无线电定位系统与技术期末个人总结

无线电定位系统与技术

①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯⑰⑱⑲⑳

第一章：无线电定位系统概述

① 无线电定位系统基本概念

无线电定位技术：无线电定位（Radio Location ）技术是指利用无线电信号测定目标的位置、速度等参数的技术。

 无线电定位系统：利用无线电进行定位的系统称为无线电定位系统。

无线电定位系统的分类

（1）根据系统属性划分：

 雷达系统：各种一次雷达、二次雷达

 卫星定位系统: GPS 、GLONASS 、北斗定位系统、伽利略等

 无源定位系统

 蜂窝网定位系统

 其它定位系统：罗兰C（双曲线无线电导航系统，海距确认）

台卡（近中程低频相位双曲线无线电导航系统）

（2）根据定位技术划分：

 自定位和对其它目标的定位；

 合作式定位与非合作式定位；

 根据获得的坐标参数，可分为一维、二维、三维和四维定位，四维指距离、方位、仰角（或高度）和速度；

 静态定位和动态定位；

 单站定位和多站定位。

（3）根据平台划分：

 陆基无线电定位系统，系统安装在地面上（包括各种车辆上）；

 海基无线电定位系统，系统安装在各种舰艇船只上；

 空基无线电定位系统，系统安装在飞机上；

 天基无线电定位系统，系统安装在卫星、飞船上。

无线电定位系统基本定位技术

 基于电波传播时间的定位技术TOA（Time Of Arrival ）R＝TOA ×C/2

 基于电波波达方向的定位技术DOA（Direction Of Arrival）

 基于时间差的定位技术TDOA （Time Difference Of Arrival））

 混合定位技术综合利用TOA 和DOA ，或TDOA 和DOA

 ②雷达系统概述

雷达是一种典型的无线电定位系统。雷达RADAR，是Radio Detection and Ranging的缩写，原意是“无线电探测和测距”。

雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置的。

 除定位外，进一步发展到目标识别

雷达任务：

(1)从回波中检测有无目标

 (2)测量目标的距离、方向（方位角和高低角）

 (3)测量目标的多普勒速度（对应目标的径向运动速度）

 (4)从目标回波中获取更多有关目标的信息，例如目标的分类、敌我属性等

雷达应用

 军事：防空预警、火控、制导、炮位侦察校射、地面/ 海面目标探测

 交通：测速雷达、（车、船用）防撞雷达

 空中交通管制：航管雷达

 气象雷达：测云雨、风速

 遥感：合成孔径雷达测绘、勘探、边坡检测、探地雷达、穿墙成像

 安检：检查炸药、枪支

 生命探测：生命探测雷达

几种常规雷达

 动目标显示（MTI）雷达

 动目标检测（MTD）雷达

 脉冲多普勒（PD）雷达

 相控阵雷达

 连续波（CW）雷达

 合成孔径雷达（SAR）

几种新体制的雷达：

 外辐射源雷达

冲激脉冲雷达

 超宽带（UWB ）雷达

 超视距雷达（OTHR ）：天波OTHR 、地波OTHR

 逆合成孔径（ISAR ）、双基地SAR

 谐振雷达

 极化雷达

雷达发展趋势：

 低副瓣和超低副瓣平面相控阵天线
 有源相控阵雷达、数字阵列雷达
 高分辨：一维距离像、合成孔径雷达（SAR、逆合成孔径雷达（ISAR））
 雷达载体向空基、天基发展
 多功能、一体化（如 F35 有源相控阵）
 双多基地雷达、外辐射源雷达
 雷达的工作频率向两端扩展
 雷达组网技术向综合空地一体化方向发展

威胁与挑战

电子干扰

超低空飞行器 具有掠地、掠海能力的低空、超低空飞机和巡航导弹

隐身飞行器隐身飞机、隐身无人机、隐身巡航导弹、隐身舰船等，雷达散射面积比常规兵器小20 ～30dB

反辐射武器  反辐射导弹、反辐射无人驾驶飞机

 ③卫星定位系统

GPS:

GPS 的主要特点和应用

 CDMA 体制

 24 颗星位于6 个轨道平面上

 7 维信息：时间（精度100ns ）、三维位置、三维速度

 用途广泛，自动化程度高

 观测速度快，定位精度高

 经济效益高

测距原理

（1）伪码测距

利用伪码自相关函数在相位差为零或整周期处出现最大值的特性测距。

（2）载波测距

 如能测定载波信号传播的周期数，即可测距。但整周数N 不能测，只能测得不足一周的相位，故存在着整周模糊度

定位技术

(1)单点定位 （导航定位）和精度

单点在同一时刻，测定四颗卫星的伪距即可定位

定位精度：



（2）差分定位

 在已知点和未知点上，同步观测四颗以上GPS 卫星，求解未知点位置，称为相对定位，或差分定位；定位精度可达3~5m。

 分为静态、动态

（3）高精度载波相位测量，相对定位

 静态定位：1cm ～1mm

 动态定位：0.1~0.5m

GLONASS:

轨道上运行的卫星有24 颗（21 颗工作卫星＋3颗在轨备用卫星），每个轨道面上均匀分布8 颗卫星。卫星高度19100km ，轨道倾角64.8 度，卫星的运行时间为11 小时15 分钟；发射信号频率为1.6GHZ 和1.2GHz。

 FDMA  定位精度10 ～15m

伽利略：

伽利略系统的星座是由分布在3 个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO ）组成，每个轨道有10 颗卫星，其中9 颗处于工作状态，1 颗留作备用。

北斗一号：

我国的双星定位导航系统称为“北斗一号”是我国自主研制的全天候、全天时的提供卫星导航定位信息的区域性导航定位系统 具有快速导航定位、双向简短报文通信和定时授时3大功能3颗星，1颗备用，实际用2颗星 地球同步轨道

双星定位系统：

双星定位系统采用三球交会测量原理进行定位，利用两颗地球同步卫星做信号中转站

1测站点收发机接收一颗卫星转发到地面的测距信号，并向两颗卫星同时发射信号做应答；

2 两颗卫星转发此应答信号到地面中心站；

3 地面中心站根据此应答信号及其它数据（高程）计算测站位置；

4地面中心站将位置信息发给卫星，测站收发机在规定时间后，接收到卫星转发信号，便可在显示器上显示出定位结果。

与美国的GPS 系统和俄罗斯的GLONASS 系统相比有以下特点：

1 使用范围不同。 双星定位系统是区域性卫星导航定位系统，只能用于我国及其周边地区；而GPS 和GLONASS 都是全球性导航定位系统

2 卫星的数量和轨道不同。双星定位利用的是3颗卫星，位于高度近3.6 万千米的地球同步轨道上

3 定位原理不同

4 用户容量不同 ：双星定位系统的用户设备容量是有限的GPS和GLONASS 是单向测距系统，用户设备容量是无限的

5 实时性不同： 双星定位系统时间延迟长，因此对于高速运动体定位误差大

GPS 和GLONASS 定位快，对运动平台定位精度高

④无源定位系统

定义：系统本身不发射信号，对目标辐射或反射的信号进行检测，单站或多站根据测量到的目标参数（波达方向DOA 、到达时差TDOA 等）对目标进行定位

目标自身辐射信号：

声(声测设备）、光（红外/可见光）、电（雷达、通信等）

目标反射其它辐射源(外辐射源)信号:TV、调频广播、通信基站、GPS、其它雷达等

无源定位系统特点:

1 无发射机,无源、隐蔽、安全,提高了系统的生存能力和可靠性

2 需要目标辐射信号

3 作用距离远

4 需要多站协同工作，多站间需要通信，要有统一的时间基准

5 系统需要复杂的计算才能获取目标的位置

6 系统性能与各接收站布局有关

 ⑤蜂窝网定位系统

定义：利用蜂窝无线通信系统的无线信号来对移动台进行定位，通过移动台和无线网络的配合，获取移动台的地理位置信息。

 蜂窝网络基本定位技术

1场强定位

2 TOA

3 TDOA

4 AOA(Angle-of-Arrival)到达角度测距

 5混合定位技术

蜂窝网络定位方案

 基于移动台的定位方案：移动台根据接收到的多个已知位置发射机发射信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息（如场强、传播时间、时间差等）确定其与各发射机之间的几何位置关系。（每个手机都有GPS ，没用了）

 辅助GPS 定位方案:

由集成在移动台上的GPS接收机和网络中的GPS辅助设备，利用GPS 系统实现对移动台的自定位。

基于网络的定位方案：也称为远距离定位系统或反向链路定位系统

 多个基站接收机同时检测移动台发射的信号，将各接收信号携带的与移动台位置有关的特征信息送到网络中的移动定位中心进行处理，计算出移动台的估计位置。

（公安部门跟踪嫌疑犯有用）

 ⑥无线电频率资源

第一章思考

1 无线电定位系统主要分成几大类? 各有什么特点?

2 雷达定位原理与卫星定位系统、蜂窝移动台定位系统、无源定位系统有什么不同？

3 无源定位系统与雷达相比，优势是什么？有什么应用局限？

4 目前正在使用的几种卫星定位系统各有什么特点？

5 为什么要合理安排使用无线电频率资源？

第二章、雷达系统结构与工作原理

 ①雷达系统结构

雷达系统结构和基本工作原理

 1双基地雷达：发射天线、接收天线分置

 2单基地雷达— 非相参体制雷达

 3单基地雷达— 相参体制雷达

 4双/ 多基地雷达（相参）、外辐射源雷达、MIMO雷达

非相参雷达

T/R开关

快速转换开关，保护接收机免受发射机泄漏能量的损坏.发射时，大部分能量传输到天线，通过TR1和TR2的小部分泄漏能量被假负载吸收。接收时，微弱信号通过TR1和TR2传输到接收机

环行器

环行器为三端口器件，当端口1为输入，端口2为输出，则3端口为隔离端口，能量几乎不能穿过，以此类推，一般UHF读写器上用环行器为顺时针方向流通，当端口1为TX输出时，RF信号会从端口2而流过，而端口3即RX端口为隔离端，具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果，相反，当端口2作为收发复用端接收信号时，信号会按顺时针进入端口3，此时泄露到TX端口的能量非常小，可以忽略，而TX泄露到RX端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果，因此需根据接收端LNA参数，在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离，但由此产生一个问题，因为RX接收的有用信号本身已经很少，在进行TX端泄露信号衰减的同时，RX端有用信号也被进一步削弱，因此也会影响到LNA的接收，因此，用环行器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于TX输出功率给定且ERP不超过相关规定的情况下，要提高接收机灵敏度，必须考虑增大收发两路的隔离度，方法有很多，视具体需求而定（from百度）

汇流环

汇流环又称滑环，是雷达旋转部分和固定部分形成电能和（电和光）信号连续的连接。

非相参体制雷达存在问题是：

 1 发射机一般采用磁控管发射机

 发射频率不稳定，前后脉冲间不相参，无法做相参处理

 只能发射简单脉冲波形，无法发射复杂调制波形，容易被敌方侦察

 只能手动操作改变发射频率，不能捷变频

 磁控管发射机可靠性差，影响整个雷达系统可靠性

2 操作员通过观察PPI 显示器判断有无目标，估算目标的方位和距离，精度差，同时操作员易疲劳。

相参雷达

 ②频率综合器

（1）为雷达系统提供各种定时信号和相参频率信号

 为发射机提供具有一定载频和波形的射频激励信号

 为接收机提供本振（LO ）和正交相位检波信号

 为信号处理机提供采样时钟（接收信号处理机的触发脉冲和波形控制命令）

 （2）是雷达系统实现接收与发射相参的关键

频率源分类

 （1）自激振荡源

晶体振荡器、腔体振荡器、介质振荡器、压控振荡器（ VCO ）等

 （2）合成频率源

 直接模拟式：对基准频率进行各种各样的加减乘除

 间接模拟式：利用模拟锁相环锁定VCO 来实现频率合成

 直接数字式：使用数字技术完成频率和波形的合成

 间接数字式：由数字锁相环构成，包含数字分频器和数字鉴相器

模拟合成法：用振荡器（如VCO ）和锁相环（PLL）等器件实现。生成信号的杂波成分多，频谱纯度低，频率分辨率与频率转换时间的矛盾始终难以解决

 数字合成法：具有频率转换时间短、频率分辨率和相位分辨率高、体积小等优点，但杂散较高

频综主要指标有：

(1)标称频率：频综输出信号频率的标称值

 (2)频率精度：频综输出频率在室温（25 °C）下相对于标称频率的偏差

 (3)频率范围：频综输出信号频率的范围

 (4)频率间隔：频综输出不同频率信号的最小频率差

 (5)频率捷变时间：频综从一个频率跳变到另一个频率所需要的时间，该时间越短，频综的跳频速度越快

 (6)频率稳定度：在指定温度范围内频综输出频率相对于25 °C 测量值的最大允许频率偏差，一般表示成相对值，频率稳定度分长期稳定度和短期稳定度

 (7)输出信号带宽：指频综输出信号的3dB 频域宽度

 (8)相位噪声：表示振荡器频谱纯度的性能参数，通常定义为载波发生某一频率偏移时在1Hz带宽内的相对于载波的单边带功率密度，单位为dBc/Hz

 (9)杂散：频综输出信号中包含不需要的非规则的随机的频率分量，单位为dBc

 谐波：单位为dBc（dBc是某一频点输出功率和载频（Carrier）输出功率的比值的对数表示形式。）

 ③雷达发射机

发射机为雷达提供大功率射频信号，经馈线和收发开关（或环形器）由天线辐射出去

 从构成方式上分为：

单级振荡式发射机（产生不了复杂波形）

主振放大式发射机（对频综产生的信号放大）

 从器件种类上分为：

微波电子管发射机（高压、可靠性差）

固态发射机

单级振荡式发射机：结构比较简单，它所提供的大功率信号直接由一级大功率振荡器产生，并受脉冲调制器的控制，因此振荡器输出的是受到调制的大功率射频信号

振荡器：在米波波段采用超短波三极管或磁控管，分米波采用微波三极管或磁控管，厘米波采用多腔磁控管

优点：简单、经济

缺点：频率稳定性差(一般为10 -4,采用稳频装置及自动频率调整系统后也只有10-5)

 占空比低，平均功率低

 产生不了复杂波形

 相位不相参:相继的射频脉冲之间的相位不相参,不能满足MTI/MTD 雷达、脉冲多普勒（PD）雷达的要求

 可靠性差，影响整个系统可靠性（日本船用雷达磁控管可靠性比较高）

 频率调整困难

主振放大式发射机：主振放大式发射机是用一级或多级放大器，把低功率的稳定振荡源的输出，放大到所需功率

速调管：增益高，功率大，带宽宽（相对带宽8 ％～10 ％），效率高，需要高压和X 射线屏蔽

行波管：增益、功率、效率比速调管稍低，带宽宽，适用于中等功率

混合速调管：与速调管相似，相对带宽15 ％～20 ％），有行波速调管、扩展互作用型速调管、聚束腔速调管等型号

正交场放大管：功率大，效率高，带宽宽，增益低（约10dB）噪声、稳定度稍差，电压低

优点: （1）具有很高的频率稳定度

 （2）发射相位相参信号

 （3）能输出频率捷变信号

（4）频率综合器可采用频率合成技术产生快速跳频信号提供给发射机

 （5）能输出复杂波形，频率综合器产生复杂波形

缺点：高压，可靠性差

固态发射机：

固态发射机优点：

（1）不需要阴极加热、寿命长，不消耗阴极加热功率，也没有发射机的预热延时

（2）工作频带宽、电源效率高

（3）占空比高（占空比定义）

（4）动目标改善因子高（发射机引起的附加干扰小），能达到70dB，而真空管发射机的改善因子在50dB 左右

（5）可靠性高、可维修性好

（6）体积小、重量轻

（7）派生能力强

（8）系统设计和运用灵活

雷达发射机的主要技术指标

(1) 工作频率及工作带宽（相对带宽）

（2）工作占空比

(3) 输出功率

(4)发射机效率（无用能量转换为热辐射）

(5)饱和放大、线性放大（如对OFDM波形正交频分复用技术）饱和放大效率高，对发射波形有什么要求？

(6) 稳定度和频谱纯度

(7)可靠性：大功率发射机是系统可靠性的关键

④天线:

天线是一个导波和辐射波的换能器.在发射时，天线把发射机送来的高频电流变换成辐射波并将辐射能量集中到所要求方向的赋形波束内（搜索雷达、跟踪雷达波束不一样）。在接收时，天线接收目标散射的电磁波，把它转变为高频电流经馈线输送给接收机。

赋形波束 :如余割平方波束（应用于警戒雷达，满足高低波束大范围搜索的需要）、展宽波束等。

八木天线: 优点：结构轻巧、制作简单、经济适用等  缺点：带宽窄

喇叭天线: 喇叭天线结构简单,使用方便,可以作为独立的天线,更多作为其它天线的馈源

平板型天线: 基站天线应用最为普遍的是平板型天线

抛物面反射器天线:反射面天线由馈源与反射构成。馈源的主要作用是辐射，反射面的主要作用是形成期望的方向图。常用的反射面由导电良好的金属材料制成。应用广泛的是各种抛物面天线。

卡塞格伦天线:是一个双反射系统，它由三部分组成：主反射面，副反射面和馈源

 主面为旋转抛物面，焦距为f，焦点为F.副面一般为双曲面，其虚焦点与F 重合，实焦Fp 在主面顶点附近，双曲面上任一点到两焦点的距离差等于常数.

 使用卡塞格伦天线，馈源可以放在反射面的后面，从而避免了口径阻挡。同时，减小了传输线的长度。

• 技术特点

（1）提高口面利用系数，改善天线增益；

（2）缩短了馈线长度，结构紧凑，噪声系数低；

（3）实现了长焦距抛物面的性能，缩短了的天线纵向尺寸

（4）减弱了对馈源匹配的影响

缺点：副反射面、副反射面的支杆以及馈源会在主反射面上带来遮挡影响，副瓣抬升、增益降低（遮挡和副瓣影响较大）

波束类型：

电子扫描方式主要分为3 种：相位扫描、频率扫描和数字波束形成（DBF）

• 表征天线的主要参数

– 增益

在输入功率相等的条件下，实际天线最大辐射方向功率密度与理想的全向辐射天线功率密度之比

- 方向性系数D（表示天线向某一个方向集中辐射电磁波程度的参数）

定义：远场区最大辐射方向上的功率密度（辐射强度）与平均功率密度之比

增益与方向性之间的差别是天线损耗：

有效口径与口径效率：

– 方向图（描述天线发出无线电波的强度与方向（角度）之间依赖关系的图形）

表示天线辐射特性的数学函数或图示的空间坐标函数，增益在空间中分布曲线。坐标可以是：极坐标、直角坐标

– 波束宽度Beam Width– 主瓣3dB宽度

与天线的孔径有关

波束宽度与雷达的哪种性能相关？

波束窄，搜索效率低

– 输入阻抗（天线输入信号电压与电流之比。）

阻抗匹配– 指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式

最大功率传递定理

特征阻抗：50欧/75欧/100欧

– 驻波比（行驻波的电压峰值与电压谷值之比，此值可以通过反射系数的模值计算）

VSWR=(1+反射系数模值)/(1-反射系数模值）

– 极化方式

1.同极化接收（涉及到天线的选择）

垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用右旋极化特性的天线来接收…

2. 极化完全隔离：正交

3. 去极化（depolarization）:目标发射的电磁波一般都不再与入射的电磁波相同

 ⑤接收机

功能：在杂波、噪声和各种干扰中放大所需回波信号，使输出信号与干扰功率之比达到最大，并把所需信号放大到能把目标信息显示给操作员，或放大到便于信号处理机检测的电平分为超外差式、直接变频接收机（又称零拍接收机）等类型

超外差式雷达接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好和实用性广等优点，在雷达和通信系统中得到广泛应用

接收机的噪声

 外部噪声

由天线进入接收机的各种人为干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线热噪声等。

 内部噪声

接收机内部器件产生的噪声

超外差式雷达接收机的主要组成

 射频部分,又称为接收机“前端”,包括接收机保护器、低噪声放大器、混频器和滤波器；

 中频部分，包括中频滤波器、数控衰减器和放大器；

 视频部分，包括正交相位检波器、低通滤波器和视频放大器。

超外差式接收机：

中频部分：

 包括中频滤波器、中频放大器和中频衰减器。中频信号放大之前应经过中频滤波以减少不需要的频率分量、抑制带外干扰；

 中频放大器的输出，除了需要的频率分量外，还有其它不需要的成分，也需要通过中频滤波器予以滤除。

视频部分：

包括相位检波器、低通滤波器和视频放大器。正交相位检波信号频率等于中频，2 路信号要求幅度相等、相位相差90度。

 输出同相（I）和正交（Q）两路信号。理想情况下，要求I 、Q 两路信号正交，即幅度相同，相位相差90度。由于相位检波器、低通滤波器和视频放大器采用模拟器件，很难保证两个通道的一致性，I 、Q 两路信号的正交性不够好，导致镜频抑制比不高，一般在60dB以下。

数字化接收机

数字化接收机主要有2 种：射频数字化中频数字化

 射频数字化接收机没有中频，射频信号放大后直接进行A/D 变换和数字下变频（DDC ）。受A/D 转换速率的约束，射频数字化接收机工作频率一般在Ka波段以下。

 数字中频接收机结构仍是超外差型，先由模拟频率变换把RF 信号变到较低的中频（IF ），对此中频信号进行采样，然后进行DDC 。

数字接收机与模拟接收机相比有以下优点：

 （1）适应性好

 （2）线性动态范围宽，对窄带信号可到90dB 以上

 （3）理想正交性，I 、Q 两路信号的正交性好

 （4）传输无误差，数字传输

 （5）低成本

信道化接收机：

接收机主要参数：

（1）接收机保护

 （2）接收机的工作频率范围、带宽

 （3）中心频率

 （4）噪声系数、灵敏度

 （5）动态范围

 （6）增益、增益控制

 （7）镜像频率抑制比

噪声系数

为了使接收机的总噪声系数小，要求各级的噪声系数小,各级内部噪声的影响不相同，级数越靠前，对总噪声系数的影响越大。因此，接收机要采用高增益低噪声放大器（LNA）

接收机动态范围表述能够正常工作所容许的输入信号强度范围。信号太弱，它不能检测出来，信号太强，接收机会发生过载饱和。

为了防止强信号引起过载，需要大的接收机动态范围，因此需要增益控制电路。

 自动增益控制（AGC））

 灵敏度时间控制（STC））

 灵敏度频率控制（SFC））

 杂波图（Clutter Map））

• 自动增益控制

– 根据回波信号强度自动调节接收机增益，大信号时调低增益、小信号是调高增益

– 使回波信号的功率范围处于接收机线性放大区间

• 实现方式

– 增加可变衰减器

• 程序增益控制

– 根据回波信号强度，通过程序调节接收机增益,大信号时调低增益、小信号是调高增益

– 使回波信号的功率范围处于接收机线性放大区间

• 实现方式

– 增加数控衰减器

• 灵敏度时间控制（Sensitivity time control：STC）电路用于雷达接收机克服近程杂波干扰，使近距离回波信号增益低，远距离回波信号增益高

– 同等RCS的目标回波信号功率与距离的4次方成反比

– 按照雷达探测距离变化反向调节接收机

• 灵敏度频率控制（SFC ）电路作用与STC 电路一样，适用于调频连续波信号

接收机的非线性失真：

非线性失真：如互调失真，交调失真，产生2 次及高次谐波、3 阶交调、高阶交调

等有害信号。

输入信号频率：f 1 、f 2 ；

谐波: 2f 1 2f 2 3f 1 3f 2 ；

3阶交调： 2f 1－f 2 ， 2f 2－f 1

镜像频率抑制比： 理想情况下，I、Q两路信号组成复信号，其傅立叶变换在频域不存在镜像。但模拟接收机正交相位检波输出的I 、Q 两路信号很难做到理想正交，这时会导致镜像频率的存在I、Q两路信号理想部分与其镜像部分功率之比定义为镜像频率抑制比，简称镜频抑制比。

 ⑥雷达信号处理机

对感兴趣的目标信号进行检测

 提取出目标参数（距离、方位角、高低角、径向速度等）

处理要求：

（1）运算量、吞吐量、存储量

 信号带宽

 通道数

 采样位数

 （2）实时：基本要求

 （3）高速：要求有小的系统延时

 （4）可靠性：设计有裕度，芯片、电路板、焊接，高低温、温度冲击检验

 （5）系统可重构、重配，部分器件坏，保证最重要的功能

硬件互联方式：

（1）紧耦合（共享总线）

 多个处理单元共同使用一套数据总线

 结构规则，传输效率高

 芯片较少时，可以达到较高的并行加速比

 芯片较多时，总线冲突和等待，效率下降

（2）松耦合（分布式）

 连接方式多，线形、星形、树状等，不共享数据

 结构较复杂，有传输延时

 可扩充性和灵活性强

 重构能力和容错能力强

 较大规模处理机一般结合两种方式

多处理器并行处理

 （1）流水型并行处理

（2）并发型并行处理

（3）局部并发全局流水并行处理

（4）局部流水全局并发并行处理

动态可重构硬件架构：

 可重构：根据运算情况重组自身资源，实现硬件结构自我优化、自我生成的计算技术

 FPGA 动态可重构技术：通过资源的时分复用,对功能进行动态配置,满足大规模应用

 按可重构系统耦合度：紧耦合型、松耦合型

 按重构单元颗粒：细粒度、粗粒度、混合粒度

 按重构方式：静态重构、动态重构

静态可重构：在可重构件运行之前对其进行预先配置，在运行过程中其功能保持不变

动态可重构：在可重构件运行过程中，根据不同需要对其进行配置,改变其电路结构，实现

不同的功能，对重配置时间要求比较高

 基于SRAM 结构的FPGA ，在一定的控制逻辑的驱动下，对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速功能变换和时分复用

 分为全局重构和局部重构（其余部分的工作不受影响）

 ⑦雷达终端

终端完成人机交互功能，它接收信号处理机发送来的目标参数，进行有效的数据处理（如航迹处理），将提取的目标信息、系统状态以及其它多种有益的辅助信息以直观、有效的方式呈现给用户。

 在显示器上显示目标的斜距、方位角、仰角（高度）中的一个、二个或三个

显示器是雷达终端设备之一，用信号幅度或亮度形式显示目标、杂波原始信息，显示目

标在空间的位置，数字显示器还可显示目标航迹信息

 A 型，距离显示器，水平方向表示距离，垂直方向表示信号强度

 B 型，距离— 方位显示器，水平方向表示方位，垂直方向表示距离

 P型，环视显示器，也称平面位置显示器（PPI ），其距离由径向距离表示

 ⑧监控设备

监控设备主要作用：

 控制系统工作模式、工作参数等；

 显示系统工作状态、故障位置

 ⑨雷达系统指标

战术指标：

探测范围（最小、最大作用距离），方位、高度

覆盖范围（不同体制、功能雷达覆盖范围不同）

 分辨力：距离、速度、角度（方位、俯仰）

 精度：测距、测速、测角（不同功能雷达精度不同）

 数据率：搜索、跟踪状态不同，和扫描方式（机械/ 相位扫描）有关

 可靠性：MTBF > 400 小时（关键在发射机）

 可维修性：平均故障修复时间

 抗干扰能力：频率、波形捷变、重频参差，空域滤波、副瓣对消、副瓣匿影等

 低截获（LPI ）性能

 机动性能（架设、撤收时间）

 体积、重量、功耗

 环境适应性（高温，低温，湿度，盐雾，震动，冲击）

 电磁兼容性

技术指标：

工作频率、波形（脉宽）、带宽

 脉冲重复频率（PRF=1/PRI ）、占空比

 发射机功率（Pt ）和效率

 天线形式、增益（Gt ）、波束方位/ 俯仰宽度、极化、方位/ 俯仰扫描方式

 赋形波束（警戒雷达采用赋形波束的原因）

接收机增益（数控衰减范围）、带宽、灵敏度、动态范围（图示干扰信号、最小可检测信号、噪声的相对电平，AD 采样范围）、通道数

 信号处理方法（抑制杂波及其它干扰，相参积累方法、增益，恒虚警率检测方法等）

 终端显示方式（显示终端、监控终端）

 内建自测试（BIT ）要求

 硬件三防要求：防潮，防尘，绝缘

 软件规范性

MTI/MTD 雷达

 多普勒速度：

获取相参振荡电压的方法

 雷达杂波及目标频谱

 动目标显示（MTI ）技术

 只利用幅度信息（包络检波）处理性能受限，原因如下：

 我们看到杂波+ 运动目标的回波，下一个脉冲即使幅度不变，相位也是变的（相位变化量正比于目标径向距离的变化量），作为复数是变化的回波采样后数据如果是复数（I 、Q ，幅度、相位），对消性能会提高

雷达系统相参概念

下一个脉冲目标移动距离很小，波形移动不明显（径向距离移动1.5cm ，时延才变化0.1ns ），但相位变化明显

 正交相位检波（得到回波的相位信息）：区分运动和静止目标

 相参接收的目的:工作频率不变条件下，使目标回波相位只与其延时有关，与发射初相位无关

 根据脉冲雷达所用发射机的种类，即主振放大式和自激振荡式，分为两类：

1）全相参动目标显示；

2）中频锁相相参动目标显示。

连续波雷达：

脉冲信号：

杂波功率谱：

运动目标的回波：

Sweeling四种起伏模型：

动目标显示（MTI ）技术

 正交相位检波器输出回波：

 固定目标 的回波是幅度、相位不变（慢变）的脉冲串

 运动目标 的回波是相位变化的脉冲串

 杂波+运动目标 的回波是幅度、相位都变化的脉冲串

将相邻重复周期的信号相减消除固定目标回波：

 固定目标由于振幅不变而相互抵消

 运动目标回波相减后剩下相邻脉冲变化的部分（注意是时域）

两脉冲对消：

频率捷变的两脉冲对消：

两脉冲对消频域表达式：

三脉冲对消：

频率捷变的三脉冲对消：

频率响应：

采用数字式对消器的优点

 (1)稳定可靠，便于维护，体积小重量轻

 (2)容易得到长的时延（多个PRI），因而便于实现多脉冲对消，以改善滤波器频率特性

 (3)容易实现脉冲重复周期（PRI）的参差跳变，以消除盲速并改善速度响应特性

 (4)容易和其它数字式信号处理设备配合，以提高雷达性能

 盲速：

目标有一定的径向速度，但是其回波相位变化整周期（360° ）对消器输出为0

产生盲速条件：Fd=n*Fr

怎么解决盲速问题？ 2种以上脉冲触发间隔（PRI）交替工作

参差脉冲重复频率技术:

 改变PRT,使回波不再满足“盲速”的条件用二个以上不同重复频率交替工作,就可以改善 “ 盲速 ”

盲相： 不存在盲速时,对消器输出为0 的特殊现象.是由相位检波器特性引起的，产生盲相后将减弱雷达对运动目标的检测能力

点盲相和连续盲相：

点盲相：盲相不连续发生

连续盲相：盲相连续发生

连续盲相：(1)有强杂波存在,且接收机限幅，这时运动目标回波会连续丢失(非相参MTI）

(2)运动目标多普勒速度为且其矢量与检波信号正交fd=1/2n*fr

出现连续盲相，怎么解决？ 正交相位检波，双通道对消

对多普勒速度范围已知的目标，怎么优化MTI 滤波器，是输出信噪比最高？

答：优化对消时间间隔

杂波谱展宽，改善因子提高还是降低？答：降低

MTI 滤波器能测速吗？答：不能

MTD

MTD是MTI的改进，同属雷达信号的频域处理范畴

多普勒滤波器带宽怎么确定？答：由积累时间决定

窄带滤波器组信号处理的优点：

（1）对地杂波的抑制效果好

（2）对运动杂波的抑制效果较好

（3）信噪比（SNR ）有相应的提高，对白噪声，理论最大增益为N

N 个脉冲积累，SNR 增益提高到N 倍需满足什么条件？

答：N个脉冲同相叠加，目标信号幅度不变

匹配滤波：

MTD 的三个改进：

（1）改善滤波器的频率特性，使之更接近于匹配滤波（与脉冲串匹配），以提高改善因子

（2）与MTI相比，能够检测强地物杂波中的低速目标甚至切向飞行的大目标

（3）不仅能抑制平均多普勒频移通常等于零的固定杂波，而且还能抑制如气象、鸟群等引起的运动杂波

雷达信号处理：

雷达信号处理的任务是对感兴趣的目标信号进行检测并提取出目标参数（距离、方位角、高低角、径向速度等）

不采用对消技术的多普勒滤波器：

采用对消技术的多普勒滤波器：

自适应动目标显示（AMTI ）技术

 运动杂波频谱中心偏离零多普勒频率，直接对消效果不好，对消剩余很大。

 自适应MTI实时地测量杂波的平均多普勒频率，将MTI滤波器的凹口对准杂波，提高杂波抑制效果。

根据建立的距离- 方位杂波图进行动态切换，杂波存在时使用MTI 滤波器，无杂波时不用MTI 滤波器

 存在运动杂波时，先做AMTI处理，再做多普勒滤波（FFT）

第三章、基本理论和技术



目标靠近雷达，若雷达接收机采用高本振（比射频信号频率高），对中频采样、 DDC 后数据分析多普勒频率，以下描述哪个正确？

答：多普勒频率为负数

关于雷达最小可测距离（距离遮挡），以下描述哪个正确？

答：发射脉冲宽度越宽，最小可测距离越远

关于雷达最大不模糊测量距离，则脉冲触发间隔（PRI）越大，最大不模糊测量距离越远

关于雷达探测目标的距离分辨性能，发射信号带宽越宽，分辨率越高

关于雷达探测目标的多普勒速度分辨性能，相参积累时间越长，多普勒速度分辨率越低

雷达发射峰值功率、相参积累时间一定情况下，发射脉冲宽度越宽，作用距离越远

短脉冲雷达的局限

（1）有些雷达需要高距离分辨率

目标特性/ 识别

测量精度

（2）高距离分辨率可由短脉冲得到

（3）短脉冲雷达的局限

 为获得大的脉冲能量需要很高的峰值功率,峰值功率高会形成电弧,特别是在高频率情况

 例子：典型的机载预警雷达

峰值功率为1MW ，脉冲宽度1us ，距离分辨率150m,一个脉冲的能量是1 焦耳

 距离分辨率15cm ，脉冲能量1 焦耳，脉宽1ns，峰值功率为1GW

 和地基雷达相比，机载雷达击穿电压更低

模糊函数

两个靠近的目标距离上分不开，依靠多普勒速度分辨，需要满足什么条件？

答：相参积累时间>1/两个目标的多普勒速度差

用均方差准则作为分辨准则，两个目标回波信号的均方差为

定义复模糊函数（ AF）为：

定义模平方模糊函数为：

决定相邻目标的时延-多普勒两维分辨率，它越大，均方差越小，两个目标就越难分辨。

模糊函数特性：

我们需要雷达发射波形具有的模糊函数特点是什么？

1）高的距离分辨率

2）脉宽宽（占空比大，平均功率大），有利于看远距离目标（但存在距离遮挡问题）

3 ) 高的多普勒频率分辨率

4）低副瓣：抑制杂波和其它干扰

巴克码：

概念：脉冲压缩雷达的发射信号一般为调频信号和二相编码信号。在有限的二相编码序列中，巴克码序列为最佳序列，它具有理想的自相关特性，在PD 雷达中得到了广泛的应用。

特性：巴克码序列是相位编码信号的一种，具有理想的自相关特性。巴克码的自相关函数的主峰和旁瓣均为底边宽度为 2T 的等腰三角形，主瓣峰值是旁瓣峰值的13 倍。能够找到的巴克码只有 7 种，子脉冲长度分别为：2，3 ，4 ，5 ，7 ，11 ，13 。已经证明巴克码的最大长度为 13 位。 [

靠1 个脉冲对目标进行多普勒分辨，可行吗？

答：一般不可行，需满足一定条件才能分辨

相参脉冲序列（简单脉冲）的模糊函数：板钉型

关于雷达最大不模糊多普勒速度，以下描述哪个正确？

答：脉冲触发间隔（PRI）越大，最大不模糊多普勒速度越小

互模糊函数：

目标雷达特性

目标雷达特性： 指目标在雷达发射电磁波作用下所表现出来的物理性质

 散射波的性质将不同于入射波的性质，这是由于目标对入射电磁波的调制效应所致

目标雷达特性主要取决于：

 目标尺寸和雷达波长间的关系

 目标结构形状

 目标所用材料

 雷达发射信号的极化方式等

极化方式：水平、垂直、右圆极化、左圆极化、椭圆极化

1 瑞利区

 波长>> 目标尺寸  点目标

2 谐振区

 波长与目标尺寸相当，有谐振频率，谐振频率与目标尺寸结构有关

 点目标

3 光学区，波长<< 目标尺寸

 对光滑表面表现光学特性，散射强度与角度关系很大；

金属表面不连续部分产生后向散射。

 带宽窄，仍是点目标

 大带宽，距离分辨率<< 目标尺寸，线目标、面目标,一个目标的多个强散射点在距离/ 方位上占据多个单元。

匹配滤波



脉冲压缩(对大时宽带宽积信号进行匹配滤波)

 雷达发射脉冲宽度比较宽的单频信号有什么问题

答：距离分辨率差、作用距离远、距离遮挡严重

大时宽带宽积信号

1 ）调频信号

 线性调频信号（LFM） chirp

 非线性调频信号（NLFM）

2 ）跳频信号

 步进频（频率步进）：锯齿波、三角波

 随机跳频（频率编码）

3 ）相位编码信号（伪随机序列）

 二相码：巴克码、m序列（最长序列）、合码

 多相码：Frank码、霍夫曼码、P1、P2、P3、P4码

相位编码-- 调频组合信号

脉内捷变频信号

线性调频脉冲压缩

线性调频信号特点：

 具有可以选择的 “ 时宽带宽乘积 ”

 具有平方律的相频特性

当回波数据点数多，卷积计算慢，怎么办？

答：利用FFT和IFFT进行快速计算

对线性调频信号进行频域脉冲压缩，如何降低线性调频信号脉压后的副瓣？

答：频域加窗

匹配接收（滤波）：时域卷积 画图示意

对 chirp 信号进行脉冲压缩，采用频域加窗，缺点是什么？

答：SNR下降

非线性调频信号脉冲压缩

 特点：不损失SNR ，同时具有低的距离副瓣

 产生器件：SAW ，DDS 、FPGA+DA

 波形产生原理：相位驻留原理

 脉压：SAW ，FPGA 、DSP 、CPU

多普勒频率比较高时，S型非线性调频信号的脉压输出幅度降低，副瓣升高，怎么解决？

答：补偿目标回波的多普勒频移

相位编码信号脉冲压缩

（1）相位编码信号特点

（2）巴克码

（3）m序列

相位编码信号特点

 时宽为码长乘以子脉冲宽度： τ=Nτc

 等效带宽近似为子脉冲带宽：B=1/τc

脉冲压缩比（积累增益）= 时宽带宽积 D=τB=N

M序列

M 序列的特点

 m 序列的周期长度是2n-1，n为本原多项式的次数

 m 序列一个周期段中，1出现次数比0 多1个

 m 序列编码通常有周期和非周期两种使用方式

利用m 序列能组合成Gold 码，一组Gold 码不是严格正交，是准正交码

相位编码信号脉冲压缩一般采用时域脉压还是频域脉压？

答：相位编码信号：时域脉压频域脉压都可以

 m 序列脉压输出副瓣有何特点？

答：与巴克码对比，m 序列脉压输出副瓣特点：比较杂乱，波形确定情况下副瓣位置是固定的

 如何抑制其副瓣？

答：如何抑制其副瓣：脉压后再卷积一个副瓣抑制滤波器，与chirp信号降低副瓣的方法不同

若m 序列前一部分被截掉,只对后一部分进行脉冲压缩，输出信号幅度和副瓣会有什么变化？

答：输出信号幅度变小，相对副瓣变高

单天线脉冲体制雷达，距离遮挡怎么解决？

答：发射宽、窄结合的脉冲

发射脉冲长短结合，先发一个窄脉冲，再发一个宽脉冲，带宽相同。

窄脉冲探测近距离目标，宽脉冲探测远距离目标

信号检测准则：

贝叶斯准则：

最小错误概率准则

 在衡量两种错误的危害时，不能同等对待，而应当以不同的 “ 代价系数 ” 加权，使总的危害最小，这种把错误的危害减至最小的检测准则称为贝叶斯（Bayes）准则

雷达探测目标，目标存在的概率已知吗？

答：未知

奈曼-皮尔逊准则：

 恒虚警（CFAR ）检测：

恒虚警（ CFAR ）检测的目的是保持信号检测时的虚警率恒定，使数据处理计算机不会因虚警太多而过载，同时兼顾检测概率的要求。

 原因：检测门限过高，虚警率太低，会影响检测概率

 检测门限过低，虚警率太高，易造成数据处理计算机的饱和

恒虚警检测原理：

2 种常用的恒虚警处理方法:

 邻近单元恒虚警率检测器：适用于快变、均匀分布干扰环境

 杂波图恒虚警率检测器：适用于慢变杂波区内的目标检测

恒虚警门限怎么设？

答：随干扰电平变化

被检测单元和参考单元之间需要有保护单元吗？

答：需要

不求幅度，求幅度的平方（节省运算量）进行 CFAR可以么？

答：可以

参考单元中有其它目标或强干扰怎么办？

答：从参考单元中剔除

邻近单元恒虚警检测器;

对于非瑞利分布干扰杂波：

杂波图恒虚警检测器：

雷达距离方程：

超过最大作用距离后，检测概率怎么变化？答：下降

杂波背景下作用距离和噪声背景相比？

答：距离下降

 参数测量技术和定位技术

测距技术：

调频测距法：

测向技术：

相位法测向：

振幅法测向：

相位和差式单脉冲雷达方向图:

 雷达天线面分左右或上下两个面，两个波束指向平行

 差矢量旋转90゜゜后与和矢量同相或反相，表示来波方向偏右或偏左

测速技术：

脉冲体制雷达，怎么测量多普勒速度？

答：采用多普勒滤波器组（FFT）

雷达定位：

三角定位，双曲面定位

第六章：电扫描雷达

机械扫描：雷达在搜索目标时，需要不断改变波束的方向。改变波束方向的传统方法是转动天线，使波束扫过一定的空域、地面或海面。

机械扫描雷达的优点是简单、便宜

机械扫描雷达能同时跟踪多个处于不同方位的目标吗？

答：不能

电扫描：利用电磁波的相干原理,通过控制天线各阵元电流相位改变波束方向，可实现快速、灵活扫描。

“相控阵”即“ 相位控制阵列 ”，通过控制各阵元的相对相位来控制辐射的方向。

相控阵天线由许多辐射天线单元按一定结构排列而成，其方向图的形状和指向由各单元上电流的相位和幅度决定

电扫描雷达主要形式：相位扫描雷达频率扫描雷达数字波束形成（DBF）

阵列天线常用的两种形式是线阵列和面阵列

辐射单元可以是偶极子、开口波导或任何其它类型的天线（微带天线、八木天线等）

相位扫描：

将上式取绝对值并归一化，得阵列的方向函数为：

天线副瓣高，有什么坏处？

答：容易被侦察、发射能量浪费多、容易被干扰

如何降低天线副瓣？

答：空间加权（天线单元幅度加权）

偏离法线时的方向性函数：

在扫描平面内，随扫描波束离开法线方向，半功率主瓣宽度将如何变化？

答：变窄

 在扫描平面内，随扫描波束离开法线方向，半功率主瓣宽度将变宽，波瓣宽度近似与

成正比；

 天线增益随的增大而减小

按天线阵元是否有发射机，分成两种形式：

1）无源相控阵列，整个天线共用一个发射机；

2）有源相控阵列，每个（或一组）天线阵元共用一个发射机和接收机（T/R 组件）。

馈电网络具有射频波束形成的功能，以实现无源相控阵雷达的多波束（和波束、差波束）

 馈电网络：功率分配（合成）器

喇叭和空气介质（称之为空间馈电）

无源相控阵雷达主要有什么不足？

答：发射信号损耗大

有源相控阵雷达

每一单元（或一组单元）接有一发射机/ 接收机前端（即T/R 组件）。

由于其天线阵包含了大量的有源部件，所以被称之为有源相控阵雷达

工作过程：

在发射方向上的目标回波信号经天线单元接收后，由T/R 组件中的LNA 放大并送子阵网络相加，相加后的多通道信号送波束形成网络，形成和信号、方位差信号、仰角差信号，经3 通道接收机放大变换送信号处理机进行检测，然后将目标信息通过接口设备送计算机进行数据处理，形成目标轨迹在显示器上显示。

雷达控制器根据雷达的功能和目标环境自适应的控制雷达的工作方式（搜索和跟踪方式）和波束指向。

波束形成网络：

模拟：简单可靠，但形成的波束固定，灵活性差，不容易实现多波束

数字波束形成（DBF）：复杂、受信号带宽限制，但形成的波束灵活可变，可自适

应处理（抗干扰）

有源相控阵雷达的优点：

 发射机效率高

 发射、接收插入损耗低，探测距离远

 可靠性高

 能兼容阵列信号处理

 更灵活的雷达资源管理

缺点：研制、调试复杂，成本高

T/R组件和移相器

发射：功放饱和放大

接收：增益可控制

移相器应该能快速地改变相移，根据使用材料可分为：铁氧体移相器、铁电陶瓷移相器、半导体二极管移相器、分子极化控制移相器等

数字开关式移相器： 改变相移量的最基本的方法是改变传输线的长度

不同长度传输线间转接有两种基本形式：

并联式

级联式

与机械扫描雷达相比，电扫描雷达优点：

 波束扫描灵活、快捷

 天线无需机械转动即可实现对多目标的同时搜索和跟踪

 相控阵雷达抗干扰能力强，波束指向不变情况下可跳频抗干扰

相控阵雷达的主要不足是什么？

答：成本高

频率扫描雷达：

通过改变雷达的工作频率来实现波束扫描，不是靠移相器改变相位，而是通过延迟线来产生相位差的

频率扫描天线的缺点是？

答：抗干扰能力差

数字波束形成（DBF ）技术

 波束形成是指在特定的方向上形成主瓣波束，接收有用信号，抑制来自其它方向的干扰信号

 波束形成方法：

 模拟方法：在射频或中频合成网络，形成多波束困难

 数字波束形成（DBF），数字移相加权形成波束，可形成多波束（容易），可进行

DBF雷达特点：

 自适应波束形成（抑制副瓣方向的干扰）

 能产生密集多波束

 方便实施阵列单元方向图校准

 易实现超低旁瓣

 可获得超角分辨率（空间谱估计）

 便于进行灵活的时间管理

 适合于多站（基地）工作（图示）

未来雷达关键技术：

（1）宽带接收与发射

由于集成和封装技术的发展使多通道发射和接收系统的设计成为可能，并可在发射/ / 接收时在不同方向上采用准同时波束。宽带收发和高质量模数变换技术的迅速发展将推动雷达技术的不断发展

（2）阵列天线技术

 目前广泛采用有源相控阵天线阵，未来可能采用甚宽带过采样阵列实现与电子战和通信系统的共用孔径，此共用孔径可置于平台的不同位置而成为“灵巧蒙皮（共形天线） ”

 在宽带分布和瞄准上则采用真实时间延迟TTD而不用相位加权来实现

稀疏阵好处：角度扫描范围大，相对带宽宽，发射波束副瓣低，成本低

（3）自适应信号处理

空时自适应处理发展很快。对于运动平台，由于杂波回波的多普勒扩展，其最小可探测目标的径向速度受到限制,需要空时自适应处理：利用二维多普勒-角度处理,若已知在运动平台上杂波回波的多普勒频率与它们的到达角直接相关，那么便可探测慢速运动的目标。

第七章、合成孔径雷达

提高雷达探测目标的分辨率，哪个方向获得高分辨率困难？

答：方位向

雷达目标一维距离向：

高距离分辨雷达：信号带宽几百MHz ～几GHz，，

距离上高分辨率，分辨率亚米级

目标不再是“点” 目标，而是多个散射点沿距离向的投影

目标一维距离像：对目标物理结构、形状的一维映射，与目标散射点分布及雷达观察目标的角度

一维距离像目标识别

从原始回波中提取极点矢量

与目标极点矢量库中的矢量相关，取最大相关系数与门限比较，超过则认为是该目标

合成孔径雷达能够在目标距离向和方位向同时实现高分辨成像

距离向高分辨是通过发射大时间带宽积的线性调频（LFM ，或非线性调频）脉冲信号，通过对回波信号进行脉冲压缩实现

距离向分辨率靠带宽，方位分辨率与以下哪个因素无关？

答：目标大小

利用雷达与目标之间的相对运动，通过信号处理技术将多次照射小天线综合成大口径天线来提高方位分辨率

雷达不断地移动小天线在依次经过的各个位置（相当于大天线各个单元的位置）发射宽带信号并采集存储

记录到足够数量的数据（合成孔径足够大）后，对被存储的数据进行同相叠加处理（匹配接收）

SAR二维成像数据处理示意图：

SAR信号处理流程图：

距离向地面分辨率：

载机匀速飞行，地面固定目标回波的多普勒频率如何变化？

答：近似线性降低

SAR方位向理论分辨率

合成孔径雷达成像算法：

 R-D （距离- 多普勒）算法

 C-S （（ Chirp Scaling ）算法

变换线性调频尺度的精密成像算法

R-D算法：

SAR工作方式：

关于单基地雷达的表述有哪些？

答：生存能力比较弱、易受电磁干扰、易受反辐射武器攻击、不能对付外形隐身

多基地雷达：

双基地、多基地雷达工作需要满足的条件：

答：空间同步、时间同步、频率与波形同步、增益不需要同步

双基地雷达特点：

（1）与单基地雷达最根本的差别是结构上的不同：雷达接收和发射设备分置

（2）正常工作必须满足 “ 三大同步 ” ，即空间同步、时间同步和信号（频率、波形）同步

（3）双基地雷达定位通过测量目标回波的到达时间（TOA ）,与到达角（DOA），解双基地

(4)收、发不共用天线，收、发天线的方向性只能分别单程利用，副瓣杂波的影响较大

(5)收、发天线之间不需要收发开关或环行器,减少了系统损耗

(6)多数情况下，双基地雷达的杂波区域和杂波强度较小

(7)目标回波的多普勒频率是收、发站与目标位置及目标运动速度的复杂函数

空间同步：

时间同步：

目的：从发射机向接收机提供发射脉冲的时间基准，测距需要

时间同步方法：

1 ）利用数据传输通道

2 ）用原子钟，或用GPS（北斗二代）稳频的时钟

信号（频率、波形）同步：

目的：实现匹配接收，包括频率和波形同步，频率、波形捷变雷达工作必须

信号同步方法：

1 ）利用数据传输通道发送波形、频率码

2 ）在发射站和接收站各设一个高稳定的时钟（原子钟、铯钟），或GPS北斗二代稳频的时钟

雷达方程：

回波的多普勒频移

除了利用自己雷达发射的信号进行探测，能否利用其它辐射源（如各种广播、卫星信号）的信号进行探测？

答：可以

外辐射源雷达基本概念

 以民用发射设备或我方、敌方雷达作为照射源，通过接收目标的散射回波实现对被

监视区域内目标的探测和跟踪。也称为机会照射源

华盛顿大学的MRR：利用调频广播辐射源的双（多）基地雷达

美国的“静默哨兵”SS3

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图片来自于网络及课件，转侵删，仅作为学习交流

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微机原理与接口技术期末考试题库 1. 微机系统的硬件由哪几部分组成? 答:三部分:微型计算机 (微处理器,存储器,I/0接口,系统总线),外围设备,电源. 2. 什么是微机的总线,分为哪三组? 答: ...
微型计算机接口期末,微机接口技术期末复习题及其答案 (2)
微机接口技术期末复习题及其答案微机接口技术综合练习题一.填空题 1.接口的基本功能就是输入缓冲与输出锁存.2.数据输入/输出的三种方式就是程序控制.中断与DMA. 3.在查询输入/输出方式下,外设 ...
【软件测试技术期末复习选择题】
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路由与交换技术期末上机考核
前言这是一篇关于路由与交换技术期末考核的文章,我们是以机房上机的方式完成最终考核的.接下来,我会围绕期末考核的要求以及附上相关命令来进行介绍.注:本次内容纯属原创,仅供学习交流. 实验内容拓扑图 ...

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