脉冲雷达及其应用

发布网友 发布时间：2022-05-12 07:09

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热心网友 时间：2024-02-19 08:45

雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2
其中S：目标距离
T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间
C：光速

雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。

测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。

雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。

其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积，并与目标本身反射雷达电磁波的能力（雷达散射截面积的大小）等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。

雷达的技术指标与参数很多，而且与雷达的*有关，这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。

根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。
雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述，波束越窄，天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中，雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内，在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中，我们常常形象地把主波束称为主瓣，其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间，需要通过天线的机械转动或电子控制，使雷达波束在探测区域内扫描。

概括起来，雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。

雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。除了按用途分，还可以从工作*对雷达进行区分。这里就对一些新*的雷达进行简单的介绍。脉冲雷达成像效果图

热心网友 时间：2024-02-19 08:46

利用信号频域特性分辨和检测目标的脉冲雷达。目标和干扰物相对于雷达的径向速度不同，回波信号也有不同的多普勒频率。可用频域过滤的方法选出目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，使雷达从强杂波中分离和检测出目标信号。为实现这一目的，一方面发射脉冲信号必须有稳定的相干性能，通常采用主振功放式发射机；另一方面在接收机的信号处理中，把每一脉冲重复周期分成若干个距离门，每个门对应的时间一般等于发射脉冲宽度，再用多普勒频率范围内的窄带滤波器组对信号和杂波进行过滤。窄带滤波器能对回波脉冲列进行相干积累 ，由它选出目标的多普勒谱线。脉冲多普勒雷达的这种信号处理方式可获得近于最佳的信号功率对杂波加噪声功率之比，及较精确的目标距离和径向速度数据。装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。
　　军事用途: 70年代以来，随着大规模成电路和数字处理技术的发展，脉冲多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备。机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达，如美国现役F-14、F-15、F/A-18和F-16等战斗机分别装备的AWG-9、APG-63、APG-65和APG-66A/B、APG-68C/D等雷达。其中APG-68电子战（electronicwarfare—EW）电子战是指为削弱、破坏敌方电子设备和系统的使用效能，同时保护己方电子设备和系统使用效能的正常发挥所采取的作战行动，其实质是敌我双方争夺电磁频谱使用权和控制权的斗争。随着电子技术和设备在军事上的应用日益广泛，对战争胜负的影响日益重要，电子战的作用亦越来越显著，并且渗透到现代战争的各个领域。电子战包括三大组成部分：①电子侦察，目的是查明敌方电子系统所在位置、类型、用途和工作特性，为电子干扰提供目标信息；②电子对抗，包括对敌方电子设备和系统实施干扰和用反辐射武器直接摧毁，前者称为“软杀伤”，后者称为“硬杀伤”；③电子反对抗，即各种种反侦察、抗干扰和防摧毁措施，保护己方的电子设备和系统。实施电子侦察和电子对抗一般需要专门的技术装备，如电子侦察飞机、电子侦察卫星、电子侦察船和专用电子战飞机等，还有作战飞机或舰艇携带的电子告警设备、电子干扰设备和器材等。电子反对抗措施一般不需要专门的技术装备，而是将各种反对抗措施附加于武器的电子设备中。所以，通常所说的电子战装备，仅指电子侦察与电子对抗所用的电子设备和反辐射武器。在未来战争特别是高技术战争中，所有使用电磁频谱的武器装备，包括C（U3）I系统，雷达、通信、导航和敌我识别等系统，计算机系统和网络，精确制导武器，光电探测器，以及尚在研究与发展中的定向能武器（如激光武器、高功率微波武器）等，都是电子战的目标。这使得电子战技术涉及的电磁频谱范围大大扩展，从极低频至亚毫米、红外、可见光、紫外波段；其应用渗透到指挥控制、导航、伪装、火控、制导、空袭、防空等各个军事领域。电子战装备的种类不断增多，软、硬杀伤能力不断增强，并形成集多种侦察、干扰和火力杀伤功能于一体的综合电子战系统。鉴于电子战装备的专有性强，属于高级军事秘密，只能主要依*本国的力量来发展，因而也代表了国家的高技术水平。

热心网友 时间：2024-02-19 08:46

脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。 它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零 ；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束 接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。单脉冲雷达通常有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类。它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。美国、英国、法国和日本等*队大量装备单脉冲雷达，主要用于目标识别、靶场精密跟踪测 量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航 、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。目前使用的单脉冲雷达基本上都实现了模块化、系列化和通用化，具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方 便等特点。