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1、 ARPA 2010 4 20 第一章 基本工作原课 第一节 测距测方位基本原理 1 测距 a 利用电磁波特性 1 直接传播 微波波段 2 匀速传播 同一媒质中 3 反射特性 在任何两种媒质 的边界面 b 计算公式 S C t2 t1 2 其中 S 目标和本船距离 t1 发射时刻 t2 接收时刻 C 电波速度 为300000公里 秒 为准确测量 t2 t1 发射信 号包络为矩形脉冲 S 发射时刻 t1到达目标的时刻 t1 t2 t1 2 目标P 包络为矩形脉冲 2 测向 天线为定向天线 只向一 个方向发射 也只接收这个方 向的目标回波 实现这个方向 的测距 随着天波的转动 实 现不同方向的测距
2、 S 发射时刻 t1到达目标的时刻 t1 t2 t1 2 目标P 包络为矩形脉冲 固定方 位圈0 刻度方 向 船首 线 扫描线 实际的 船首 线 天线的辐 射方向 很尖锐 显示器俯视 图 船舶天线俯视 图 雷达测量对象 从测距测方位原理我们可以得出下列二点结论 1 只能探测目标水面上部分的距离 方位及 大致的形状 2 只能显示物标当前的位置 不能显示物 标的速度和加速度 l 习题分类名称 电波属性及测探原理 l45D 船用雷达是建立在无线电波在任何两种媒质的边界面上必然产生反射 以及 等 基本传播特性的基础上的 l A无线电波的传播是沿地表进行的 B无线电波的传播是沿直线进行的 l C无线电波
3、的传播速度是常数 D B C l32C 电磁波在真空中传播的速度是 l A 3Xl0 6 米 秒 B 3X107 米 秒 C 3XlO8米 秒 D 3Xl09米 秒 lD1246 船用导航雷达发射的电磁波属于哪个波段 36740 第七章 航海仪器 3063 lA长波 B中波 C短波 D 微波 l 习题分类名称 雷达测量对象及结果 l48B 在航海雷达显示器上 可测得的目标 l A水面以上的形状 B方位和距离 l C水面以上的大小 D水面以上的高度 lC 1056 2874 使用现代雷达进行船舶导航时 为准确无误地识别雷达图像 首要的工作是 37393 第七章 航海仪器 2874 lA 改变量程
4、 B 将自动功能改为手动 l C 掌握相应海区物标的特征和性质 D 设置识别符号 lA1239 下述说法中 是对的 36717 第七章 航海仪器 3056 lA雷达荧光屏上只能显示物标当前的位置 不能显示物标动态 lB雷达荧光屏上能显示物标当前的位置 也能显示物标动态 lC雷达荧光屏上不能显示物标当前位置 只能显示过去位置 lD雷达荧光屏上可直接显示预测的物标动向 l A1245 船用导航雷达的显示器属于一种 显示器 36738 第七 航海仪器 3062 lA平面位置 B 距离高度 C方位高度 D方位仰角 l lC1240 下述说法中 是对的 36719 第七章 航海仪器 3057 lA从雷达
5、荧光屏图像可直接看出物标船的动向 lB从雷达荧光屏上可直接看到避让物标船所需的航向和航速 lC必须经过雷达标绘 才能求出对物标船的避让航向和速度 lD从雷达荧光屏上可直接看出物标的航迹变化 l lA1237 船用导航雷达可以测量船舶周围物标的 36711 第七章 航海仪器 3054 lA方位 距离 B 高度 厚度 C水下深度 D A B C 第二节 基本组成及各部分作用 1 触发电路 每隔一段时产生一个尖脉冲 同时送到发射机 接收机 显 示器三部分 使它们同步工作 触发电路决定工作开始的 时间 2 发 射 机 触发脉冲到来后 立刻产生一 个大功率 微波波段 具有一 定宽度的脉冲包络射频 雷达
6、工作频率 微波波段 的信号 3 发收开关 发射时 将发射机与天线接通 并将天线与接收机断开 接收时 将发射机与天线断开 并将天线与接收机接通 天 线 显示器触发电路 接收机 方位同步 系统产生 的方位信 号 收发开关 发射机 雷 达 电 源 船电 4 天 线 把发射机送来的微波能量聚成 细束朝一个方向发射出去 同时只接 收从该方向反射的回波 5 接 收 机 将天线送来的回波信号 进行 混频 放大 检波处理 得到表示目标 大小的视频信号 6 显 示 器 在屏上扫描出一条径向亮线 用径 向亮线上的加亮点或线段 来显示目标 的距离 该扫描亮线随天线同步转动 扫描亮线与0 刻度线用来显示目标的方位 触
7、发电路输 出 发射机输出 接收机输入 接收机输出 显示器 扫描示意 固定方 位圈0 刻度方 向 船首 线 扫描线 实际的 船首 线 天线的辐 射方向 很尖锐 显示器俯视 图 船舶天线俯视 图 l 习题分类名称 雷达框图 各部分作用及属性 l35C 控制雷达整机同步工作的是 l A电源 B扫描电路 C触发脉冲 D收发开关 l49D 正常开启雷达 设雷达一切电压正常 但发射机不工作 荧光屏上没有扫描线 应首 先查 l A各种保险丝 B发射机 C显示器 D触发脉冲 l55C 船用雷达是一种 雷达 l A 调频 B 调幅 C 脉冲 D 连续波 l29D 船用雷达工作频率是指每秒钟 l A触发脉冲的次数
8、 B脉冲重复次数 l C发射脉冲次数 D发射脉冲的射频振荡次数 l第二章 船用雷达设备 l第一节 中频电源设备 l 为满足船用雷达工作 及工作环境的要求 雷达对电源的电压值 频率值及各指 标的稳定性均有具体的要求 船舶上存在低频 高频电源干扰 有船电负载多变化大 等等现象 采用专门的中频电源 正是为了防止这些干扰和有害的现象 目前 雷达 电源有中频逆变器 中频变流机组二种 l4 主要技术要求 l1 船电变化 20 中频电源输出电压变化 5 稳压 雷达的要求 l2 能24小时连续工作 适应温差大 温度高 盐雾重的环境 雷达工作环境的要求 l3 中频电源频率为400 2000 Hz l 习题分类名
9、称 雷达电源指标 习题分类名称 雷达电源指标 15C 雷达电源应在船电电压变化 的情况下 输出的 中频电位变化应小于士5 A 士10 B 土15 C 土20 D 士25 31D 船用雷达需要的电源电压为 A直流11O伏 B交流22O伏 C交流380伏 D中频 交流电 第三节 雷达发射机 一 主要组成及各部分作 用 1 触发脉冲产生器 相当于时钟电路 使 雷达各部分同步工作 2 调制器及预调制器 触发脉冲一到 预调 制器输出具有一定宽度的 小功率正方波 控制预调 制器产生的方波的起始时 刻 预调制器产生的方波 控制调制器 使调制器产 生大功率负高压脉冲 有 的雷达没有预调制器 预 调制器的功能由
10、调制器完 成 所以 调制器是产生高 压的部件 3 磁控营 在调制器输出 的负高压作用下 磁控营 产生矩形调制的微波振荡 脉冲 实现能量转换 调 制器相当于高压电源 触发脉冲 产生器中频电源 去 接 收 机 去 显 示 器 预调制器调制器磁控管 去接收机 去天线 特高压 电源 低压 电源 门 开 关 自 动 延 时 开 关 发 射 开 关 高压保险丝收发机险丝 中频电源 延时调整 触发脉冲 预调制器脉冲 调制器脉冲 矩形调制的 微波振荡 磁控管输出 l 习题分类名称 发射机组成 各部分作用 波形 右上习题分类对应 1个知识要点 1 组成及各部分作用 l 习题分类名称 发射机组成 各部分作用 l1
11、5B 雷达调制器的任务是 在触发脉冲作用下 产生 脉冲加到 l A 正高压矩形 磁控管阳极 B 负高压矩形 磁控管阴极 l C 正高压梯形 磁控管阳极 D 负高压梯形 磁控管阴极 l39C 船用雷达发射机的组成中 除了调制器外 还有一个重要的微波器件是 l A收发开关管 B速调管 C磁控管 D混频晶体管 l19D 船用雷达产生大功率超高频脉冲的元件是 l A 本机振荡器 B 收发开关 C 天线 D 磁控管 l51B 雷达磁控管在调制脉冲作用下 产生发射脉冲 该发射脉冲的峰值功率 平均 功率 l A很大 很大 B很大 很小 C很小 很大 D很大 稍小 频谱非常宽 频谱宽 磁控营 基础知识 一般来
12、说一个系统 不管是力学 的 声响的还是电子的 有多个 共振频率 在这些频率上振动比 较容易 在其它频率上振动比较 困难 共振是在共振频率上系统具 有某种正反馈或放大选择性导致 的 根据信号理论 傅里叶变换 一个冲击脉冲 有很宽的频 谱 频谱的宽度与脉冲宽度成反 比 一个10000伏特电压的冲击脉 冲 作用在下列系统上 将产生 什么现象 加一万伏 特高压脉 冲 5 2 磁控营基本结构及工作原理 磁控营是实现微波振荡的元件 其结构 工作 原理 与实际使用中的调试 维护等等事宜有关 下面我们扼要介绍之 A 基本结构 阴极和阳极之间的空间 称为空腔 空腔内为 真空 空腔内 有永久磁铁提供的恒定磁场 如
13、图 示 阴极内含有灯丝 加调制器送来的负高压前 灯丝先通电3min 用于加热阴极 阴极表面有氧 化物涂层 加热使其产生自由电子 能量转换是 自由电子完成的 没有3min加热 磁控管不能正 常工作 B 工作原理 调制器负高压脉冲一到 阴极和阳极之间激起 微波振荡 阴极附件的自由电子 在飞向阳极过程中 由 调制器提供的高压 使电子获得能量 又在恒定磁场的作用下 把自由电子获得的能 量 传给微波振荡 使原本微弱的微波振荡强大 起来 载波频率采用下列二种 S波段 2900 3100 MHZ 10cm 波长 X波段 9300 9500 MHZ 3cm 波长 阴 极 空腔 阳极 永久磁铁提供的 恒定磁场
14、阴极 内含灯丝 加热阴极 微波输出装置 磁控营磁控营 输出 载波 微波 有几十个振荡周期 周期个数 要保 持恒定 超高频振荡脉冲 矩形包洛 磁控营磁控营 输入 一万伏左右 5 4 工作状态判断 l 磁控管正常工作时 有稳定的阳极电流 所 以 能够输出稳定的大功率微波 氖灯遇大功率微 波辐射会发亮 l 这样 我们可以采用氖灯法 电流观察法 雷 达性能监视器三种方法来判断磁控管工作状态 l 电流法 la 电流值为规定值 磁控管工作正常 否则为 不正常 l 氖灯法 l氖灯放在距收发机波导口10 15 cm 处 若氖 灯发亮 说明正常 不发亮 管子不工作 l 雷达性能监视器 l 后续章节介绍 5 5
15、磁控管保存及使用 由于磁化作用 磁控管保存有如下规定 木箱内 磁控管离铁磁体至少10cm 二个磁 控管之间至少距离20cm 备用磁控管应经常轮流 使用 阴 极 空腔 阳极 永久磁铁提供的 恒定磁场 阴极 内含灯丝 加热阴极 微波输出装置 l 习题分类名称 磁控管保管 使用事项 l Standby 由操作人员控制 开启雷达电源后 预备 指示灯亮 延时开关 保证在发射开并合上3 分钟后 再接通 触发脉 冲产生 器 中频电 源 去 接 收 机 去 显 示 器 预调制器调制器磁控管 去接收 机 去天线 特高压 电源 低压 电源 门 开 关 自 动 延 时 开 关 发 射 开 关 高压保险丝收发机险丝
16、中频电 源 延时调整 l 习题分类名称 高压开关 右上习题分类对应 1个知识要点 1 三种开关的作用 l 习题分类名称 磁控管检测 l22B 检查雷达发射机工作是否正常 可以检查 l A 混频晶体电流 B 磁控管工作电流 lC 荧光屏上是否有背景杂波斑点 D 有无扫描线 l40D 正常开启雷达 如发射机故障 可用 方法检查 l A公用电表测磁控管电流 B雷达性能监视器 l C氖灯 D上述三种方法都可以 l20A 雷达辐射性能监视是用来检测 性能的 l A 发射机 B接收机 C 显示器 D 收发机 l 习题分类名称 磁控管保管 使用事项 l40B 为延长磁控管使用寿命 雷达的备用磁控管应 l A只在磁控管坏了时才使用 B经常轮流使用 l C选一个好的备用磁控管使用 D A和C l33B 在船上保管备用磁控管应将其放置在 并且两管至少相距2Ocm l A铁箱里 B木箱或塑料盒里 C钢箱里 D任何金属箱里 l 习题分类名称 高压开关 l40D 船用雷达不工作时 存在不安全因素 为此雷达设有保护人身安全的控制 应是 l A 高压延时开关 B 门开关 C天线安全开关 D B C l14B 在雷达
