雷达技术 第六章 目标距离的测量21-22

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1、第6章目标距离的测量6.1脉冲法测距6.2调频法测距6.3距离跟踪原理6.4数字式自动测距器1第6章目标距离的测量主要内容及基本要求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；2雷达如何测距？（1）脉冲雷达（2）连续波雷达BR2RtRcA1Rct目标距离的测量R23雷达测距的实现方法实现方法：调幅——脉冲法测距调频——频率法测距调相——相位法测距4雷达测距的实现方法连续波雷达常规脉冲雷达是幅度调制的一个例子。其发射波形是单载频的按一定重复周期工作的矩形脉冲。发射的每个脉冲都相当于对电磁波打上了标记，以测量回波时

2、间，从而完成测距。5雷达测距的实现方法连续波雷达测距物理解释：一般来说，单载频的连续波雷达没有测距能力，这与其无法适用基于脉冲回波时延的测距手段，且发射信号带宽较窄有关。若必须测量距离，需要在连续波发射信号上加上某些定时标志，以识别发射的时间和回波时间。标志越尖锐、鲜明，则传输时间的测量越准确。由傅里叶变换知：定时标志越尖锐，则发射信号的频谱越宽。因此为了测量传输时延或距离，必须扩展单载频连续波的频谱。66.1脉冲法测距6.1.1基本原理lR=Ct/2pRlR=0.15tR，R（km）近区地tR（us）发射物回波目标回波脉冲思考问题：010203040

3、506070km机械距离刻度标用脉冲的哪里来作为尺回波到达时刻?有何区别？回波前沿图6.2显示器荧光屏画面图6.2回波中心76.1脉冲法测距检测发现、虚警和支路门限Σ本振差支路匹配包络微分过零点滤波器检波(d/dt)检测tt图6.3回波脉冲中心估计86.1脉冲法测距96.1脉冲法测距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．特征：可知性、可补偿（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

4、预测的不确定因素干扰而产生测量误差．特征：随机性、难补偿106.1脉冲法测距怎么考虑测距中的误差？全微分2RRRtdRdcdtRRctcR1tcRctRdcdt2RR22RcRcdcdtRctRRc2c2Δc为电波传播速度平均值的误差;Δt为测量目标回波延迟时间的误差。R116.1脉冲法测距（1）电波传播速度变化产生的误差估算传播速度变化引起的误差RcRcRctRc2Rc表6.1电波传播速度126.1脉冲法测距（2）时间差测量误差RcRctRRctRc2RctRt

5、RR若时间差测量误差为1us，测距误差为150m;若时间差测量误差为1ps，测距误差为0.15m;136.1脉冲法测距（3）因大气折射引起的误差目标视在位置测距误差目标真实位置RRRR0R视角误差0H地面图6.4大气层中电波的折射146.1脉冲法测距（4）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。156.1脉冲法测距6.1.3测距精度的理论极限——真值和理论值的差别信号最大值出现的时延估值的方差为21式中，E为信号能量；

6、trE22N为噪声功率谱密度；8B0eNoB为信号u(t)的均方根带宽，e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。推导见P225-226公式错误166.1脉冲法测距6.1.4距离分辨力和测距范围区分两个概念：距离分辨率/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。测距精度：同一个点目标的测量值和真实值之间的最小偏差。176.1脉冲法测距（1）距离分辨力：cdrc2vnd为脉冲宽度（s）；光点直径vnd为光点直径（m）；υn为光点扫掠速度(cm/μs)。dτ＋vn-4dB脉压雷达距离分辨率c1图6.6距

7、离分辨力rc2B2St()Acos(2ft0t)B为线性调频信号的带宽186.1脉冲法测距（2）测距精度：包括最小可测距离、最大单值测距范围最小可测距离：雷达能测量的最近目标的距离。收发共用天线，发射脉冲宽度时间内，无法接收回波；收发切换时间t0内，无法接收回波。c最小可测距离：Rtmin02196.1脉冲法测距最大单值可测距离：雷达可探测的最大无模糊距离思考：最大无模糊距离由什么决定？脉冲重复周期TrccTr2RmaxTrRmaxTrTrRmax22c越大越好？TrRmax10.50.5脉

8、冲积累会改善检测性能MfrTr206.1脉冲法测距如何判断？存在m次距离模糊时，距离R