雷达简介-雷达工作的基本参数-PART1

一、雷达简介
1、什么是雷达
雷达（Radar），又名无线电探测器，雷达的基本任务是探测目标的距离、方向速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和显示器等组成。
2、雷达的工作原理
雷达通过发射机产生足够的电磁能量，通过天线将电磁波辐射至空中，天线将电磁能量集中在一个很窄的方向形成波束向极化方向传播，电磁波遇到波束内的目标后，会按照目标的反射面沿着各个方向产生反射，其中一部分电磁能量反射到雷达方向，被雷达天线获取，反射能量通过天线送到接收机形成雷达的回波信号。这里要说明的是，由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达接收的回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没，接收机将这些微弱的回波信号经过低噪放，滤波和数字信号处理，将回波信号处理为可用信号后，送至信号处理机提取含在回波信号中的信息，将这些信息包含的目标距离方向速度等现实在显示器上。
二、雷达的基本用途
1、测定目标的距离
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。
根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2。
其中，
S为目标距离
T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间
C为光速
2、测量目标方位
是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。雷达发现目标，会读出此时天线尖锐方位的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
3、测定目标的运动速度
是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。（这里特别注意多普勒效应，当波束和目标存在相对运动时，频率会发生变化）
雷达根据作用的不通，功能也不同，在此雷达的功能就不一一介绍•••••••••••••••
三、雷达工作的基本参数
雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的。
1、雷达的探测距离
影响雷达探测距离其基本的公式: P_r=(P_t G_t)/(4πr^2 ) σ 1/(4πr^2 ) A_eff
其中
P_t = 雷达的发射功率（单位：瓦特W）
G_t = 雷达天线增益（单位：分贝db）
r = 雷达到探测目标的距离（单位：米M）
σ = 目标的雷达截面积（单位：RCS平方米）
A_eff = 接收天线的有效面积（单位：平方米）
P_r = 接收到的雷达功率（单位：瓦特W）

(P_t G_t)/(4πr^2 )
为雷达波的功率密度（每瓦特米的平方），
由雷达发射机产生，因电磁波的功率密度和距离平方成反比递减，
而这个发射出去的雷达波功率密度在照射到目标表面后的雷达反射截面RCS为符号σ米的平方表示，
被其目标表面雷达截面积反射其中一部分，因此这两项相乘的乘积就是到达目标后开始反射的
雷达功率 (P_t G_t)/(4πr^2 ) σ，而雷达波在次按照原路径从目标反射回来功率密度又一次
和距离成平方反比递减 1/(4πr^2 )，因此最后返回雷达接收天线的功率密度只剩下 (P_t
G_t)/(4πr^2 ) σ 1/(4πr^2 )，

而这个值最后还要再乘上雷达天线的有效接收面积A_eff，
最后才是雷达接受到的功率。因此雷达的探测距离和目标的“雷达反射截面RCS、雷达功率、天线增益、天线接收面积”这四项参数的大小的乘积的四次方根成正比。而雷达的RCS取决于目标物体的几何横截面积大小、反射率、和方向性。
1
不同物体的RCS大小不同（网络资料查得，仅供参考）
编号目标类型 RCS雷达截面积（м²）
1 飞机
2 战斗机 3-12
3 经隐身处理的战斗机 0.3-0.4
4 战术轰炸机 7-10
5 重型轰炸机 13-20
6 战略轰炸机 100
7 运输机 40-70
8 航空母舰 50000
9 水下航行的潜艇 0
10 驱逐舰 10000
2、雷达的主瓣旁瓣
相同条件下，雷达的波束越窄，天线的方向性越好，探测距离越远，但是雷达天线并不能把所有功率集中到单个波束上，雷达功率常被分成几部分，也就是常说的雷达的主瓣和旁瓣。
主瓣：主瓣是最大辐射方向周围的区域，通常是主波束峰值3dB以内的区域，是雷达主要的工作方向。
旁瓣：旁瓣是主波束周围辐射较小的波束，这些旁瓣通常是不希望的方向的辐射，会带来很多问题。
后瓣：很好理解，是指方向和主瓣方向相反的波束，也属于旁瓣。
旁瓣杂波：当主波束指向地平线时，旁瓣的很大一部分指向地面，即使旁瓣功率较弱也会导致很多杂波。这是因为与目标飞机相比，地面更接近雷达，旁瓣的回波强度和目标回波可能相当。旁瓣的杂波问题不能通过增加雷达发射功率来解决，减少旁瓣杂波问题的一个方法是多普勒处理，然而，旁瓣杂波在检测中仍然引起许多问题。由于旁瓣可能仍然指向目标，即使主瓣指向不同的方向，旁瓣也使得雷达更容易被探测到。因此，高功率旁瓣将不仅会警告尚未被主波束探测到的目标，这也给对方ESM/RWR更多的时间来分析雷达发射信号和定位雷达的位置，甚至趁机从旁瓣送入以假乱真的“欺骗”信号进行旁瓣干扰。

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