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1、海纳百川，有容乃大以人为本，崇尚学术，追求卓越第 6 章 目标距离的测量理解脉冲测距的基本原理； 理解调频法测距的基本原理； 了解距离跟踪原理；主要内容及基本要求以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越雷达如何测距？（1） 脉冲法 （2） 调频法目标距离的测量以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.1 脉 冲 法 测 距 6.1.1 基本原理 R=0.15 tR 需要思考的问题！用脉冲的哪里来作为 回波到达时刻? 有何区别？ 显示器荧光屏画面 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人
2、为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越回波脉冲中心估计 注意：合回路的作用是什么？以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.1.2 影响测距精度的因素误差种类： （1）系统误差由于测量工具本身固有误差、测量原理本身 理论的缺陷、实验操作及实验人员本身心理生 理条件的制约而带来的测量误差 有何特征？ （2）随机 误差即使在完全消除系统误差这种理想情况下， 多次重复测量，仍会由于各种偶然的、无法预 测的不确定因素干扰而产生测量误差有何特征？以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越n怎么考虑测距中的误差？c为电波传播速度平均值的误差; tR为测量目 标
3、回波延迟时间的误差。 R=0.15 tR 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（1） 电波传播速度变化产生的误差估算一下传播速度变化引起的误差以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（2） 因大气折射引起的误差大气层中电波的折射 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（3）测读方法误差直接从显示器上测量目标距离：显示器荧光亮点直径，刻度精度，人工测读时的惯性等。自动测距时的测量误差：测距系统的结构，系统传递函数，噪声干扰等。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越n测距精度的理论极限信号最大值出现的时延估值式中，E为信号能量
4、；N0为噪声功率谱密度；Be为信号u(t)的均方根带宽， 时延估值均方根误差反比于信号噪声比及信号的均方根带宽。雷达系统 丁鹭飞,张平编以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.1.3 距离分辨力和测距范围（1）距离分辨力：同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分距离。d为光点直径; n为光点扫掠速度(cm/s)。 距离分辨力以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越估算一下对于一般雷达其单值测距最大 范围是多少？有时雷达重复频率的选择不能满足单值测距的要求, 例如远程雷达, 这时目标回波对应的距离R为
5、：m为正整数 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.1.4 判距离模糊的方法（1） 多种重复频率判模糊设重复频率分别为fr1和fr2, 它们都不能满足不模糊测距的要求。fr1和fr2具有公约频率，其为fr。N和a为正整数, 常选a=1, 使N和N+a为互质 数。fr的选择应保证不模糊测距。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越用二重复频率测距以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，
6、追求卓越n1, n2分别为用fr1和fr2测距时的模糊数。或 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越用多重复频率测距办法可以从我国的余数定理中找到魔术师背对观众坐在一张椅子上，让某位观 众心中随意想定一个不超过1000的数，然后 用7去除这个数并报出余数；然后再用8去除 原来想定的数，然后再用9去除，并都报出余 数。 这样魔术师就知道到底这个观众心里想 的数是多少。（如余数分别为3，4，5，答案 是多少？）?以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越以三种重复频率为例, 真实距离Rc为 Rc(C1A1+C2A2+C3A3) mod(m1m2m3) A1, A2,
7、 A3分别为三种重复频率测量时的模糊距 离; m1 , m2 , m3为三个重复频率的比值。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越常数C1, C2, C3分别用下面三式表示：C1=b1m2m3mod(m1)1 C2=b2m1m3mod(m2)1 C3=b3m1m2mod(m3)1 b1为一个最小的整数, 它被m2m3乘后再被m1除, 所得余数为1(b2, b3与此类似)。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越例如: 设m1=7, m2=8, m3=9; A1=3, A2=5, A3=7m1m2m3=504 b3=5 578=280 mod91， C3=280
8、b2=7 779=441 mod81， C2=441b1=4 489=288 mod71， C1=288 C1A1+C2A2+C3A3=5029 Rc5 029 mod504=493 为距离分辨单元所对应的时宽。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（2） “舍脉冲”法判模糊(b) “舍脉冲”法判模糊 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.2 调 频 法 测 距6.2.1 调频连续波测距调频连续波雷达方框图 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越三角形波调制 调频雷达工作原理示意图有测距模糊吗？Tm为数百分之一秒以人为本，崇尚学术，追求
9、卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越实际工作中估计一下天空的飞机是否满足式子? 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越当反射回波来自运动目标, 其距离为R而径向速度为v时, 其回波频率fr为 (前半周正向调频范围) (后半周负向调频范围) 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越调频连续波雷达的特点调频连续波雷达的优点是:(1) 能测量很近的距离, 一般可测到数米, 而且 有较高的测量精度。(2) 雷达线路简单, 且可做到体积小、重量轻, 普遍应用于飞机高度表及微波引信等场合。连续波雷达的特点：发射频谱窄（减少了无线电干扰，使得相应 滤波和波形处理简化）。 峰值功
10、率比平均功率大不了多少。收发间难以完善隔离。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越调频连续波雷达的主要缺点是:(1) 难于同时测量多个目标。如欲测量多个目标, 必须采用大量滤波器和频率计数器等, 使装置复杂，从而限制其应用范围。(2) 收发间的完善隔离是所有连续波雷达的难题。发射机泄漏功率将阻塞接收机, 因而限制了发射功率的大小。发射机噪声的泄漏会直接影响接收机的灵敏度。 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.2.2 脉冲调频测距脉冲调频测距原理 (a) 原理性方框图组成;以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越脉冲调频测距原理 (b)
11、信号频率调制规律; 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.3 距离跟踪原理 6.3.1 人工距离跟踪操作员按照显示器上的画面，将电刻度对准目标回波。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越电刻度及其在扫掠线上的位置 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（1） 锯齿电压波法锯齿电压波法产生移动指标以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越（2） 相位调制法 相位调制法产生移动指标W不低于15KHz以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.3.2 自动距离跟踪自动距离跟踪简化方框图以人为本，崇尚学术，追求卓越
12、以人为本，崇尚学术，追求卓越1. 时间鉴别器时间鉴别器 (a) 组成方框图; (b) 各点波形注意：比较电路是否一直 有输出？以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越2. 控制器控制器的作用是把误差信号u进行加工变换后, 将其输出去控制跟踪波门移动, 即改变时延t, 使其朝减小u的方向运动。设控制器的输出是电压信号E, 则其输入和输出之间可用下述通常函数关系表示: E=K2u (6.3.2) u=K1(t-t)E=K2u=K1K2(t-t) 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越当用锯齿电压波法产生移动指标时, 下式成立: (6.3.3) 将式(6.3.2)代
13、入后得 t=K1K2K3(t-t) (6.3.4) (6.3.2) E=K2u=K1K2(t-t) 跟踪脉冲绝不可能无误差地对准目标回波，这称为位置误差.目标的距离越远(t较大), 跟踪系统的误差t=t-t越大。以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越如果控制器采用积分元件, 则可以消除位置误差, 这时候的工作情况为, 输出E与输入u之间的关系可以用积分表示, (6.3.5) 综合式(6.3.6) u=K1(t-t)以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越如果将目标距离R和跟踪脉冲所对应的距离R代入上式微分得 (6.3.7) 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本
14、，崇尚学术，追求卓越3. 跟踪脉冲产生器机电模拟式距离自动跟踪系统方框图 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越6.4 数字式自动测距器 数字式测距的基本原理数字式测距 (a) 原理框图; (b) 波形图 以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越数字式测距 (a) 原理框图; (b) 波形图以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越 本章课后总结与练习n复习测距原理n区别连续波与脉冲雷达测距方法n阅读相关参考文献n王军等译雷达手册，电子工业出版社以人为本，崇尚学术，追求卓越以人为本，崇尚学术，追求卓越Thank you for your attention
