船用雷達(dá)詳細(xì)介紹.ppt

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1、船舶導(dǎo)航雷達(dá)第一章　雷達(dá)基本工作原理引言Radar—Radiodetectionandranging—無線電探測和測距雷達(dá)：發(fā)射微波脈沖探測目標(biāo)回波測定目標(biāo)信息雷達(dá)目標(biāo)雷達(dá)所能發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)：船舶島嶼（陸地）浮標(biāo)海浪雜波雨雪、云霧雜波目標(biāo)信息直接測得：相對(duì)位置（距離和方位）經(jīng)計(jì)算得到：真速度真航向CPA（ClosestPointofApproach)TCPA(TimetoCPA)第一節(jié)雷達(dá)測距與測方位原理方向掃描量程:回波(10nm)Δt＝123.5μs熒光屏邊緣本船目標(biāo)島嶼12nm目標(biāo)船90°245°245EBL901802700方位標(biāo)志海圖平面雷達(dá)平面Fig.距離與方位

2、測量掃描線固定距標(biāo)圈HL島嶼本船雷達(dá)不能探測目標(biāo)的背面，因此目標(biāo)的后沿是不可見的.如△t=1μs，則，R=150m；對(duì)應(yīng)于1nm距離，△t＝12.35μs1、利用收發(fā)定向天線，只向一個(gè)方向發(fā)射雷達(dá)波且只接收此方向上的目標(biāo)的反射回波2、天線旋轉(zhuǎn)依次向四周發(fā)射雷達(dá)波，則可探知周圍物標(biāo)的方位——天線的方向即目標(biāo)的方向第一節(jié)雷達(dá)測距與測方位原理熒光屏的單位長度：在不同量程代表不同的距離一.雷達(dá)測距原理2、測距公式：R=1/2·C×?tΔt：往返于天線與目標(biāo)的時(shí)間C:電磁波在空間直線傳播速度C=3×102m/?s二.雷達(dá)測方位原理1、物理基礎(chǔ)：超高頻無線電波在空間直線傳播遇物標(biāo)能

3、良好反射發(fā)射脈沖顯示器回波Fig1-2(2)發(fā)射機(jī)接收機(jī)電源船電船首線微波傳輸線天線方位回波T/R觸發(fā)器TransmitterReceiverT/R天線收發(fā)機(jī)顯示器ARPAFig1-2(1)觸發(fā)器方位與船首線第二節(jié)雷達(dá)基本組成、作用回波1、定時(shí)器（觸發(fā)電路、同步電路等）：是雷達(dá)的指揮中心，產(chǎn)生周期性的窄脈沖——觸發(fā)脈沖送：1）發(fā)射機(jī)：控制發(fā)射開始2）接收機(jī)：控制近距離增益3）顯示器：控制計(jì)時(shí)開始2、發(fā)射機(jī)：在觸發(fā)脈沖控制下產(chǎn)生周期性的大功率射頻脈沖——微波脈沖、發(fā)射脈沖、雷達(dá)波3、收發(fā)開關(guān)：發(fā)射時(shí)，關(guān)閉接收機(jī)，大功率射頻脈沖送天線；接收時(shí)，接通接收機(jī)，微弱回波能量送接收

4、機(jī)。一、基本組成七部分及作用：4、天線：定向收發(fā)天線，將發(fā)射機(jī)送來的射頻脈沖聚成細(xì)束集中向一個(gè)方向發(fā)射，并接收此方向物標(biāo)反射回來的雷達(dá)波（回波）送接收機(jī)。第二節(jié)雷達(dá)的基本組成、作用第二節(jié)雷達(dá)的基本組成、作用5、接收機(jī)：超外差式，將微弱回波信號(hào)放大千萬倍以符合顯示器要求。?V?幾十V6、顯示器：平面位置顯示器（PPI）。顯示與測量目標(biāo)，目標(biāo)回波按目標(biāo)的實(shí)際距離和方位顯示在熒光屏上；且配有測量系統(tǒng)供隨時(shí)測量。7、雷達(dá)電源：把船電變成雷達(dá)所需的中頻交流電。400~2000Hz二、雷達(dá)單元構(gòu)成1、三單元雷達(dá)：收發(fā)機(jī)（觸發(fā)電路、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)開關(guān)）顯示器、天線、中頻電源2、

5、二單元雷達(dá)：天線收發(fā)機(jī)、顯示器、中頻電源現(xiàn)代雷達(dá)IBS的重要組成部分定位、導(dǎo)航、避碰雷達(dá)羅經(jīng)計(jì)程儀GNSSAISECDIS主要傳感器三、雷達(dá)傳感器與IBS第二章船用雷達(dá)設(shè)備磁控管調(diào)制器予調(diào)制器觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器門開關(guān)特高壓至接收機(jī)特高壓電源收發(fā)開關(guān)至接收機(jī)至顯示器門開關(guān)發(fā)射開關(guān)延時(shí)開關(guān)脈沖調(diào)制器雷達(dá)發(fā)射機(jī)來自電源發(fā)射機(jī)至天線低壓電源觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器予調(diào)制器磁控管調(diào)制器一、組成部分及作用第一節(jié)雷達(dá)發(fā)射機(jī)（Transmitter）組成：脈沖調(diào)制器（預(yù)調(diào)制器、調(diào)制器）磁控管振蕩器電源（低壓、高壓）二、發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)S波段：λ＝10cm;f=2900~3100MHz如：3050MHz

6、X波段:λ＝3cm;f=9000~9500MHz如：9375MHz2.脈沖寬度（τ）：發(fā)射脈沖的持續(xù)時(shí)間。τ↑→Rmax↑距離分辨率τ↓→???????íì海浪/雨雪雜波ˉ盲區(qū)ˉ3.脈沖重復(fù)頻率（F）：每秒鐘發(fā)射的脈沖數(shù)500~4000Hz1.工作頻率（波長）：超高頻（正弦波）的頻率范圍天氣好:Xband;天氣壞(雨/雪):Sband一般τ=0.04~1.2μs隨量程改變：近量程，窄脈沖；遠(yuǎn)量程，寬脈沖隨量程改變：近量程，高F；遠(yuǎn)量程，低F周期T（=1/F）>根據(jù)量程需要選擇時(shí)間基準(zhǔn)即船用雷達(dá)磁控管工作頻率Tpptmt=4.發(fā)射功率：指峰值功率，一般3~75kWp↑→?

7、????íì故障Rmax?天線旁瓣干擾tt:前沿上升時(shí)間0.1~0.2τtf:后沿下降時(shí)間0.2~0.4τΔu:頂部波動(dòng)值2~5%tu10.90.10trtfΔu脈沖波形3）二者關(guān)系1）峰值功率pt:在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)的平均功率2）平均功率Pm:一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)輸出功率的平均值5.脈沖波形：發(fā)射脈沖的包絡(luò)理想脈沖:矩形實(shí)際波形:波形：1）越接近矩形，能量越大，作用距離越遠(yuǎn)2）前沿越陡，測距精度越高3）后沿越陡，距離分辨力越高4）頂部越平坦，發(fā)射功率和頻率越穩(wěn)定雜波陰極作用空間諧振腔陽極磁控管結(jié)構(gòu)輸出環(huán)三、磁控管振蕩器第一節(jié)雷達(dá)發(fā)射機(jī)（Tr