《雷达原理与系统教学课件(共8章)第1章-概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达原理与系统教学课件(共8章)第1章-概述（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1雷达信号处理重点实验室雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝主讲：主讲：陈伯孝陈伯孝教材：教材：雷达原理与系统雷达原理与系统陈伯孝等编著陈伯孝等编著雷达原理与系统雷达原理与系统Tel:029-88202320,13572010986Email:http:/ 陈伯孝陈伯孝教学目标教学目标：（1）了解雷达在军事、民用和宇宙空间探测等领域的重要作用）了解雷达在军事、民用和宇宙空间探测等领域的重要作用，以及雷达以及雷达技术的发展动向；技术的发展动向；（2）掌握雷达方程及雷达系统参数指标的分配和设计实现方法，掌握雷达）掌握雷达方程及雷达系统参数指标的分配和设计实现方法，掌握雷达发射机、接收机、信号与信息
2、处理的工作原理、主要性能指标、设计方法及发射机、接收机、信号与信息处理的工作原理、主要性能指标、设计方法及其仿真；其仿真；（3）掌握雷达杂波的特征、抑制方法、性能及其仿真；）掌握雷达杂波的特征、抑制方法、性能及其仿真；（4）掌握雷达测距、测角、测速的原理、方法、性能及其仿真；）掌握雷达测距、测角、测速的原理、方法、性能及其仿真；（5）培养学生对雷达系统的分析与设计方法，并进行系统建模与仿真分析；）培养学生对雷达系统的分析与设计方法，并进行系统建模与仿真分析；培养学生分析、培养学生分析、解决解决工程问题的能力，为从事雷达及其它电子信息系统设计工程问题的能力，为从事雷达及其它电子信息系统设计奠定理
3、论和技术基础。奠定理论和技术基础。教学内容教学内容：第第1章章 概述概述第第2章章 雷达系统组成与雷达方程雷达系统组成与雷达方程第第3章章 发射与接收分系统发射与接收分系统第第4章章 雷达信号波形与脉冲压缩雷达信号波形与脉冲压缩第第5章章 杂波特征与杂波抑制杂波特征与杂波抑制第第6章章 雷达信号检测雷达信号检测第第7章章 参数测量与跟踪参数测量与跟踪第第8章章 雷达系统设计与虚拟仿真实验雷达系统设计与虚拟仿真实验 雷达信号处理重点实验室雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝4第第1 1章章 绪绪 论论雷达信号处理重点实验室雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝陈伯孝陈伯孝雷达原理与系统雷达原理与系
4、统5雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-88202320本章教学内容本章教学内容1.1雷达的发展概况雷达的发展概况1.2雷达工作原理与分类雷达工作原理与分类1.3雷达的主要战术与技术指标雷达的主要战术与技术指标1.4雷达的生存与对抗雷达的生存与对抗6雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况雷达（雷达（RadarRadar）：英文）：英文“Radio Detection And RangingRadio Detection And Ranging”缩写的音译缩写的音译 含义：利用无线电对目标进行探测和测距。含义：利用无线电对目标进
5、行探测和测距。基本功能：利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置基本功能：利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置（1 1）雷达的诞生及发展初期）雷达的诞生及发展初期 （2 2）二战中的雷达）二战中的雷达被誉为被誉为“第二次大战的天之骄子第二次大战的天之骄子”（3 3）二十世纪五、六十年代的雷达二十世纪五、六十年代的雷达（4 4）二十世纪七、八十年代的雷达二十世纪七、八十年代的雷达（5 5）二十世纪九十年代的雷达二十世纪九十年代的雷达（6）新世纪）新世纪的雷达的雷达雷达的发展历程：雷达的发展历程：7雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1
6、雷达的发展概况雷达的发展概况（1）雷达的诞生及发展初期雷达的诞生及发展初期 19371937年年，沃森沃森瓦特瓦特设计设计 的第一的第一部可用的雷达部可用的雷达“Chain Chain HomeHome”，在英，在英国建成。国建成。19381938年年，美国信号公美国信号公司制造的司制造的SCR-268SCR-268是是设计的第一部实用的设计的第一部实用的防空火控雷达防空火控雷达。200MHz，R=180Km19391939年年，美国无线电，美国无线电公司公司(RCARCA)研制第一研制第一部实用舰载雷达部实用舰载雷达XAFXAF。飞机飞机 R=160Km，舰船舰船 R=20Km8雷达信号处理
7、重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况（2）二战中的雷达）二战中的雷达被誉为第二次大战的被誉为第二次大战的“天之骄子天之骄子”用雷达控制高射炮击落一架飞机平均所用炮弹数由用雷达控制高射炮击落一架飞机平均所用炮弹数由50005000发降为发降为5050发发，命中率提高命中率提高100100倍倍9雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况（3）二十世纪五、六十年代的雷达二十世纪五、六十年代的雷达 大型雷达：观察月亮、极光、流星等大型雷达：观察月亮、极光、流星等 大功率速调管放大器，发射功率大功率速调
8、管放大器，发射功率Pt比磁控管大两个数量级比磁控管大两个数量级 单脉冲跟踪雷达单脉冲跟踪雷达AN/FPS-16，角跟踪精度达，角跟踪精度达0.1mrad 合成孔径雷达，在飞机上较小的侧视天线可产生地面上的一个条状地图合成孔径雷达，在飞机上较小的侧视天线可产生地面上的一个条状地图 机载脉冲多普勒雷达应用于机载脉冲多普勒雷达应用于“波马克波马克”空空导弹的下视和制导空空导弹的下视和制导 “麦德雷麦德雷”高频超视距雷达高频超视距雷达,R=3700 Km S波段防空相控阵雷达波段防空相控阵雷达AN/SPS-33、超远程相控阵雷达、超远程相控阵雷达AN/FPS-85等等10雷达信号处理重点实验室 陈伯孝
9、陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况（4）二十世纪七、八十年代的雷达二十世纪七、八十年代的雷达 合成孔径雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达合成孔径雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达 E-3E-3预警机预警机郑郑州州郊郊区区高高速速公公路路立立交交桥桥11雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况（5）二十世纪九十年代的雷达二十世纪九十年代的雷达 数字化、智能化方向发展数字化、智能化方向发展 反雷达对抗技术反雷达对抗技术 新体制雷达：无源雷达、双（多）基地雷达、机（或星）载预警新体制雷达：无源雷达、双（多）基地雷达、
10、机（或星）载预警雷达、雷达、稀布阵雷达、多载频雷达、微波成像雷达、稀布阵雷达、多载频雷达、微波成像雷达、毫米波雷达、毫米波雷达、激光雷达等。激光雷达等。12雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况雷达技术的发展雷达技术的发展，可以大致划分为四个阶段：可以大致划分为四个阶段：阶段段典型技典型技术典型代表典型代表第一第一阶段段 非相参雷达技非相参雷达技术英国英国“Chain Home”，防空火控雷达，防空火控雷达SCR-268、SCR-584等等第二第二阶段段以速以速调管、行波管等管、行波管等为代表的相参雷代表的相参雷达技达技术观察月亮、极光
11、、流星的超察月亮、极光、流星的超远程雷达、程雷达、脉冲多普勒雷达、相控脉冲多普勒雷达、相控阵雷达等雷达等第三第三阶段段 全固全固态发射与大射与大规模数字化技模数字化技术合成孔径雷达、大型相控合成孔径雷达、大型相控阵雷达、双基雷达、双基地雷达、机（或星）地雷达、机（或星）载预警雷达、稀布警雷达、稀布阵雷达等雷达等第四第四阶段段以大以大规模数字模数字T/R为代表的数字代表的数字阵列雷列雷达技达技术超超宽带合成孔径雷达、大型数字合成孔径雷达、大型数字阵列雷列雷达、高性能反达、高性能反隐身雷达等身雷达等 高性能、多功能的综合体高性能、多功能的综合体 ，集雷达与通信、指挥控制、电子战等于一体，集雷达与通
12、信、指挥控制、电子战等于一体 集中式大孔径天线集中式大孔径天线 分布式小孔径雷达分布式小孔径雷达频率源、发射到接收频率源、发射到接收 减小天线孔径、减小天线孔径、提高机动性并降低成本提高机动性并降低成本 13雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.1雷达的发展概况雷达的发展概况（6）雷达雷达的发展趋势的发展趋势模拟电路模拟电路数字化数字化信号处理和检测的角度信号处理和检测的角度 智能化智能化综合利用多部雷达协同探测与雷达组网综合利用多部雷达协同探测与雷达组网网络化网络化单部雷达单部雷达简单处理简单处理雷达面临的威胁与挑战雷达面临的威胁与挑战：1.4节介绍节介绍14雷达
13、信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.2 雷达工作原理与分类雷达工作原理与分类1.2.1 雷达的工作原理雷达的工作原理 雷达工作原理雷达工作原理：雷达雷达主动发射电磁波到达目标，目标再散射电磁波主动发射电磁波到达目标，目标再散射电磁波到达雷达接收天线，从而发现目标。到达雷达接收天线，从而发现目标。可以概述为几个方面：可以概述为几个方面：（1）由于电磁波沿直线传播，根据雷达与目标之间的距离与光速的比）由于电磁波沿直线传播，根据雷达与目标之间的距离与光速的比值，测定发射电磁波到接收目标散射电磁波的时延，获得目标的距离。值，测定发射电磁波到接收目标散射电磁波的时延，获得目标的
14、距离。（2）为了能量集中往一个方向辐射，雷达天线通常是强方向性的，根）为了能量集中往一个方向辐射，雷达天线通常是强方向性的，根据波束指向和测量目标偏离目标中心的程度，得到目标的方位和仰角。据波束指向和测量目标偏离目标中心的程度，得到目标的方位和仰角。（3）根据目标相对于雷达视线的径向运动，产生的多普勒效应，可以）根据目标相对于雷达视线的径向运动，产生的多普勒效应，可以获得目标的径向速度。获得目标的径向速度。（4）根据目标不同部位散射特性的差异，提取目标的细微特征，从而）根据目标不同部位散射特性的差异，提取目标的细微特征，从而实现对目标的识别或分类。实现对目标的识别或分类。15雷达信号处理重点实
15、验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.2 雷达工作原理与分类雷达工作原理与分类1.2.2 基本组成基本组成电源电源点迹凝聚航迹关联16雷达信号处理重点实验室 陈伯孝陈伯孝 029-882023201.2 雷达工作原理与分类雷达工作原理与分类1.2.2 基本组成基本组成分系分系统功功 能能现代技代技术发展展天天线辐射大功率射射大功率射频信号，信号，接收接收目目标回波的微弱回波的微弱信号信号1低副瓣、超低副瓣；低副瓣、超低副瓣；2大大带宽、多、多频段复用；段复用；3相控相控阵、共性天、共性天线；4变极化与极化控制；极化与极化控制；5天天线材料材料隐身、超材料身、超材料波形波形产生生器器产
16、生一定工作生一定工作频率、一定率、一定调制方式的射制方式的射频激激励信号，同励信号，同时产生相干本振信号生相干本振信号1DDS频率合成、波形合成；率合成、波形合成；2波形捷波形捷变发射机射机射射频激励信号激励信号进行功率放大，再行功率放大，再经收收发开关开关馈电至天至天线1全固全固态；2频率捷率捷变；3发射射DBF；4高占空比高占空比接收机接收机对接收信号接收信号进行低噪声放大、混行低噪声放大、混频和和滤波等波等处理理1数字化接收机；数字化接收机；2大大动态；3宽带信号信号处理理抑制非期望信号（抑制非期望信号（杂波、干波、干扰），通），通过脉脉压、积累等措施以提高有用信号的信噪比，并累等措施以提高有用信号的信噪比，并对目目标进行自行自动检测与参数与参数测量等量等1脉脉压压缩；2MTI、MTD、PD；3副瓣副瓣对消、副消、副瓣匿影；瓣匿影；4DBF、ADBF；5空空时自适自适应处理；理；6CFAR、智能、智能检测；8雷达成像；雷达成像；9目目标识别数据数据处理理目目标航迹的关航迹的关联、跟踪、跟踪滤波、航迹管理等波、航迹管理等1多目多目标跟踪；跟踪；2高机高机动目目标跟踪；跟踪；3数据融
