请教个关于雷达的问题

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 03:09:56
雷达的脉冲重复频率既决定了雷达单值测距范围,又影响不模糊测速区域大小。
上面这句话本菜不知道如何理解,哪个大大解惑一下。雷达的脉冲重复频率既决定了雷达单值测距范围,又影响不模糊测速区域大小。
上面这句话本菜不知道如何理解,哪个大大解惑一下。
超星(读秀)上找本雷达(与多普勒雷达)有关的书看一下。里面解释的很具体
1# 龙腾日月

“不模糊测速区域大小”
貌似应该是“不模糊测距区域大小”?

雷达脉冲重频由雷达的Tr周期决定
Tr周期可以这样简单理解:
Tr周期为雷达的发射脉冲间隔
一个雷达脉冲发射出去之后,收发转换开关达到接收方式,开始接收回波,直到Tr时间到达
然后发射下一个脉冲,并进行同样的工作。

因此,雷达的最小作用距离约等于[收发开关转换时间*光速],一般也叫盲区
雷达的最大作用距离,在假设雷达威力范围足够的情况下,等于[Tr周期*0.5光速],一般方便的记法就是一微秒150米。举个例子,一部雷达脉冲重频1000Hz,那么它的Tr周期是1ms,其最大的测量范围就是150000米,即15公里

雷达测距存在距离模糊,简单点解释的话,对于上边的例子,如果在30公里处存在一个目标
那么第一个脉冲是发现不了的,因为当电磁波到达目标的时候,第一个雷达周期已经结束
但是,在紧接下来的第二个脉冲探测的时候,第一个脉冲照射到目标反射的电磁波刚好进入接收机15公里处的距离单元,这样,会造成一个虚假的15公里处的目标,这就是模糊。这个距离模糊存在于30,45,60。。。。公里处。刚好是Tr的整倍数决定的距离。当然上边说15公里处是一个凑巧对数字,这个模糊距离也可能是18,18+15,18+30,。。。。

因此,雷达脉冲重频影响无距离模糊范围。因为无距离模糊测距范围等于Tr决定的最大测距范围内。
以上是距离模糊。低脉冲重频有比较好的距离模糊性能。

顺便,脉冲重频还决定了多普勒盲速的性能,而具有比较高的第一盲速点要求高的脉冲重频,这个跟提高距离模糊性能是矛盾的

唉,雷达系统里边就是有这么多需要权衡的矛盾。。。。希望上边说的对你有所帮助
aladdin 发表于 2009-7-4 18:05
多谢多谢,测距模糊倒是好理解,我没考虑到脉冲重复频率和测距精确度的关系。
http://caoyufei.googlepages.com/RadarConception.pdf
高重频脉冲多普勒雷达测距初探

1# 龙腾日月

“不模糊测速区域大小”
貌似应该是“不模糊测距区域大小”?

雷达脉冲重频由雷达的Tr周期决定
Tr周期可以这样简单理解:
Tr周期为雷达的发射脉冲间隔
一个雷达脉冲发射出去之后,收发转换开 ...
aladdin 发表于 2009-7-4 18:05

请教一下:这是不是指专用的测距雷达?还是整合进机载火控雷达了?
1# 龙腾日月

“不模糊测速区域大小”
貌似应该是“不模糊测距区域大小”?

雷达脉冲重频由雷达的Tr周期决定
Tr周期可以这样简单理解:
Tr周期为雷达的发射脉冲间隔
一个雷达脉冲发射出去之后,收发转换开 ...
aladdin 发表于 2009-7-4 18:05

请教一下:这是不是指专用的测距雷达?还是整合进机载火控雷达了?
wywydjzt 发表于 2009-7-5 16:37
早就整合进先进机载火控了,现在先进机载火控也早就考虑了很多种解决探测时距离模糊的手段
wywydjzt 发表于 2009-7-5 16:37
介只是雷达基本原理的探讨,具体型号的参数设计会复杂很多。
aladdin 发表于 2009-7-4 18:05


也受教了,多谢!

顺便请问,高、低重复频率对于不同的态势:迎头和尾追,性能各有什么影响?
这就是波型选择问题了,在机载雷达常见的距离范围和目标速度范围内又能保证单值测距,又要保证测速不模糊是难以实现的,所以要根据实际应用选择数种不同的波型满足需要.比较常见的几个波型中LPRF严重测速模糊,但测距不存在模糊问题;MPRF两者都适当模糊,可以通过选择一组参差的PRF同时解距离和速度模糊.HPRF测距严重模糊,一般用精度有限的调频测距法获得目标距离,或者干脆只测速,此时可获得最远探测距离.波型选择是PD雷达最重要的工作之一,目前有新的特殊波型在开发中,目标是融合LPRF和HPRF的优点(前者可通过距离鉴别极大的降低旁瓣干扰,后者可获得清晰的多谱勒特征,两者结合可获得最优杂波抑制).
迎头和尾追需采用不同波型,上视可直接采用距离不模糊的LPRF波型,不论目标什么资态都可探测到(除了零接近速率目标).下视迎头目标用HPRF,此时目标的多普勒频移大过主瓣杂波和任何旁瓣杂波,故检测性能很好.尾追时目标多普勒频移落入副瓣杂波区,因为HPRF严重距离模糊,所以无法用距离鉴别抑制副瓣杂波,检测性能很差(但雷达在高空,且具有低旁瓣时则不受影响,这就是E3采用HPRF的奥妙,E3具备一副昂贵的,加工精度很高的低旁瓣天线).尾追用MPRF可通过不断切换PRF获得距离和速度的不模糊区,可以在组合盲区外检测到目标,但切换的PRF越多探测距离越差(因为会影响积累脉冲数).
APG70使用的距离选通HPRF是全姿态波型,具体比较复杂,可找资料看.
6# wywydjzt
现代机载火控雷达是非常复杂的系统,通常比地面用的搜索,警戒雷达等复杂,就功能来讲和某些尖端的舰载多功能相控阵雷达有些相似,在这么小的空间内集成众多的功能是非常复杂的,决定了机载火控雷达技术起点要比普通雷达高的多.测距是火控雷达的基本要求,是获得多维分辨率的决定性因素之一.
APG70雷达很古老了吧...
现代机载火控雷达是非常复杂的系统,通常比地面用的搜索,警戒雷达等复杂,就功能来讲和某些尖端的舰载多功能相控阵雷达有些相似,在这么小的空间内集成众多的功能是非常复杂的,决定了机载火控雷达技术起点要比普通雷达高的多.测距是火控雷达的基本要求,是获得多维分辨率的决定性因素之一.

你这么说会误导人的。机载雷达模式多,是因为飞机的需求,要求雷达能承担搜索、跟踪、制导等功能,还要针对不同的任务实现相关。所以才繁杂。特别是飞机上往往就一个飞行员,对雷达自动化识别的要求比较高。但是机载雷达的缺陷和问题也比较多,特别是面对新的地面雷达,功能多就是什么都不精。研制缓慢,学习复杂.使用也复杂。
越古老越说明美帝的BT,雷达用哪一个波型不是写几个方程,拿计算机仿真下就能解决的,老美敢在二十年前就采用新开发的波型,说明其在机载雷达设计上无可争议的高度领先地位,二十几年下来,新雷达的进步可想而知了.
仅指功能而已.
美帝是领先,这谁都不否认。但是现在的问题是,很多人只注意到以前的技术的限制和问题,忽略了现在技术的发展,很多细节都不一样了。以前存在的问题,现在可能已经解决,或者缓解了很多。如果还按固有的思维去考虑问题,结论往往会出偏差。
中华土鸡 发表于 2009-7-5 17:13
真滴假滴???

en.jpg
龙腾日月 发表于 2009-7-5 19:53
龙版到底想打听什么?;P
wywydjzt 发表于 2009-7-6 16:34
……龙腾小菜向来安分守己,老实做人
……今天难得看到这么多雷达老大露面,咩哈哈
机载雷达要在一个雷达上集成搜索,跟踪,照射和火控等若干功能,自然会比较复杂。
异频 非同步 多波束等简单之类,至于土鸡大虾介绍的GOOGLE或是BAIDU大词典之类只有敬谢不敏并勉而其难了......抱歉:L )......非常感谢![:a15:]
机载雷达一般都用窄波束,形状取决于天线形式,比如有原形的,也有椭圆的.脉冲雷达测距方法看波型,即PRF,LPRF和MPRF都用脉冲延迟法测距,HPRF用调频.脉冲信号和波束形状没有关系,经脉冲调制器调制后的信号为雷达的信号形式,机载雷达多用矩形脉冲.影响测距精度的主要是脉宽,未经脉冲压缩的信号脉宽越窄精度越高,相反则差,在综合考虑平均功率和测距精度时是需要重点注意的问题.
谢了!
这个脉冲压缩与信号脉宽该如何理解?
wywydjzt 发表于 2009-7-6 16:54
测距雷达貌似一般是宽波束。
因为一般情况下测距雷达有其他雷达提供目标方位角和俯仰角数据,不用自己进行搜索和跟踪。这样测距雷达只需要直接发射一组宽波束过去测距即可。宽波束保证了测距雷达的截获概率。
在时间上,一般测距雷达采用窄波束,即窄脉冲的形式或者采用脉冲压缩技术。因为雷达的距离分辨力和雷达带宽成正比
受教了~~~
flank1978 发表于 2009-7-6 23:33
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:06
信号脉宽就是雷达信号的脉冲宽度,就是雷达脉冲的持续时间.
在雷达基本理论中,信号的脉冲宽度与雷达的距离分辨力成反比,但是与雷达截获目标的概率成正比.
为了解决上述两者的矛盾(当然还有很多因素去考虑),工程师们搞定了脉冲压缩技术.
简而言之就是,发送宽雷达脉冲进行探测,此时脉冲能量积累好,对目标截获概率高.接收机在接收的时候对宽脉冲雷达信号进行时域压缩,将宽脉冲压缩成为窄脉冲,此时雷达测距精度高.
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:25
一个是测距雷达,一个机载雷达,不矛盾啊.
龙腾日月 发表于 2009-7-7 16:25 接收的时候接收机对宽脉冲雷达信号进行时域压缩是何工作原理?
龙腾日月 发表于 2009-7-7 16:26
既然测距功能已整合进机载火控雷达,那么测距雷达仍然是一个独立部分?
龙版隐身了?[:a1:]
单一载频的波距离向分辨率为C/(2*B),与带宽B成反比,但是时宽与带宽的乘积为一个定值(1),而时宽是和雷达作用距离有紧密联系,这样无法同时改善作用距离和分辨率。
通过发射chirp信号,即线性调频波(LFM),此时时宽较大
回波采用匹配滤波,就可以得到处理后的信号,此时信号波形为一个sinc函数,这样就达到了脉冲压缩的效果,而分辨率依然为C/(2*B),这样就同时改善了作用距离和分辨率
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:38
具体的系统原理可就要找专业书看了,总而言之就是在宽脉冲中的一个时间点上压缩出一个尖峰或者窄脉冲来。
龙腾日月 发表于 2009-7-7 16:25

脉冲宽度一般都是指的是时间域上发射波形的持续时间,距离分辨率为C*tao/2,其实是正比关系。
你把带宽和脉冲宽度弄混淆了 ,带宽和脉冲宽度是倒数关系
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:42
专门的测距雷达仅仅为测距这一个任务进行优化,无需考虑其他功能,所以测距精度和速度都更好。
现在的很多雷达都有测距功能,但是测距精度未必很好,有时候需要一个专门的测距雷达进行配合。
当然现在的机载火控雷达的测距精度能够满足制导武器的需要,一般专门的测距雷达在地面防空系统上应用较多。
19# wywydjzt


一般而言,雷达都是能够测距的,因此测距雷达仅指专门的测距设备,比如飞机上的无线电测高仪.
通常无线电测高仪是宽波束的,因为波束宽度取决于天线的有效孔径,飞机上空间有限,不会给测高仪很宽裕的天线位置.

通常雷达的功能决定雷达波束的选择:
搜索雷达或者说警戒雷达要提高发现概率,因此在波束形状上,尽可能的宽一些,这样有利于提高一次扫略的发现概率.当然也可以选择多波束,或者偏焦方式.用过手电筒的都知道,光柱"胖"一些的手电筒会让你看到更多的东西。

而针状波束一般用于跟踪雷达或者火控雷达.这是因为跟踪雷达或者火控雷达需要有较高的角度测量精度,以便给角度跟踪系统提供角偏差或者提供给武器系统比较高的数据精度。


所以,雷达的波束形状是跟雷达的任务有关,综合考虑雷达发射机功率和测角精度而设计的。跟测距不测距关系不大,毕竟绝大多数雷达都是能测距的。
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:06


对于脉冲雷达,它所发射的功率信号在施与上持续的时间,就称为脉冲宽度。

至于脉冲压缩技术呢是这样来的:
雷达发射脉冲,然后接收目标反射的信号对目标进行某种测量。这个最大的距离,称作雷达威力范围。雷达的威力范围跟很多参数有关,比如功率,比如脉宽,比如检测概率等等。但是,为提高雷达威力范围,最有效的办法,就是提高发射信号的总能量。提高发射能量的方法有两种:
1是使用短脉冲提高发射机功率,这个功率的提高是有上限的,不可能无止境的提高。
2是使用长脉冲,较低的发射功率。
但是,使用长脉冲会造成两个问题,一个是近区盲区范围会变大,这个可使用补盲雷达弥补。二是长脉冲会造成雷达距离分辨力下降,就是说雷达分辨两个靠近的目标的能力会下降。

如何使用低功率长脉冲信号,同时得到高的距离分辨力呢,这就产生了脉冲压缩技术。
脉冲压缩技术简单说就是使用了雷达信号的相关性,使用发射信号的复共轭信号与接受的雷达回波作相关,可以得到相关峰,这个相关峰的第一主瓣的时间宽度要比雷达发射信号要窄很多。窄多少呢,是雷达发射信号脉宽的D分之一,其中D是压缩比,一般也叫时宽带宽积。由此可见,提高信号的带宽可以提高压缩比,从而提高距离分辨力。之前模拟时代由于器件限制的压缩比作不高,现在数字时代可以很轻松的把压缩比做到200以上。

打个比方说吧,一个脉宽40微妙的雷达,它的距离分辨力可以用脉宽距离单元或者半脉宽距离单元衡量,如果用半脉宽距离衡量的话,它的距离分辨力就是40*300/2=6公里,就是说在一个六公里的距离单元内,一架飞机和十架飞机是分辨不出来的。如果压缩比是200(带宽5M),那么它的分辨力可以达到6/200公里=30米,这样已经提高很多了。


一般适合使用脉冲压缩的信号有线性调频信号,非线性调频信号,编码信号等等。其中线性调频信号使用最广泛。

基本就是这样了,再详细只好写公式了,呵呵
LS兄台真乃超级潜水艇啊 受教了:handshake
nuaaliubin 发表于 2009-7-7 17:01
距离分辨力与脉冲宽度成反比这个没错吧?
脉冲宽度越大,距离分辨力越低。
37# 龙腾日月

脉冲宽度就是脉冲的持续时间 tao
带宽是频域上的 B
分辨率等于C*tao/2,也等于C/2*B
wywydjzt 发表于 2009-7-7 16:38
如果学过信号与系统(电子工程专业的必修课)中卷积的原理就比较好理解,在时域脉冲压缩的过程实际上就是和雷达发射调制信号的镜像复共轭作卷积,由于卷积的运算量较大,可以通过快速付利叶变换(FFT)将信号变到频域,在频域就变成了作乘法,之后再通过IFFT变到时域。当然在时域也可以通过横向滤波器来完成
脉冲压缩技术是用于解决发射脉冲宽度与距离分辨力之间的矛盾,即发射较宽的的脉冲,仍可以获得较高的距离分辨力。为什么要发射更宽的脉冲呢?看一下雷达方程就知道了,雷达的威力不仅取决于发射脉冲的峰值功率,还取决于发射脉冲的宽度,更宽的发射脉冲,可以获得更大的探测距离