雷達(dá)系統(tǒng)原理.ppt

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1、雷達(dá)系統(tǒng)原理什么是雷達(dá)系統(tǒng)？雷達(dá)是從天線發(fā)射稱為微波的甚高頻無(wú)線電波的導(dǎo)航設(shè)備。發(fā)射的無(wú)線電波經(jīng)過(guò)目標(biāo)（如其他船，浮標(biāo)，小島等）反射回來(lái)，并通過(guò)相同的天線接受后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。再將這些電信號(hào)發(fā)送給顯示單元進(jìn)行顯示。雷達(dá)使在夜晚或大霧的情況下發(fā)現(xiàn)視線以外的目標(biāo)成為可能，并可以使船避免一些潛在的危險(xiǎn)。由于天線發(fā)射的同時(shí)在旋轉(zhuǎn)，這樣就使本船周邊的情況便一目了然。雷達(dá)發(fā)射的微波信號(hào)被稱為脈沖信號(hào)，發(fā)射和接收這些信號(hào)是交替進(jìn)行的。一次360度的旋轉(zhuǎn)就有上千的脈沖信號(hào)被發(fā)射和接收。典型的雷達(dá)天線有拋物面反射天線和陣列天線，天線的性能直接影響雷達(dá)的性能表現(xiàn)。

2、影響目標(biāo)回波接收質(zhì)量的因素有旁瓣電平和天線波束寬度。天線波束寬度越窄，雷達(dá)分辨力越強(qiáng)；旁瓣電平越低，產(chǎn)生的假回波圖像越少。旁瓣主瓣為由天線發(fā)出的最強(qiáng)波束，其他較弱的波束被稱為旁瓣。旁瓣電平為主瓣電平與最大旁瓣電平之差脈沖（波束）寬度脈沖寬度是指在主瓣中輻射功率密度為最大輻射功率密度（-3dB）的一半的角（也被稱為“半值寬度”雷達(dá)無(wú)線電波特性雷達(dá)的無(wú)線電波略沿地表方向傳播（主要視線）。這一特性的變化取決于大氣的密度，其一般的計(jì)算公式如下所示，總之，雷達(dá)的視線距離D比光學(xué)視距要長(zhǎng)約6%。弱反射目標(biāo)目標(biāo)反射的回波強(qiáng)度不僅取決于與目標(biāo)間的距離，目標(biāo)的

3、高度或尺寸，還要取決于目標(biāo)的材料和特性。具有低發(fā)射或入射角的目標(biāo)，如FRP(纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)船和木制船發(fā)射的都不好。所以，必須注意FRP船，木船或沙，沙洲，泥礁等物體都是弱反射目標(biāo)。由于與海岸線的距離等，本船在雷達(dá)圖像上看起來(lái)比實(shí)際的海岸線要遠(yuǎn)，當(dāng)船周圍有弱反射目標(biāo)時(shí)，應(yīng)更加謹(jǐn)慎。雷達(dá)盲區(qū)由于雷達(dá)的無(wú)線電波就是視野，若雷達(dá)的天線周圍存在電波無(wú)法穿透的物體，如本船接近雷達(dá)天線的煙囪主桅或，大船或大山等，就會(huì)給雷達(dá)造成盲區(qū)。形成盲區(qū)時(shí)，就有可能投射一個(gè)長(zhǎng)的陰影并全部或部分檔住目標(biāo)。主桅或煙囪形成的盲區(qū)是在雷達(dá)安裝時(shí)就可以發(fā)現(xiàn)的，只有設(shè)置好天線位

4、置，就可以有效的較少盲區(qū)的產(chǎn)生。由于在盲區(qū)內(nèi)的目標(biāo)有可能不可見(jiàn)，所以進(jìn)入有盲區(qū)區(qū)域時(shí)，須格外謹(jǐn)慎。假回波圖像屏幕上有可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)際不存在的假回波圖像。造成假回波的現(xiàn)象按如下分類及處理：虛假圖像雙重目標(biāo)圖像旁瓣圖像虛假圖像附近的大型物體的回波圖像有可能會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)不同的位置。一個(gè)是實(shí)際的圖像，另一個(gè)則可能是被主桅或煙囪等反射的回波造成假回波圖像。那在屏幕上，一個(gè)回波圖像就出現(xiàn)在正確的距離及方位，而另一個(gè)圖像則出現(xiàn)在煙囪或主桅等的方向上。橋梁和碼頭等也有可能造成假回波圖像。雙重目標(biāo)圖像當(dāng)本船附近有一個(gè)大的反射面并處于與本船接近垂直的距離時(shí)（如，本

5、船正從一艘大船旁邊經(jīng)過(guò)，等），雷達(dá)電波在本船與其他船之間反彈。因此，2到4個(gè)圖像可能會(huì)等距離的出現(xiàn)在目標(biāo)的方向上。由于多重反射造成的假圖像被稱為“雙重目標(biāo)”。出現(xiàn)這種情況時(shí)，離本船最近的回波圖像為真正的目標(biāo)?？梢宰⒁獾剑?dāng)本船與相關(guān)目標(biāo)的距離和方位發(fā)生變化時(shí)，雙重目標(biāo)也會(huì)消失。因此，這種假回波圖像很容易就能區(qū)分出來(lái)。旁瓣圖像從天線輻射出的微波波束在主瓣周圍有向各個(gè)方向的旁瓣。由于旁瓣的電平低于主瓣，對(duì)于遠(yuǎn)距離目標(biāo)的影響微乎其微，但對(duì)于近距離，強(qiáng)反射的目標(biāo)，就有可能導(dǎo)致產(chǎn)生圓弧狀的假回波圖像。跳躍的目標(biāo)圖像“跳躍”現(xiàn)象產(chǎn)生的遠(yuǎn)距離目標(biāo)的假回波圖

6、像。取決于天氣條件，“跳躍”產(chǎn)生在大氣的逆溫層。在這種情況下，無(wú)線電波可以達(dá)到超出雷達(dá)量程的遠(yuǎn)距離目標(biāo)。超過(guò)最大量程的目標(biāo)，會(huì)在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)圖像，顯示在比實(shí)際距離要近的距離上。這種現(xiàn)象是長(zhǎng)距離回波延時(shí)時(shí)間超時(shí)的結(jié)果，回波被當(dāng)成接下來(lái)的旋轉(zhuǎn)的回波顯示。改變量程或目標(biāo)的距離改變時(shí)，就可以判斷回波的真假。雷達(dá)干擾當(dāng)附近有使用相同頻段的雷達(dá)工作時(shí)，屏幕就會(huì)出現(xiàn)干擾雜波。雖然干擾的出現(xiàn)不是固定不變的，但形狀幾乎都是旋轉(zhuǎn)或徑向的顯示。該系列雷達(dá)帶有IR(干擾抑制)功能來(lái)減少此類干擾。接收雷達(dá)信標(biāo)，雷達(dá)應(yīng)答器和雷達(dá)增強(qiáng)器X波段的雷達(dá)要求具有接收雷達(dá)信標(biāo)，

7、雷達(dá)應(yīng)答器和雷達(dá)增強(qiáng)器的能力。使用雷達(dá)系統(tǒng)接收該類信號(hào)，請(qǐng)按如下操作。1設(shè)置量程在6或12海里2從菜單關(guān)閉IR功能2參考“干擾抑制（IR）”3對(duì)于屏幕上出現(xiàn)大量回波信號(hào)的情況，使接收機(jī)稍微失諧可以獲得更好的效果。4當(dāng)本船接近發(fā)射中的雷達(dá)信標(biāo)或雷達(dá)應(yīng)答器時(shí)，回波會(huì)變的模糊并形成弧形。為了獲得更好的信號(hào)，適當(dāng)調(diào)整增益，海浪干擾抑制和雨雪干擾抑制。雷達(dá)增強(qiáng)器產(chǎn)生的回波比正常的要大。關(guān)于SART雷達(dá)應(yīng)答器根據(jù)GMDSS（全球遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)）要求，IMO/SOLAS類型的船必須配備SART。當(dāng)船遇險(xiǎn)時(shí)，SART可以自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，所以其他船或飛機(jī)就可以確

8、定遇險(xiǎn)船的位置。若本船配備了波段的雷達(dá)，并且8英里內(nèi)有船遇險(xiǎn)，SART可以指引雷達(dá)回波到遇險(xiǎn)船。該信號(hào)包括了12掃頻，并在9.2到9.5GHz的頻段傳輸。根據(jù)距離的