ss荧光屏边缘荧光屏边缘本船本船目标目标岛屿岛屿12 nm目标船目标船90245245EBL901802700方位标志方位标志海图平面海图平面雷达平面雷达平面距离与方位测量距离与方位测量扫描线扫描线固定距标圈固定距标圈HL岛屿岛屿本船本船雷雷达达不不能能“感感知知”目目标标的的背背面面，因此目标的后沿是不可见的因此目标的后沿是不可见的.对应于对应于1 nm(1852m)距离，距离，t 12.35 s1、利用收发定

5、向天线、利用收发定向天线，只向一个方向发射雷达波且，只向一个方向发射雷达波且 只接收此方向上的目标的反射回波只接收此方向上的目标的反射回波2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围 物标的方位物标的方位天线的方向即目标的方向天线的方向即目标的方向第一节第一节 雷达测距与测方位原理雷达测距与测方位原理荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离一一.雷达测距原理雷达测距原理2、测距公式：测距公式：R=1/2 C tt：往返于天线与目标的时间往返于天线与目标的时间C:电磁波在空间直线传播速度电磁波在空间直线传播

6、速度 C=300 m/s二二.雷达测方位原理雷达测方位原理1、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播；、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播；遇物标能良好反射遇物标能良好反射ARPA发射脉冲发射脉冲回波回波显示器显示器回波回波发射机发射机接收机接收机电源电源船电船电船首线船首线 微波传输线微波传输线天线天线方位方位回波回波T/R触发器触发器TransmitterReceiverT/R天线天线收发机收发机显示器显示器触发器触发器方位与方位与船首线船首线第二节第二节 雷达的基本组成、作用雷达的基本组成、作用1、定时器、定时器（触发电路、同步电路等）（触发电路、同步电路等）：是是雷达的指挥中心，产

7、生周期性的窄脉冲雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲触发脉冲触发脉冲送：送：1）发射机：控制发射开始）发射机：控制发射开始 2）接收机：控制近距离增益）接收机：控制近距离增益 3）显示器：控制计时开始）显示器：控制计时开始2、发射机：、发射机：在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲 微波脉冲、发射脉冲、雷达波微波脉冲、发射脉冲、雷达波3、收发开关：、收发开关：发射时，关闭接收机入口，大功率射频脉冲送天线；发射时，关闭接收机入口，大功率射频脉冲送天线；接收时，关闭发射机通路，微弱回波能量送接收机。接收时，关闭发射机通路，微弱回波能量送接收机。一、基本组

8、成七部分及作用：一、基本组成七部分及作用：4、天线：、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束 集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来 的雷达波（回波）送接收机。的雷达波（回波）送接收机。第二节第二节 雷达的基本组成、作用雷达的基本组成、作用5、接收机：、接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合 显示器要求。显示器要求。V 几十几十V6、显示器：、显示器：平面位置显示器（平面位置显示器（PPI）。）。计时及计算，将目标计时及计算，将目标 回波按

9、目标的实际距离和方位显示在荧光屏上；回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上；且配有测量系统供随时测量。且配有测量系统供随时测量。7、雷达电源：、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。把船电变成雷达所需的中频交流电。400 2000 Hz二、船用雷达单元构成：二、船用雷达单元构成：1、三单元雷达：、三单元雷达：收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关）收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关）显示器、天线、中频电源显示器、天线、中频电源2、二单元雷达：、二单元雷达：天线收发机、显示器、中频电源天线收发机、显示器、中频电源雷达目标雷达目标雷达所能发现的目标：雷达所能发现的目标：船舶船舶 岛屿（陆地）岛屿（陆地）浮标浮标 海浪杂波海浪杂波 雨雪、云雾杂波雨雪、云雾杂波直接测得直接测得 相对位置（距离和方位）相对位置（距离和方位）经计算得到经计算得到 真速度真速度 真航向真航向 CPA（Closest Point of Approach）TCPA（Distance to CPA）目标信息目标信息 雷达雷达/ARPA、ECDIS、GPS/DGPS和自动舵等构成的综合船桥系统（和自动舵等构成的综合船桥系统（IBS）是未来主要的导航系统是未来主要的导航系统