雷达原理-雷达终端

雷达终端的基本规律内容包括:目标数据的录取,数据处理及目标状态的显示。 
雷达终端的任务是发现目标,测定目标的位置坐标,有时还需要根据目标回波特点及其变化规律来判断目标的性质。 
点迹录取用于实现对来自接收机或信号处理机的雷达目标回波的确认,并提取其仰角、方位角、距离、速度等信息;数据处理完成目标数据的关联航迹处理,数据滤波等功能,实现对目标的连续跟踪,轴角编码完成天线瞬时指向角的提取及其坐标系转换,显示系统完成目标的位置,运动状态,特征参数及空情态势等信息的显示。 
雷达显示画面的坐标通常分为极坐标和直角坐标两种方式。 
雷达显示器的指标要求主要取决于雷达的战术和技术参数。 
(1)显示器类型: 
显示器类型的选择主要根据显示器的任务和显示的内容决定。 
(2)现实的目标坐标数量、种类和量程:主要根据雷达的用途和战术指标来确定。 
(3)对目标坐标的分辨力:这是指显示器画面上对两个相邻目标的分辨能力。光点的直径和形状将直接影响对目标的分辨力。此外,分辨力还与目标的距离远近,天线波束的半功率宽度和雷达发射脉冲宽度等参数有关。 
(4)显示器的亮度和对比度:对比度是指图像亮度和背景亮度的相对比值。 
对比度=(图像亮度-背景亮度)/背景亮度*100% 
对比度的大小直接影响目标的发现和图像的显示质量。一般要求200%以上。 
(5)图像重显频率:为了使图像画面不出现闪烁,要求图像刷新的频率必须达到一定的数值。闪烁频率的门限值与图像亮度、环境亮度、对比度和荧光屏的余辉时间等因素有关,一般要求大于每秒20~30次。 
(6)显示图像的失真和误差:有许多因素使图像产生失真和误差,在设计中要根据失真和误差的原因采取适当的补偿和改善措施。 
(7)其他指标:如体积、质量、功耗、工作温度、电源电压等。

示波管,要使电子束从左到右均匀扫掠,在一对X偏转板上应加入锯齿电压波。为了增大扫掠振幅和避免扫掠过程中偏转板中心点位变化引起的散焦通常在X偏转板上加上推挽式的锯齿波。 
A型显示器的组成: 
(1)扫描形成电路,是产生锯齿电压波并加在示波管水平偏转板上,使电子束从左至右均匀扫掠,从而形成水平扫描线。 
扫描线的重要参数:扫描线长度L,距离量程,扫描线性度。 
(2)视频放大电路; 
(3)距标、距离刻度形成电路。移动距标的产生,用移动距标测量目标距离时,要设法产生一个相对主波延迟可变的脉冲作为距标。调节距标的延迟时间,使距标移动到回波的位置上,就可根据距标滞后主波的时间计算出目标的距离。

距离分辨力由脉冲宽度这里写图片描述或波门宽度这里写图片描述决定,脉冲越窄,距离分辨力越好,有效带宽越宽,距离分辨力越好。 
雷达最小可检测距离为 
这里写图片描述 
最大单值测距范围由其脉冲重复周期这里写图片描述决定,为保证单值测距通常应选取 
这里写图片描述 
其中,这里写图片描述为被测目标的最大作用距离。

脉冲多普勒雷达信号的特点: 
(1)足够高的脉冲重复频率这里写图片描述这里写图片描述,式中这里写图片描述是运动目标相对于雷达的最大多普勒频移,这里写图片描述为运动目标,回波的时域的最大延迟;这里写图片描述是脉冲重复频率,这里写图片描述为雷达脉冲重复频率周期,为了同时保证单值测速和单值测距的要求,最大多普勒频移和目标回波的时域的最大延迟两者应满足关系式: 
这里写图片描述 
通常情况下,脉冲多普勒雷打可以工作于速度无模糊,距离有模糊的HPRF模式,也可以工作于速度和距离都有适度模糊的MPRF模式。而动目标显示雷达则是通常工作于距离无模糊,速度有模糊的LPRF模式下。

相对速度的变化范围为这里写图片描述,由这种运动现象引起杂波的多普勒频移范围是 
这里写图片描述。 
雷达原理-雷达终端_第1张图片
HPRF波形是雷达首先的搜索波形,由于常规的HPRF波形存在着固有缺陷,无法获得目标的距离信息,全方位性能较差,比较容易丢失围追目标和横越目标。 
LPRF虽然可以解决上述缺陷,即可获得目标的精确距离信息,具有较好的全方位特性,但代价是大幅度降低了雷达前向探测距离。

匹配滤波器对时延信号具有适应性,对频移信号不具有适应性。

雷达测量精度和分辨力是雷达的两个很重要的指标。 
精度是指雷达测量单个目标参数的准确精度。 
分辨力是指雷达能从两个或两个以上目标中区分出特定目标的能力。

测量这里写图片描述值必然存在误差,这个误差的大学就是精度问题。 
显然这里写图片描述值接近这里写图片描述值的程度与发射信号的形式和噪声特性有关。测距精度与时域特性没有直接关系,与其直接发生关系的是信号的频移结构。

雷达测速精度,测速问题实际上就是测多普勒频率的问题,为了测多普勒频率就应该在频域上对发射信号的频谱和混合回波信号的频谱进行比较。测速精度是由信号的时域特性决定的,与信号的频域特性无直接关系。

雷达有四维变量:距离、速度、方位和俯仰。


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