第7章 作业参考答案

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1、第七章作业1。雷达测角的物理基础是什么？雷达测角性能参数有哪些？教材参考：P200雷达测角的物理基础是电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线的方向性。雷达测角的性能可用测角范围、测角速度、测角准确度或精度、角分辨力来衡量。2。振幅法测角分哪两类？试简述和差法测角的基本原理。教材参考：P205，P207。振幅法测角可分为最大信号法和等信号法两大类。用等信号法测量时，波束1接收到的回波信号u1=KF1(θ)=KF(θk-θt)，波束2收到的回波电压值u2=KF2(θ)=KF(-θk-θt)=KF(θk+θt)。其中，θt为目标方向偏离等信号轴θ0的角度。对u1和u2信号进行处理，可以获得目标方向

2、θt的信息。和差法的处理方法为：由u1及u2可求得其差值Δ(θt)及和值Σ(θt)，即Δ(θ)=u1(θ)-u2(θ)=K［F(θk-θt)-F(θk+θt)］，在等信号轴θ=θ0附近，差值Δ(θ)可近似表达为。而和信号Σ(θt)=u1(θ)+u2(θ)=K［F(θk-θt)+F(θk+θt)］在θ0附近可近似表示为Σ(θt)≈2F(θ0)k即可求得其和、差波束Σ(θ)与Δ(θ)的归一化的和差值。因为Δ/Σ正比于目标偏离θ0的角度θt，故可用它来判读角度θt的大小及方向。3。雷达扫描常用的波束形状有哪几种？地面搜索雷达垂直面内的波束形状通常采用什么形状？为什么？教材参考：P209两种常用的基

3、本波束形状为扇形波束和针状波束。地面搜索雷达垂直面内的波束形状通常采用余割平方形。原因是这种波形的功率利用率比较合理，使同一高度不同距离目标的回波强度基本相同。4。天线波束电扫描分哪几种？试述相位电扫描法的基本原理。给出相位扫描法不出现栅瓣的条件。教材参考：P211-P213根据是实现时所用基本技术的差别，电扫描又可分为相位扫描法、频率扫描法、时间延迟法等。相位电扫描法的基本原理：为由N个阵元组成的一维直线移相器天线阵，阵元间距为d。假定每个阵元为无方向性的点辐射源，所有阵元的馈线输入端为等幅同相馈电，各移相器的相移量分别为0，φ，2φ，…，(N-1)φ，即相邻阵元激励电流之间的相位差为φ。

4、偏离法线θ方向远区某点的场强，它应为各阵元在该点的辐射场的矢量和。若以零号阵元辐射场E0的相位为基准，则，φ为相邻阵元激励电流相位差，ψ为由于波程差引起的相邻阵元辐射场的相位差，归一化方向性函数为。φ=0时，也就是各阵元等幅同相馈电时，由上式可知，当θ=0，F(θ)=1，即方向图最大值在阵列法线方向。若φ≠0，则方向图最大值方向(波束指向)就要偏移，偏移角θ0由移相器的相移量φ决定，满足。改变φ值，就可改变波束指向角θ0，从而形成波束扫描。不出现栅瓣的条件为：。5。相位扫描时，波束扫描指向角的增大对波束宽度、天线增益、天线的带宽影响如何？教材参考：P215-P216在波束扫描时，由于在θ0方

5、向等效天线口径面尺寸等于天线口径面在等相面上的投影(即乘以cosθ0)，与法线方向相比，尺寸减小，波束加宽，因而天线增益下降，且随着θ0的增大而加剧。当扫描角θ0增大时，允许的带宽变小。6。什么叫频率波束扫描？简述其基本工作原理。教材参考：P223改变输入信号频率f，则λg改变，Φ也随之改变，故可实现波束扫描。这种方法称为频率扫描法。基本工作原理：，

6、Ф

7、＜2π。当θ0=0，即波束指向法线方向时，设λg=λg0(相应的输入信号频率为f0)，此时所有阵元同相馈电，上式中，Ф=0，由此可以确定。若θ0≠0，即波束偏离法线方向，则当θ=θ0时，相邻阵元之间由波程差引起的相位差正好与传输线引入的相位

8、差相抵消，故有。d为相邻阵元间距；λ为自由空间波长(相应输入端信号频率为f)。λg根据传输线的特性及工作波长而定。已知λ(或f)，并算出λg，可确定波束指向角θ0。7。简要介绍常用的多波束形成方法及其工作原理。教材参考：P231-P234常用的多波束形成方法有：1、射频延迟线多波束形成系统各阵列元接收到的信号通过水平平行放置的传输波导，再经定向耦合器耦合到倾斜放置的多根相加波导中相加，并分别送到各自的接收通道。相邻阵元的信号到达相加波导相加时，由于存在路径差Δl，两者间将引入一个相位差Δφ(=2π(Δl-nλg)/λg，n为某个整数，λg为波导波长)。这就意味着波束偏在某个方向，只有该方向来

9、的回波信号，其波程差引起的相位差才能与Δφ抵消，使各路信号在相加波导中同相相加，接收机输入信号最大。由于各条相加波导放置的倾斜角β不同，Δl不同，因而各条相加波导所相应的波束指向也就不同。每个接收通道对应一个波束指向，M根β角不同的相加波导及相应多个接收通道就对应着M个波束。2、中频延迟多波束形成系统因为经与同一本振信号源混频后各阵元接收的信号之间的相位差保持不变，再通过中频延迟线，也可以在相邻阵元之间引入所