船用雷达详细介绍.ppt

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1、船舶导航雷达第一章　雷达基本工作原理引言Radar—Radiodetectionandranging—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（ClosestPointofApproach)TCPA(TimetoCPA)第一节雷达测距与测方位原理方向扫描量程:回波(10nm)Δt＝123.5μs荧光屏边缘本船目标岛屿12nm目标船90°245°245EBL901802700方位标志海图平面雷达平面Fig.距离与方位

2、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=1μs，则，R=150m；对应于1nm距离，△t＝12.35μs1、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×tΔt：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=3×102m/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

3、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TransmitterReceiverT/R天线收发机显示器ARPAFig1-2(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

4、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V6、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。400~2000Hz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、

5、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GNSSAISECDIS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：λ＝10cm;f=2900~3100MHz如：3050MHz

6、X波段:λ＝3cm;f=9000~9500MHz如：9375MHz2.脉冲宽度（τ）：发射脉冲的持续时间。τ↑→Rmax↑距离分辨率τ↓→ïïïîïïïíì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500~4000Hz1.工作频率（波长）：超高频（正弦波）的频率范围天气好:Xband;天气坏(雨/雪):Sband一般τ=0.04~1.2μs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Tpptmt=4.发射功率：指峰值功率，一般3~75kWp↑→ï

7、ïîïïíì故障Rmax天线旁瓣干扰tt:前沿上升时间0.1~0.2τtf:后沿下降时间0.2~0.4τΔu:顶部波动值2~5%tu10.90.10trtfΔu脉冲波形3）二者关系1）峰值功率pt:在脉冲持续时间内的平均功率2）平均功率Pm: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（Tr