雷達引數測量

2021-10-11 15:12:03 字數 3089 閱讀 7579

雷達引數測量共有三類:距離測量,角度測量,速度測量。

距離測量(兩種方法脈衝法測距和調頻法(連續波)測距)

距離的測量實質上就是測回波時延。定義回波時延有兩種方法:①以目標回波脈衝前沿作為它的到達時刻②以回波脈衝的中心(或最大值)作為它的到達時刻。

距離精度:dr=1/2 cd(tr)+r/c dc,其會受到時間差、傳播速度、大氣折射、測度方法的影響而有一定誤差:

測距誤差分為系統誤差和隨機誤差。隨機誤差是衡量測距精度的主要指標。

距離分辨力指的是同一方向上兩個大小相等點目標之間的最小可區分距離,主要取決於回波的脈衝寬度,同時也和光點直徑所代表的距離有關。

【注】脈衝越窄,距離分辨力越好;有效頻寬越寬,距離分辨力越好。

距離分辨力∆r=1/2 c(τ+d/vn),而能量e=ptτ,存在矛盾問題。採用匹配濾波——脈衝壓縮可以將距離分辨力和能量之間的矛盾問題合理的解決。

【注】最佳的訊號處理器是匹配濾波器,因為此時可以獲得最大輸出訊雜比。

最大無模糊測距範圍rmax=1/2 ctr與積累脈衝數m=θ0.5/ω∙1/tr,存在矛盾問題。距離模糊的問題不能徹底消除,但可以通過增大最大無模糊測距範圍來減少模糊。距離模糊的判決方法有兩種:重頻參差(rmax=1/2 c(tr1和tr2的最小公倍數))和舍脈衝法(擴大了m倍)。

調頻連續波測距系統有兩個天線,沒有收發轉換開關。
【注】混頻器:兩個輸入訊號的頻率差。

距離跟蹤原理:測距時需要對目標的距離作連續的測量,稱為距離跟蹤。分為三種:人工、自動、半自動。對於人工距離跟蹤來說,產生電移動刻度的方法有兩種(鋸齒電壓波法和相位法)。對於自動距離跟蹤來說,搜尋過程為:搜尋—捕獲—跟蹤。包括有三個部分(時間鑑別器、控制器、跟蹤脈衝產生器),

角度測量

角度測量的物理基礎為:電波在均勻介質中傳播的直線性和雷達天線的方向性。

角度測量的基本原理為:利用雷達天線波束的定向性來完成。

【注】雷達天線方位波束寬度越窄,測量方位角精度越高;俯仰波束寬度越窄,測量俯仰角精度越高。

測角方法分為振幅法(最大訊號法(對空情報雷達)、等訊號法、最小訊號法(精確跟蹤雷達))和相位法(在相控陣雷達中應用)。

相位法測角:

利用多個天線所接收回波訊號之間的相位差進行測角:

【注】短的基線d保證大的無模糊測角範圍;長的基線d保證高的測角精度(小的測角誤差)。

振幅法測角

利用天線收到的回波訊號的幅度來進行角度測量。

①最大訊號法:在天線波束掃瞄過程中,只有當波束的軸線對準目標,回波強度才達到最大。此時方位角即為目標方位角。

②等訊號法:採用兩個相同且彼此部分重疊的波束:

等訊號法實現方法有兩種:順序波瓣法(兩個波束交替出現)和同時波瓣法(兩個波束同時出現)。

等訊號法分為比幅法(兩訊號幅度的比值,由比值大小可判斷目標偏離等訊號軸的方向)和和差法(對兩訊號分別求出和值及差值,和值與差值的比值是正比於目標偏離等訊號軸的角度)。

天線波束有扇形波束((乙個平面的波束寬度寬(保證範圍),另乙個窄(保證精度))圓周掃瞄和扇形掃瞄)和針狀波束(水平面和垂直面的波束寬度都很窄)。掃瞄方法有機械性掃瞄和電掃瞄(相位掃瞄法、頻率掃瞄法、時間延遲法)。

自動測角(天線能自動跟蹤目標,同時將目標的座標資料經資料傳遞系統送到計算機資料處理系統)分為兩類:圓錐掃瞄自動測角系統(順序波瓣)和單脈衝自動測角系統(同時波瓣)。

測角系統組成包括雙t接頭、agc增益控制、相位檢波器三個部分:

【注】接收回來的射頻訊號與本振通過混頻器變為中頻訊號。

速度測量
利用都卜勒效應

對於都卜勒資訊的提取:

盲速和頻閃:
盲速:當某些徑向速度引起的都卜勒頻率是脈衝重複頻率的整數倍時,也會被對消掉,對應此目標速度成為盲速(速度模糊)。(λ越短,盲速點越多)

【注】脈衝都卜勒雷達:具有脈衝雷達的距離鑑別力和連續波雷達的速度鑑別力,有更強的雜波抑制能力,因而能在較強的雜波背景中分辨出動目標回波。(能夠對回波訊號進行都卜勒分辨)

【注】自適應動目標顯示技術(amti):鑑別雜波並估計其都卜勒頻率。

盲速的解決途徑:重頻參差。

盲相分為點盲相和連續盲相。解決辦法有中頻對消和零中頻。

機載雷達三種雜波:主瓣雜波、旁瓣雜波、高度線雜波。

動目標檢測的特點:動態範圍更大;改善因子提高;增加了濾波器組;抑制雜波;增加雜波圖。

【注】雷達測距、測角、測速都使用了乙個相同的概念,即發現乙個輸出波形的最大值。

雷達的距離/時間分辨力由雷達發射訊號的頻寬所決定;雷達的速度/都卜勒分辨力由訊號的持續時間所決定(持續時間越長,分辨力越高)。

使用雷達技術車輛超速測量

電子科技大學 格拉斯哥學院 2017級 劉欣宇 雷達技術使用電磁波進行測距以及即用無線電的方法發現目標並測定它們的空間位置。因此,雷達也被稱為 無線電定位 雷達是利用電磁波探測目標的電子裝置。雷達發射電磁波對目標進行照射並接收其回波,由此獲得目標至電磁波發射點的距離 距離變化率徑向速度 方位 高度等...

雷達對抗 頻率測量與頻譜分析 概述

一 測頻系統的主要技術指標 1 頻率測量範圍 瞬時頻寬 頻率分辨力 頻率測量精度 頻率測量範圍 是指測頻系統最大可測的雷達訊號頻率範圍 瞬時頻寬 是指測頻系統在任一瞬間可以測量的雷達訊號頻率範圍 測頻誤差 是指測量得到的訊號頻率值與訊號頻率的真值之差,常用均值和方差來衡量測頻誤差的大小。按起因,可將...

聲學都卜勒流速剖面儀 雷達流速儀的測量原理是什麼?

水是世界上不可或缺的珍稀資源,只是如今的人們仍不怎麼珍惜,隨著社會的發展,工業用水 農業用水以及居民生活用水量日益劇增,國家水資源越來越緊張,另外水汙染也使可利用的水資源越來越少。因此,可利用的水資源進行實時監控是相當有必要的。雷達流速儀安裝在明渠河流正上方或下水管道正上方,對河流 或汙水表面流速進...