单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,船用雷达详细介绍,第一章雷达基本工作原理,引言,Radar,Ra,dio,d,etection,a,nd,r,anging,无线电探测和测距,雷达：发射,微波脉冲,探测,目标回波,测定,目标信息,雷达目标,雷达所能发现的目标：,船舶,岛屿（陆地）,浮标,海浪杂波,雨雪、云雾杂波,目标信息,直接测得：,相对位置（距离和方位）,经计算得到：,真速度,真航向,CPA,（,Closest Point of Approach),TCPA(Time to CPA),第一节,雷达测距与测方位原理,方向扫描,量程,:,回波,(10 nm),t,123.5,s,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,Fig.,距离与方位测量,扫描线,固定距标圈,HL,岛屿,本船,雷达不能探测目标的背面，因此目标的后沿是不可见的,.,如,t,=1,s,，则，,R,=150 m,；对应于,1 nm,距离，,t,12.35,s,1,、利用收发定向天线，只向一个方向发射雷达波且,只接收此方向上的目标的反射回波,2,、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围,物标的方位,天线的方向即目标的方向,第一节,雷达测距与测方位原理,荧光屏的单位长度：在不同量程代表不同的距离,一,.,雷达测距原理,2,、测距公式：,R,=1/2,C,t,t,：,往返于天线与目标的时间,C,:,电磁波在空间直线传播速度,C=,310,2,m/,s,二,.,雷达测方位原理,1,、物理基础：超高频无线电波在空间直线传播,遇物标能良好反射,发射脉冲,显示器,回波,Fig1-2(2),发射机,接收机,电源,船电,船首线,微波传输线,天线,方位,回波,T/R,触发器,Transmitter,Receiver,T/R,天线,收发机,显示器,ARPA,Fig1-2(1),触发器,方位与船首线,第,二,节,雷,达,基,本,组,成,、,作,用,回波,1,、定时器,（触发电路、同步电路等）,：,是雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲,触发脉冲,送：,1,）发射机：控制发射开始,2,）接收机：控制近距离增益,3,）显示器：控制计时开始,2,、发射机：,在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲,微波脉冲、发射脉冲、雷达波,3,、收发开关：,发射时，关闭接收机，大功率射频脉冲送天线；,接收时，接通接收机，微弱回波能量送接收机。
一、基本组成七部分及作用：,4,、天线：,定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束,集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来,的雷达波（回波）送接收机第二节 雷达的基本组成、作用,第二节 雷达的基本组成、作用,5,、接收机：,超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合,显示器要求V,几十,V,6,、显示器：,平面位置显示器（,PPI,）显示与测量目标，目标,回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上；,且配有测量系统供随时测量7,、雷达电源：,把船电变成雷达所需的中频交流电400 2000 Hz,二、雷达单元构成,1,、三单元雷达：,收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关）,显示器、天线、中频电源,2,、二单元雷达：,天线收发机、显示器、中频电源,现代雷达,IBS,的重要组成部分,定位、导航、,避碰,雷达,罗经,计程仪,GNSS,AIS,ECDIS,主要传感器,三、雷达传感器与,IBS,第二章 船用雷达设备,磁控管,调制器,予调制器,触发脉冲产生器,门开关,特高压,至接收机,特高压,电源,收发开关,至接收机,至显示器,门开关,发射开关,延时开关,脉冲调制器,雷达发射机,来自电源,发射机,至天线,低压,电源,触发脉冲,产生器,予调制器,磁控管,调制器,一、组成部分及作用,第一节 雷达发射机（,Transmitter,）,组成：脉冲调制器（预调制器、调制器）,磁控管振荡器,电源（低压、高压）,二、发射机技术指标,S,波段：,10 cm;f=2 9003 100 MHz,如：,3 050 MHz,X,波段,:,3 cm;f=9 0009 500 MHz,如：,9 375 MHz,2.,脉冲宽度（,）：发射脉冲的持续时间。
R,max,距离分辨率,海浪,/,雨雪 杂波,盲区,3.,脉冲重复频率（,F,）：每秒钟发射的脉冲数,500 4 000 Hz,1.,工作频率（波长）：超高频（正弦波）的频率范围,天气好,:X band;,天气坏,(,雨,/,雪,):S band,一般,=0.041.2s,随量程改变：近量程，窄脉冲；远量程，宽脉冲,随量程改变：近量程，高,F,；远量程，低,F,周期,T,（,=1/,F,）,根据量程需要选择时间基准,即船用雷达 磁控管工作频率,T,p,p,t,m,t,=,4.,发射功率：指峰值功率，一般,375 kW,p,故障,R,max,天线旁瓣干扰,t,t,:,前沿上升时间,0.10.2,t,f,:,后沿下降时间,0.20.4,u,:,顶部波动值,25%,t,u,1,0.9,0.1,0,t,r,t,f,u,脉冲波形,3,）二者关系,1,）峰值功率,p,t,:,在脉冲持续时间内的平均功率,2,）平均功率,P,m,:,一个脉冲重复周期内输出功率的平均值,5.,脉冲波形：发射脉冲的包络,理想脉冲,:,矩形,实际波形,:,波形：,1,）越接近矩形，能量越大，,作用距离越远,2,）前沿越陡，测距精度越高,3,）后沿越陡，距离分辨力,越高,4,）顶部越平坦，发射功率和,频率越稳定,杂波,阴极,作用空间,谐振腔,阳极,磁控管结构,输出环,三、磁控管振荡器,第一节 雷达发射机（,Transmitter,）,1.,作用：产生大功率超高频微波振荡（正弦波）,2.,组成：阴极和灯丝、阳极、输出耦合系统、磁铁,3.,工作条件：,1,）灯丝加,6.3 V,交流电压，加热阴极使其发射电子,2,）阳阴极间加高压电场：阳极接地，阴极加万伏高压,3,）必须加永久恒定强磁场,4,）输出负载阻抗匹配，保证功率和频率稳定,4.,磁控管的检查：,万用表欧姆档测灯丝阻值：其阻值接近于,0,（几个欧姆）正常,兆欧表检查阳阴极之间绝缘电阻：其值应大于,200,5.,使用注意事项,1,）阴极充分预热,35,分钟，暂时不用只关高压,2,）保护磁性，严禁敲打，铁磁物相距大于,10 cm,3,）防高压触电，防电磁辐射，带电检查需两人在场,4,）波导天线连接要良好且水密防变形，禁拆波导开高压,5,）新管或长期不用（大于,6,个月）的使用前应进行老练，,防管内打火,老练方法：,1.,只加灯丝电压工作半小时以上,2.,加较低的高压工作一段时间（时间视具体情况定）,3.,如无打火现象，逐渐加高压到正常值,通过收发箱内的表头或显示器上的磁控管电流指示判断,有,正常；无,不正常,四、正常工作标志,第一节 雷达发射机（,Transmitter,）,五、性能检测,1.,磁控管工作是否正常,2.,性能监视器,1,）查磁控管电流：,等于说明书规定值,正常,等于零,不发射,大于或小于规定值,管子衰老或高压太高或太低,电表指针抖动,管内打火,2,）查输出有无：,拆开收发机波导接头，氖灯置于口端约,1015 cm,氖灯闪亮表明正常,第二节 微波传输线及雷达天线系统,一、微波传输线,1,）,要求：损耗小，防止辐射、干扰、失真,2,）,种类：波导、同轴电缆,1.,同轴电缆：,用于,10 cm,雷达,由内外两层导体构成，严格同轴,2.,波导：,用于,3 cm,雷达,由矩形空心管构成,由铜拉制成,波导元件,第二节 微波传输线及雷达天线系统,(e)Pliable,(d)Elbow,(c)Narrow side,bend,(a)Waveguide section,(b)Broad,side bend,(f)Chock joint,Water proof seal slot,/,4,/,4,Chock joint slot,Fix screw,/,4,Chock joint,Plane surface joint,/,4,Chock joint slot,(g)Rotating joint,Short,piston,Probe,Narrow side,Chock joint,Broad,side,均匀波导：,不均匀波导：,直、扭、弯、软波导,谐振腔、带销钉的波导、,分支、开缝波导等,波导接头：扼流接头,波导旋转接头：耦合环,探针,不能随便拆卸调整,第二节 微波传输线及雷达天线系统,二、天线系统,组成部分及作用,天线与扫描系统,船首标志开关,方位发送器,马达,船电,扼流圈,至收发机,到方位接收器,至船首标志电路,旋转接头,辐射窗,交流电源输入,隙缝波导防护罩,安全开关,性能监视器,（回波箱）,波导馈线,发射性能监视器,(a)SWG structure,(b)Antenna structure,Slots,Horn,Filter,Fig.SWG antenna structure,(c)Antenna appearance,Antenna mask,Radiation window,Slotted waveguide,天线：,隙缝波导天线,定向收发共用天线，水平极化,第三节 收发开关和雷达接收机的组成框图,微波集成电路,主中频放大器,视频部分,前置中放,双功器,变频器,自天线,微波集成电路,视频,放大,增益,&STC,至显示器,接收机组成框图,触发脉冲,中频,放大,检波器,双功器,混频器,本振,第二章 船用雷达设备,第三节 接收机,混频器,：,把回波信号（,f,S,）与本振信号（,f,L,）通过非线性元件混频产生含许多新频率的信号，经过选频电路选出本振信号与回波信号的差频,中频信号（,f,I,）,混频二极管（混频晶体）,检查：万用表,R,100,或,R,1 k,档测正反向电阻，,严禁使用,R,1,或,R,10 k,档，损坏晶体,反正电阻比,应大于,100,以上,电流：说明本振和混频晶体是否工作。
具体数值查说明书,注意：铅管屏蔽（防高频辐射）、防振、防潮保管,更换或检测时应关高压，取下装上人机同电位,回波幅度,:,V,级,本振输出,:,m,V,级,晶体电流值只由本振输出决定,第三节 接收机,本振调谐：,调节本振频率使之比回波频率正好高一个中频，,回波图象最佳,粗调：大范围改变振荡频率,细调：小范围改变振荡频率,机械调谐：调节谐振腔尺寸（决定中心振荡频率）,电气调谐：调节工作电压,自动调谐：自动频率控制电路（,AFC,）完成,人工调谐：手动调节电位器改变本振工作电压,粗调时机,：,更换磁控管后,本,振元件更换后,本振频率不正常时,平时操作雷达的控制面板调谐标准：,图象清晰饱满,调谐指示表指示最大,海浪干扰,STC,作用,海杂波,目标,目标丢失,目标重现,海杂波减弱,目标减弱,目标正常保留,STC,增加,第三节 接收机,二、雷达接收机主要技术指标,1,、,接收机灵敏度：,接收微弱信号的能力用最小可辩功率,P,min,表示,一般,10,12,10,1,4,W,，接收机放大量应,10,6,10,8,（,120 160 dB,）,增益过大,增益降低,增益正常,2,、,其它：,同频带、动态范围、工作稳定性、抗干扰性能、恢复时间等,第三节 接收机,三、接收机工作状态判断,1.,噪声斑点,:,调节增益，噪声变化,2.,晶体电流,:,收发机内的表头，是否正常,3.,接收性能监视器：,刻度,系统,距离扫描,定时系统,触发脉冲,回波,船首信号,方位信号,偏转线圈,CRT,阳极,雷达,电源,高压,方位扫描,视频,系统,变压器,辉亮,电路,阴极,栅极,第四节 雷达显示系统,模拟系统,数字系统,一、模拟系统,第四节 雷达显示系统,二、数字系统,原始视频量化数字视频处理,按显示要求读出还原模拟信号显示,1.,基本原理：,b,光栅雷达信号,光栅扫描,雷达,PPI,/,光栅扫描转换,扫描。