第一部分 雷达目标探测与显示基本原理 一、雷达图像是平面位置图像 二、图像的径向（距离）扩展和缩小 三、图像横向（方位）扩展和缩小 一、雷达图像是平面位置图像 只显示物标的距离方位，不能显示高度厚度、水下深度； 迎向天线一侧物标水平面上的垂直投影形状 方向扫描 量程: 回波 (at 10 nm) Δt＝123.5 μs 荧光屏边缘 本船 目标岛屿 12 nm 目标船 90 ° 245° 245 EBL 90 180 270 0 方位标志 海图平面 雷达平面 距离与方位测量 扫描线 固定距标圈 HL 岛屿 本船 雷达不能“感知”目标的背面， 因此目标的后沿是不可见的. 二、图像的径向（距离）扩展和缩小 1．径向缩小 1）影响因素： 雷达地平：探测范围；阴影扇形：阻挡 物标边缘反射性能差、雷达性能差、控钮调节不当等 也会造成图像径向缩小 2）结论：径向缩小会提高雷达的距离分辨力，会丢失物 标的前、后沿回波，影响测距精度 2．径向扩展 1）影响因素： 向内：光点尺寸Rd/D；向外：脉冲宽度、通频带、 光点尺寸C（+1/f）/2 + Rd/D 目标闪烁、控钮调节不当也能引起径向扩展 2）结论：径向扩展降低雷达距离分辨率、测距精度， 但提高探测能力。
三、图像横向（方位）扩展和缩小 1．横向缩小 1）影响因素： 雷达地平、阴影扇形；物标两端反射性能差、 雷达性能差、控钮调节不当 2）结论： 横向缩小可提高雷达的方位分辨率， 丢失真正边缘，造成测方位误差 2．横向扩展 1）影响因素： 水平波束宽度、光点尺寸 目标闪烁、控扭调节不当也引起的物标影像方位扩展 A．水平波束宽度 左右各延伸1/2宽度：远：扩展弧长大； 近：伸展弧长短轴向功率大，两侧小 距离远横向扩展稍小， 近距离宽度外反射足够强扩展相对大 B．光点直径 影像各向扩展半个光点直径 D 越大，d 越小，分辨率越高，引起扩展越小 离中心越远扩展越小 C．波束宽度与光点直径引起的扩展大小的比较 波束引起的方位扩展与距离无关，均为半个宽度 光点引起的扩展越近越大，越远越小 若D/d=400（300~600），波束宽度为1度， 二者引起扩展相同的位置为1/4半径处 大于1/4半径，光点扩展小于波束扩展 小于1/4半径，光点扩展大于波束扩展 2）结论：物标影像方位扩展可提高探测物标的能力， 但降低了方位分辨率和测方位精度 外：光栅扫描雷达的距离量化单元和方位量化单元的大小会 使回波图像产生径向（距离）和横向（方位）的扩展和缩小。
显示方式控钮： 真运动(TM) 显 示 方 式 相对运动(RM) 艏向上(H-up) 真北向上(N-up) 航向向上(C-up) 按扫描中心（起始点）位置分：中心显示、偏心显示 第二部分 雷达观测性能 第一节 雷达观测性能与观测技术 IMO雷达性能标准是对雷达的最低性能要求 ， IMO雷达性能标准自1971年10月首次颁布； 早期的雷达和ARPA的性能标准是分开的，2004年 12月6日IMO审议通过了MSC.192（79）决议案，重新 修订雷达设备性能标准，将雷达和ARPA的性能标准合 二为一，规定于2008年7月1日起装船的雷达设备均应满 足该标准的要求 一、雷达目标探测范围 （一）目标最大探测距离 目标最大探测距离是指在雷达显示器上能够辨识该目 标的最远距离，表征着雷达发现远距离目标的能力 取决于： 1）目标雷达探测地平 2）雷达的探测能力 3）目标的反射能力 1．目标雷达探测地平 ）2.23（ TA hh +=R max （n mile） hA为雷达天线高度，hT为目标高度 称为海面雷达地平； 对于海拔为0的岸线，必须距其小于该距离才能被发现 例如，假设雷达天线高度为hA =16 m，则海面雷达地平约为 8.8n mile。
如果利用海中小岛定位， 1、当岛屿在8.8 n mile之内时，其岸线前沿在雷达探测地平之 上，可以测量目标的前沿定位； 2、若在8.8n mile之外，其岸线前沿在雷达探测地平之下，雷 达不能探测到岛屿的前沿，只能通过测量目标的后沿定位 2．目标雷达最大作用距离 在自由空间中，雷达能够探测到目标的最远距离称为目标的 雷达最大作用距离 式中， PT ——雷达峰值功率（W） GA ——天线增益 ——工作波长（m） Prmin ——接收系统门限功率（W） 0 ——目标的有效散射面积（m2） 3．结论和IMO性能标准 目标的雷达最大探测距离取目标的雷达探测地平与目 标的雷达最大作用距离中的较小者 当雷达天线高于水面15 m且海面无杂波干扰、无雨雪的正常大气传播 条件下，性能标准要求雷达能够发现典型目标的参考距离 ： （二）目标最小探测距离 指在雷达显示器上能够显示出该目标的最近距离，表 征着雷达发现近距离目标的能力在这个距离之内雷达 不能发现目标，称为雷达的近距离盲区 1．理论最小探测距离 rmin1 = ( + t r ) C 2 ：雷达脉冲宽度， tr：收发开关恢复时间，通 常为0.1～0.3 μs 现代雷达采用固态双工器，理论最小探测距离一般 稳定在30 m之内。
2．安装最小观测距离 rmin2target range affected by VBW Zero power line Half power line ………… v rmin2 = h1ctg v 2 3．结论和IMO性能标准 目标的雷达最小探测距离，亦即雷达的近距离盲区，取目标 的理论最小探测距离与安装最小观测距离中的较大者 按照最新性能标准，2008年7月1日之后安装的雷达，在晴好天气，天线 高于水面15 m且本船静止时，雷达在不做任何其他调整仅改变量程时，能够 在40 m~1 n mile的水平距离中连续观测到表5-1-1中所列的典型导航浮标 二、雷达目标分辨能力 （一）雷达距离分辨力 雷达分辨相同方位相邻两个点目标的能力，称为距离分辨力 1．影响距离分辨力的设备因素 ①脉冲宽度 ②屏幕像素 ③接收系统通频带失真 2．影响距离分辨力的气象海况因素 恶劣气象海况造成目标与本船之间的相对运动、涌 浪颠簸 ，使得回波在屏幕上显示的位置和回波强度不稳 定的现象（回波闪烁 ），引起目标前后沿位置模糊 光栅扫描雷达的回波闪烁较为严重 ，目标前后沿回 波闪烁误差通常在1～3个像素之内，严重时可以使距离 分辨力降低100 m以上 。
3．操作技术因素 为了提高所使用雷达的距离分辨力，应注意： 1）尽量使用小量程，使用窄脉冲发射， 2）将雷达调整在最佳工作状态， 3）并适当减小增益和屏幕亮度，不使用回波扩展 4）适当使用FTC，可以显著提高距离分辨力 4．结论和IMO性能标准（距离分辨力） IMO最新雷达性能标准规定，在平静的海面使用1.5 n mile 或更小的量程，在量程的50％～100％范围内，两个点目标的 距离分辨力应不低于40 m（此前的标准为50 m） （二）雷达方位分辨力： 雷达分辨相同距离相邻两个点目标的能力称为方位 分辨力方位分辨力以能够分辨出两个点目标的最小方 位夹角来表示 min = H + d H：水平波束宽度；d：光点角尺寸 （二）雷达方位分辨力： The bearing angle of same target but different range 方位分辨力 H H 1、影响方位分辨力的设备因素 ①水平波束宽度②屏幕像素③使用量程 2、影响方位分辨力的气象海况因素 光栅扫描雷达较严重，横向回波闪烁误差通常在1～ 5个像素之内，严重时可以使方位分辨力降低1以上 3、影响方位分辨力操作技术因素 为了提高所使用雷达的方位分辨力，应注意： 1）减小天线水平波束宽度H; 2）良好聚焦,减小光点尺寸d; 3）应选择包含目标的最小的量程； 4）将雷达调整在最佳工作状态，并适当减小增益和 屏幕亮度，不要使用回波扩展功能。
4．结论和IMO性能标准（方位分辨力） IMO最新雷达性能标准规定，在平静的海面，使用 1.5 n mile或更小的量程，在量程的50％～100％的范围 内，两个点目标的方位分辨力应好于2.5 三、雷达目标测量精度 可分为系统误差、随机误差以及观测者的操作误差 等三类 1．系统误差 同步误差 统一公共基准点误差 像素误差 脉冲宽度误差 测量设备误差 2．随机误差（对测距精度影响） 恶劣天气及雷达设备等因素引起的回波闪烁对雷 达测距误差属于随机误差 受风浪影响随机摇摆等原因造成回波位置不稳定 而引起回波闪烁，产生大约1~2个像素的测距误差 3．操作误差 （对测距精度影响） 为提高雷达测距精度，操作上注意： 1）测量目标前，应首先适当降低雷达扫描亮度和增益，以 减少屏幕像素以及回波闪烁造成的测距误差 2）测量目标时，VRM不应当调整过亮， 3）如果目标在海面雷达地平之内，应注意用VRM的内缘 与目标的前沿相切，否则用外缘与目标后沿相切 4）如果船舶摇摆较大，应注意选择船舶摆动到正平时测量 4．IMO性能标准（测距精度） 最新IMO雷达性能标准规定，用RR或VRM测量目标 距离，误差应该不超过所用量程的1％或30 m中的较大值 。
（二）雷达测方位精度 影响雷达测方位精度的误差因素也可分为系统误差、 随机误差以及观测者的操作误差等三类 1．系统误差 l波束宽度误 l像素误差 l艏线误差 l罗经指示误差 l统一公共基准点误差 l方位同步误差及天线主瓣偏离 角与波束不对称误差等 2．随机误差 船舶运动和气象海况的影响，引起回波闪烁，从而影 响雷达的方位精度 在船舶横摇时，测方位误差在船舶艏艉方向最大，正横 方向最小；如果船舶纵摇，则情况相反 3．操作误差 为提高雷达测方位精度，操作上需注意： 1、测量目标前，应首先适当降低雷达扫描亮度和增益； 2、测量目标时，EBL不应当调整过亮； 3、对于点目标，应使EBL穿过目标中心； 4、对于大目标，应该选择位置在海面雷达地平之内的近距 离目标测量， EBL始终应与目标回波 “同侧外缘”相切 5、如果船舶摇摆较大，应注意选择船舶摆动到正平时测量 4．IMO性能标准（测方位精度） IMO最新雷达性能标准规定，测量位于雷达显示 器边缘的目标回波方位，系统误差应该在1以内，电 子方法校准的艏线精度在0.1之内 （三）雷达测量精度综合分析 1、一般地，雷达测距精度高于测方位精度， 2、近距离目标的测量精度高于远距离目标的测量精度， 3、目标位于屏幕半径2/3附近时测量精度最高。
4、对于PPI雷达，位于屏幕边缘的目标测量精度并不高； 而光栅扫描雷达，则目标越接近雷达图像区域边缘，测量 精度就越高 5、目标闪烁对方位精度影响较大 6、远距离的岛屿，无法探测到前沿岸线时，方位测量精 度常常高于距离测量精度 第三部分 目标观测特性 1-有用回波：如岸线、岛屿、船舶和浮标等，（物标） 2-杂波：海浪、雨雪和云雾等称为杂波或干扰回波 A-真实回波 B-假回波：在屏幕上出现回波的位置，对应海上的实际 位置却没有该目标 雷达回波分类 一、影响目标观测特性的因素 目标在雷达波束照射下的电磁响应特性称为目标的雷 达特性 通常用目标雷达横截面积（Radar-Cross- Section:RCS)）来表示目标反射雷达波的能力 实际目标的RCS与目标的下列因素有关： 1、材质：钢铁船＞木质的渔船＞玻璃钢救生艇 2、纹理：粗糙＞光滑 3、表面结构形状：球形较差 4、几何尺寸：见下页分析 5、雷达视角：90°较佳 目标尺寸对观测的影响： 如果目标迎向雷达面的面积小于辐射 单元的横截面，目标该面积增加时，则 目标回波的亮度增强，大小也增加，即 回波强度和大小与目标宽度和高度成正 比。
如海面的船舶 、导航灯浮 】 反之，目标尺寸的增加只是增加了回 波的大小，但回波的亮度并不增强，即 回波强度与目标宽度和高度无关 【大面积的陆地回波、近距离大型船舶 和雨。