雷达的探测能力和精度
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案..
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、 同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系 统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实 时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据 用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需 求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自 主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智 能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系 统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政
公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内近年来相关 领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应 用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警 信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记 录、方便随时调用回放。 ? 系统技术水平国内领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪 后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地 探测与持续跟踪能力。 ? 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需 求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ? 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络， 可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ? 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。
二、 系统设备清单
序号 1
2
材料名称
规格型号
X 波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw
小目标雷达数据处理器及显示 HLD-STTD-1000
终端软件
Radpro V1.6.0.0
数量 1套
1套
基于雷达探测的安防检测系统设计说明书
基于雷达探测的安防检测系统 设计说明书 版本号：V1.0
目录 一、背景及意义 (1) 二、基于雷达探测的安防检测系统分析 (2) 2.1 非功能性需求 (2) 2. 2 功能性需求 (2) 2.3 开发环境 (2) 三、基于雷达探测的安防检测系统设计 (3) 3.2 系统业务流程图 (5) 3.2 系统功能结构图 (6) 四、基于雷达探测的安防检测系统模块实现 (6) 4.1 影像采集模块 (6) 4.2 影像信息显示模块 (7) 4.3 雷达运行状态监测模块 (8) 4.4 报警提示模块 (9) 五、小结 (10)
一、背景及意义 随着科技的不断发展，电子防范技术作为安全防范技术的一个 重要发展方向，得到了蓬勃快速的发展。其中，周界入侵探测系统作为电子防范技术的一个发展方向得到了广泛应用。周界安防报警系统是指对被防范区域的边界进行防范，当外来者接近或者跨越防范区域时启动报警。雷达作为一种重要的检测目标手段，以前多用在军事应用上，特点是探测距离很远，体积较大，成本角高。近年来，随着电子水平及制造工艺的不断发展，电子器件不断小型化，低价化，民用小型化雷达被开发出来，并应用于各类安防系统中。 安防雷达是安防市场上兴起的一种新的技术手段，随着技术的发展，低成本高性能的小型雷达被开发出来。其具有抗干扰能力强，灵敏度高，环境适应性强，探测距离远，综合成本低的优点。普通的雷达发射一条直线形波束，凡是被波束照射的活动目标，雷达可以计算出其距离及速度，配合转台可实现360°区域覆盖。一部雷达可以对长度500m，宽度30度的一个区域进行监控，与其它安防手段相比，大大减少了施工量，并且灵敏度极高，哪怕人以很慢很慢的速度蠕行，雷达也能将其发现。而且雷达可以知道入侵者的准确位置，这是其它大多数手段无法比拟的优势。由于雷达工作在微波频段，这个频段的信号不会受到雨雾可见光等自然条件的影响，工作稳定可靠，虚警率低。本文主要介绍基于雷达探测的安防检测系统的开发与实现。
机载雷达
雷达是无线点检测与定位的简称。随着电子技术的发展，雷达技术从开始单一防空设备迅速扩展到侦察、火力控制、空中交通管理、遥感、天文、地质等军用和民用领域。雷达在飞行器上的应用也有很多种。通过这学期的学习，我对雷达有了一定的了解。 六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。其中，军用机载雷达占大多数。现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。 军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间，有了空对地轰炸、空对空火控、敌我识别、无线电高度、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。 90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可靠性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。 90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确
地质雷达探测地下管线的能力
地质雷达探测地下管线的能力 劳雷公司袁明德 如今的城市，地上车水马龙，地下管线纵横，说不定在你脚下，就有一根水泥的下水管道或金属的煤气管道通过。所以管线探测，对城市简直是必不可少而且非常重要。 探地雷达是探测管线的有力工具，因为它施工快捷、无损并能实时展示地下图象，适合在城市各种场合使用。唯一不足的是地质雷达很贵，用这样贵的仪器检测管道，当然应该保证得出满意的结果，出类拔萃、与众不同。 为得到好结果工作要特别细心，首先应保证采集尽量多的地下信息，然后合理解释这些信息，然后做出合理解释。为此，笔者编译德克萨斯大学岩石圈研究中心曾晓轩（音译）在1997年第3期GEOPHYSICS上刊登的论文：GPR characterization of buried tanks and pipes，参考其中的思路和做法，“它山之石，可以攻玉”，或许会对我们今后开展城市管线地质雷达调查有所帮助。 １数字模型 表１１００ＭＨｚ下各种材质的电性
（图1）某城区地下管线分布图 表２模型管道组份 表１，表２给出了文中所述各种实验所用材料的物理特性。 图1是一个管道横截面的数字模型及雷达记录，雷达波的入、反射路径射线表示。图中模型管粗３ｍ，壁厚5ｃｍ，埋深1ｍ，周土为粉质粘土，介电常数6，中心频率200ＭＨz，带宽200MHz，振幅刻度160。图中可见管线的上下管壁在雷达剖面上留下A，B两组绕射波。由此我们可知，1根管道的雷达图像应该是至少上下2组弧形的绕射波，上弧顶为管道顶，下弧顶为管道底。 2材质影响 下面是物理实体模型对比加以检验，并根据充填物的不同，考察雷达图像的变化（图2） 图2a中，模型1、模型2管道的顶、底反射无多大差别，但第3根金属管道只有顶反射C而没有底反射F，这是由于金属管壁和周围介质粉质粘土的介电常数比差很大（6.0/300），在上管壁发生全反射，再没有能量穿入下管壁之故。同时注意到，反射同相轴C与A、B是反相的，如果A、B是波峰-波谷-波峰的话，那么C是波谷-波峰-波谷，而且强度高，绕射弧延伸远。 现在用一根玻璃纤维管道充填以苯、DNA氯化碳和甲醇（图2b）。首先注意到底反射G和H下移，使得管道的顶、底反射间隔拉长，这是由于充填物的介电
A320系列飞机气象雷达系统
A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议 概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。 一、机载气象雷达系统的组成 机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：
雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。 雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。 显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。 控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。 波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。 二、气象雷达对目标的探测 机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并
将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成，由于冰晶是不良的雷达波反射体，所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成，所以在雷达上几乎不可见。另外，正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波，如图2-1所示：
新一代天气雷达观测规定(第二版)
新一代天气雷达观测规定 (第二版) 综合观测司 二○一八年十二月
第一章总则 第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。 第二章岗位要求与职责 第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。 第五条新一代天气雷达观测人员主要职责: （一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。 （二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。 （四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。 （五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。 (六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。 第三章探测环境与保护 第六条雷达站址环境及相关要求如下： （一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡仰角不应大于1?，孤立遮挡方位角不应大于1?，且总的遮挡方位角不应大于5?，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。 （二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。 （三）建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站上空1千米高度和海拔3千米、6千米高度的等射束高度图，观测环境发生变化时应重新绘制遮挡角分布图、等射束高度图，并上报上级业务主管部门。 （四）应采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准，确定雷达天线馈源的经度、纬度、海拔高度，并作为雷达位臵报上级业务主管部门。经、纬度误差应小于1秒，海
雷达探测实例资料
应用实例一：自动门控制、ATM提款机自动录像控制 本电路作用距离4－15米连续可调，和热释电红外探测器相比，具有抗强光干扰，探测距离远，不受温、湿度影响等优点。电路原理简述：图中U1是微波感应探测器模块，通过K202,K203,R202,R219向模块提供2kHz 的脉动电源（能产生频率为2khz 高电平宽度为20uS的电路很多，如使用反向器CD4069、lm555 等），K201在U1起作用期间导通，把U1输出的反应物体移动的低频信号选通输出， C202为采样保持电路，保证信号的连续和完整。由LM358组成的两极低通放大电路把U1的输出放大，在LM358的1脚输出。可调电阻R213 用于调整一级放大器的增益，调整R213的大小可以调整探测距离。 应用实例二：火车自动信号机开关电路 作用距离：1－9米连续可调。这种电路的抗干扰能力更强，调整范围更大，可以应用于野外 和条件较为恶劣的场所使用。 原理简述：上图是一个完整的应用电路，U3D（LM339）及周围相关元件组成2kHz 低占空比振荡 器，P1，P2 提供脉动电源和选通。E9为采用保持电容，反应物体移动的低频信号经过LM324 A、 B 及周围元件组成的低通放大电路放大后，到由LM324 C 及周围相关元件组成的比较器。 C9-C12,R32-R35组成的低通滤波网络虑除工频干扰信号。由U3A组成的延时电路保证了发现物体 移动后电路有相当时间的稳定输出。由U1A及相关元件组成的第一级放大电路，其增益 A1A≈R30/R31=375/473=78.7；第二级放大器由U1B及相关电路组成，放大增益 A1B≈R36/(R35+R34)=475/943=50；两级放大的增益为A=78.7×50＝3935，即为36db。由U1C及 R39、R40、P2、E12组成的电压比较器，把前级放大的信号变换成脉冲信号，再由U3A及相关元 件组成的延时电路延时输出。 调整P2可以改变探测距离的大小，改变R41、E13、R42的大小可以调整输出时间的长短。
1多普勒天气雷达原理与应用
第六部分多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下，雷达气象方程为： 其中Pr表示雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表示水平和垂直波宽，λ表示雷达波长，K表示与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax）以外时，会发生距离折叠。换句
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
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智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱 散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故 调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别 系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视 频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具
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备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组 网应用需求。
根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术 自主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海 智能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。 该系统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海 警、渔政公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内 近年来相关领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领 先及成熟应用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报 警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实 时记录、方便随时调用回放。
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机载雷达
领空权对于每一个国家都是非常重要的，而保证领空权的就是飞机性能的强大。我国航空技术已经发展了几十年了，经过这几十年，我国飞机的性能有了很大的提高，虽然与军事强国还存在一些差距，但是我们有能力有时间去赶超他们。 通过这学期的学习，我对飞机的结构及一些简单的工作原理有了一定的了解。 雷达的基本原理：通过无线电设备向空间发射无线电波，无线电波在不同介子表面会向各个方向散射一定的电波能量，其中一部分由目标反射回天线方向，成为目标回波。雷达接收目标回波。雷达接收目标回波后检测出目标的空间位置。 机载雷达就像是飞机的眼睛，利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标，除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云。所以说雷达的作用非常巨大。下面我来大概介绍机载雷达。 机载雷达─它是装在飞机上的各种雷达的总称。装在飞机上的各种雷达的总称。主要用于控制和制导武器,实施空中警戒、侦察,保障准确航行和飞行安全。机载雷达的基本原理和组成与其他军用雷达相同，其特点是：一般都有天线平台稳定系统或数据稳定装置；通常采用3厘米以下的波段；体积小,重量轻；具有良好的防震性能。 雷达的发展：雷达是由英国科学家爱德华·鲍恩领导的研究小组于1937年研制成功的。鲍恩等人从1935年开始研制机载雷达。在1937年年中研制出一部小型雷达，并把它安装在一架双发动机的“安桑”式飞机上这架“安桑”式飞机便成为最早载有雷达的飞机。机载雷达进行了多次试验，证明它可探测到16公里以外的水面舰艇。
在现代先进作战飞机上，雷达系统的的造价往往占飞机总造价的1/4─1/3，还出现了综合多种雷达作用的多功能机载雷达。先进机载雷达不仅能发现100多公里以外的敌机，还能对其中最具威胁性的对多个目标同时实施攻击。机载雷达总体上分为5种不同功能的雷达 1、截机雷达，用于提供目标数据。它与火控计算机、飞行数据测量和显示设备等组成歼击机火控系统。截击雷达一般有搜索和跟踪两种功能。在搜索时，雷达发现和测定载机前方给定空域内的目标,截获后即转入跟踪状态,连续提供瞄准和攻击目标所需的数据。有的截击雷达有目标照射装置，用于导引半主动寻的导弹。截击雷达发现空中目标的距离一般为几十公里，有的可达一二百公里；搜索和跟踪角一般为±60度左右；测距精度为几十米；测角精度为十分之几度。脉冲多普勒截击雷达能抑制地（海）面杂波，提取动目标信息，具有下视能力，装备这种雷达的战机能对低空、超低空目标实施攻击。较先进的截击雷达能边搜索边跟踪,即对一定空域搜索的同时,还能跟踪多个目标。有的截击雷达还具有多种功能，既能用于对空中目标的拦截,也能用于对地（海）面目标的攻击。 2、轰炸雷达，主要用来为瞄准轰炸和领航提供目标信息。它可单独工作，也可与光学瞄准具、计算机配合使用，构成轰炸瞄准系统。轰炸雷达按搜索方式可分为前视和环视两类。前视雷达的天线波束指向载机前下方，在一个扇形地区内搜索。环视雷达的天线波束成扇形。它有搜索和瞄准两种工作状态。 3、空中侦察与地形显示雷达，用于提供地（海）面固定目标和移动目标的位置和地形资料。它通常是一种侧视雷达，具有很高的分辨力。其天线安装在机身两侧，波束指向载机左右下方并垂直于航线，随载机飞行向前扫瞄。侧视雷达分为真实口径侧视雷达和合成孔径侧视雷达两类。真实口径侧视雷达的天线沿机身纵向长达8～10米,在飞机机身两侧形成很窄的波束，分辨力较全景雷达高10倍左右。
雷达信号检测和估计
信号检测与估计理论在 雷达系统方面的应用摘要：随着互联网应用的普及及发展，信号的检测与估计技术的应用也越来越受到人们的 关注。雷达中的信号检测是一个综合性问题，涉及多个学科，多领域知识，所以它是科学领域最为关注的问题。近年来已经开展了大量雷达系统信号实现方法相关的研究课题，其中回波信号的检测和估计是最为重要的方面。本论文就是针对雷达信号检测和估计的精确性问题加以展开的。 关键词：雷达系统，信号估计，信号检测 第一章雷达系统 1.1起源和发展 早期雷达用接收机、显示器并靠人眼观察来完成信号检测和信息提取的工作。接收机对目标的回波信号进行放大、变频和检波等，使之变成能显示的视频信号，送到显示器。人们在显示器的荧光屏上寻找类似于发射波形的信号，以确定有无目标存在和目标的位置。随着雷达探测距离的延伸,回波变弱,放大倍数需要增加。于是，接收机前端产生的噪声和机外各种干扰也随着信号一起被放大，而成为影响检测和估计性能的重要因素。这时,除了降低噪声强度之外,还要研究接收系统频带宽度对发现回波和测量距离精度的影响。这是对雷达检测理论的初期研究。后来，人们开始在各种干扰背景中对各种信号进行检测和估计的理论研究，其中有些结论，如匹配滤波理论，关于滤波、积累、相关之间等效的理论，测量精度极限的理论，雷达模糊理论等，已在实际工作中得到应用.
1.2雷达的概述 雷达的英文名字是radar,是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。 雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。 为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离；T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间；C：光速 1.3雷达的工作原理 雷达是利用目标对电磁波的反射(或称为二次散射)现象来发现目标并测定其位置的空间任一目标所在位置可用下列三个坐标来确定:1>目标的斜距R;2> 方位角a;3>仰角B。同时也就是说根据雷达接收到的信号检查是否含有目标反射回波，并从反射回波中测出有关目标状态的数据。 第二章雷达中的信号检测 雷达的基本任务是发现目标并测定其坐标通常目标的回波信号中总是混杂着噪声和各类干扰而噪声和各种干扰信号均具有随机持性在这种条件下发现目标的问题属于信号检测的范畴信号检测理论就是要解决判断信号是否存在的方法及其最佳处理方式。 2.1.雷达信号的最佳检测及基本概念 检测系统的任务是对输入信号进行必要的处理和运算然后根据系统的输出来判断输入是否有信号存在它可用门限检测来描述。 检测过程中，由于门限取值的不同产生的错把噪声检测成了目标，这类错误称之为虚警，出现的概率称为虚警概率；反之，错把信号当成了噪声，称为漏检或漏警，相应出现概率为漏检概率。 门限的确定与选择的最佳准则有关。在信号检测中常采用的最佳准则有贝叶斯准则最小错误概率准则最大后验概率准则极大极小化准则以及纽曼—皮尔逊准则等。
机载相控阵雷达模拟器设计与实现
仿真技术 机载相控阵雷达模拟器设计与实现* 梁 红1,高 遐2 (1.南京电子技术研究所, 南京210013; 2.空军装备部, 北京100843) 摘要 机载相控阵雷达模拟器可实现操作员在地面训练空中科目。该文介绍了机载相控阵雷达模拟器的运行计算机网络结构、功能(模拟功能、可控功能、用户界面功能),重点介绍了雷达探测功能仿真软件的模块组成和逻辑流程,着重分析了基于高层体系结构的架构、雷达横截面积和干扰对作用距离的影响等关键技术,最后指出了机载相控阵雷达模拟器今后的研究方向。 关键词 机载相控阵雷达;模拟器;设计;实现 中图分类号:TN958、TN955 文献标识码:A D esi gn and Imp l e m entation for Sim ul ator of A irborne Phased Array R adar LI A NG H ong1,GAO X ia2 (1.Nan ji n g Research I nstitute o fE lectron ics Technology, N anjing210013,Ch i n a) (2.The Equ i p m ent Depart m en,t PLAAF, Be iji n g100843,Ch i n a) Ab stract The s i m u l a t o r o f a irbo rne phased a rray radar can be used t o tra i n the radar operator on ground.Th i s pape r i n troduces the net wo rk arch itecture of the compu ter t hat the s i m u l a t o r run in the f uncti ons(S i m u l a ti on、Contro l、U I)of si m ulato r of a i r borne phased a rray radar,and also i ntroduces the consisti ng of t he m odule and log ica l flo w cha rt o f the s i m u l ation so ft w are o f radar detecti ng,focuses on t he key technology o fHLA(H i gh L evel A rch itecture)a rchitec t ure,the i m pact of RCS(R adar Corss Section) and i n terference on range,a l so i nd i cates the direc ti on o f the research o f the airborne phased array radar si m u lator. K ey w ords airborne phased array radar;si m ulato r;design;i m p l em enta tion 0 引 言 利用模拟器替代实装开展训练,可以实现地面训练空中科目,节省费用、安全可靠,其效果与空中训练相近,在特殊情况处置和高强度训练方面甚至超过实装训练。任务训练模拟器就是任务电子系统在地面的仿真模拟训练系统,用于对任务电子系统的操作人员在地面进行技术、战术训练等,以及对任务电子系统记录的数据进行重放、分析和辅助评估。机载相控阵雷达模拟器是任务训练模拟器中的一部分,该模拟器实时模拟机载相控阵雷达在各种工作方式下对空中、海面各类目标的探测功能,实现操作员在地面训练空中科目。 本文介绍了机载相控阵雷达模拟器的功能、设计和关键技术。 1 机载相控阵雷达模拟器的设计 机载相控阵雷达模拟器运行的计算机网络如图1所示。 它由以下各部分组成: (1)RADARS:雷达探测级模拟器; (2)MCS:任务计算机; (3)OW S:操作员工作站; (4)I FF/SSR:敌我识别/二次雷达设备模拟器; (5)I N S:惯性导航设备模拟器; (6)ES M:电子对抗设备模拟器; (7)COM:通信设备模拟器; (8)TCD:训练管理台, 其上运行训练管理软件。 图1 雷达模拟器运行计算机网络结构 105 第30卷 第8期 2008年8月 现代雷达 M ode rn R adar V o.l30 N o.8 A ugust2008 *收稿日期:2008 04 12 修订日期:2008 07 28
雷达知识点汇总
88多普勒天气雷达探测的基本原理 1.天气雷达是探测（降水系统）的主要手段，是对强对流天气（冰雹、大风、龙卷和暴洪）进行监测和预警的主要工具之一。天气雷达发射（脉冲）形式的（电磁波）当电磁波脉冲遇到降水物质（雨滴、雪花、冰雹等）时，大部分会继续前进，而一部分能量被降水物质向西面八方散射，其中（后向散射）的能量回到雷达天线，被雷达所接收。根据雷达接收的降水系统的（回波）特征可以判别降水系统的特性（降水强弱）（有无冰雹）（龙卷和大风等）。 2.在我国东部和中部地区，装备先进的新一代 S 波段（10cm）和 C 波段（5cm）多普勒天气雷达系统。沿海地区设（S 波段）雷达，内陆地区设（C 波段）雷达。 3.新一代天气雷达系统的应用主要在于对（灾害性天气），特别是与（风害和冰雹）相伴的灾害性天气的监测和预警。它还可以进行较大范围降水的（定量估测），获取（降水）和（降水云体）的风场结构。 4.新一代天气雷达系统的性能要求：对（台风）（暴雨）等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。对（雹云）、（中气旋）等小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度应不大于（-7dBZ s波段）或（-3dBZ c波段）。 5、新一代天气雷达的应用领域：（对灾害性天气的监测和预警）(定量估测大范围降水) (风场信息)(改善高分辨率数值天气预报模式的初值场) 6．新一代天气雷达采用（全相干）体制，共有（7）种型号，其中 S 波段有(3) 种型号，称为SA、SB、SC ，C 波段有(4)种型号，分别为CINRAD-CB、CC、CCJ、CD。 7.新一代天气雷达的三个主要部分：（雷达数据采集子系统RDA）、（雷达产品
雷达系统在现代汽车上的应用
雷达系统在现代汽车上的应用 陈建宏 （福建交通职业技术学院，福州３５０００７） 摘要为提高汽车的舒适性和安全性，现代汽车厂家应用先进的测距技术，给汽车安装了各类的雷达系统，使汽车安全性大大提高，减少事故的发生，确保行车安全。 关键词汽车安全性测距技术防撞雷达 为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性，世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力。据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30％，路面相关事故的50％，迎面撞车事故的60％，所以现代汽车安装各类雷达系统以保障行车安全。这一技术的关键是车辆测距技术。汽车凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，迅速反馈给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、误判断所造成的交通事故。目前运用在汽车上的测距方法主要有超声波短距离测距，毫米波雷达长距离测距，激光测距，摄像系统测距等几种方法。 1 超声波距离测距 它利用超声探测原理，在司机倒车时，能正确的从数码显示器上了解汽车尾部与障碍物之间的距离。当测距显示小于报警距离时，还能准确报警，及时提醒司机刹车。 超声波一般指频率在20kHz以上的机械波，具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。工作时，超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲，并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后，也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单，成本低、制作方便，但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性，这是因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度不一样；另一方面是对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降。故超声波测距一般应用在短距离测距，最佳距离为4～5米，一般应用在汽车倒车防撞系统上。
多普勒雷达探测器
10.525GHz 高可靠微波（多普勒）感应探测模块
洛阳芯锐科技有限公司 本产品可广泛应用于类似自动门控制开关、安全防范系统、ATM 自动提款机的自动录像控 制系统、火车自动信号机等，需要自动感应控制的场所。 这是一种标准的 10.525GHz 微波多普勒雷达探测器，这种探测方式与其它探测方式相比具 有如下的优点：１、非接触探测；２、不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适 合恶劣环境；3、抗射频干扰能力强；４、输出功率仅有 5mW，对人体构不成危害；５、远距 离：探测范围超过 20 米。 多普勒原理简介：多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在行进过程中碰到物体时， 该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。如果无线电波碰到的物体的 位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。如果物体朝着发射的方向移动， 则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之，当物体朝着远离发射的方向移 动时，反射回来的波的频率会随之减小，这就是多普勒效应。这种现象在日常生活中会经常遇 到，比如一辆鸣笛的警车从你身边高速通过时，你听到的声音的频率是变化的：当警车高速接 近你的时候，（与静止声源相比）声音传输的时间缩短，频率升高。当警车远离你的时候，声 音的传输时间拉长，频率降低。图 1 是多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图示。
图 1 探测原理示意图
图 2 模块电原理框图
根据多普勒原理设计的微波探测器由 FET 微波震荡源（10.515GHz）、功率分配器、发射 天线、接收天线、混频器、检波器等电路组成（图 2）。发射天线向外定向发射，遇到物体时 被反射，反射波被接收天线接收，然后被送到混合器与振荡（频率与发射波相等）波混合，混 合、 检波后的低频信号反应了物体移动的速度， 低频信号的频率与物体移动的速度成线性关系。 采用 10.525GHz 的微波与采用较低频段波相比有以下优点：1、微波天线发射时具有良好 的定向性，因此很容易控制微波探头的作用范围。2、微波在传输过程中较易被衰减、吸收和 反射，遇到墙壁等遮挡物时会被遮挡，因此墙壁等遮挡物外的物体对其干扰很小。3、由于微 波的上述特性，外界微波信号很难传输到本地探测器上，因此微波探测器的抗射频干扰能力较 强。4、微波探测器对温度（及温度变化）、湿度、噪声、光线等不敏感，因此适合恶劣环境 使用。当然微波探测也有缺点，从机械性能上讲它对震动比较敏感，在使用中应该注意适当的 安装位置，尽量减少震动对其影响。从电气性能上讲，探测器的放大、处理电路易受工频干扰， 安装布线时尽量避开交流电源。 感应探测模块的外观如图 3 示。共有 3 个接口，从左到右分别是检测信号输出、地和电源 接口。给模块供电有连续直流供电（CW）模式和脉动供电（PW）模式两种：电路适应电压范 围为 5V±5％。在连续直流供电（CW）模式下工作时典型电流为 35mA。在低占空比脉冲供 电(PW)模式下工作时，推荐给模块提供 5V、脉冲的宽度在 15μs～40μs 之间（典型值为 20 μs）、频率为 1～4kHZ（典型值为 2.0kHZ）的脉冲供电。3～10％的占空比脉冲供电时平均 电流为 1.2mA～4mA。 脉冲供电电压最高值必须在 4.75V～5.25V 之间， 脉 冲顶端的平坦度会影响模块电路的探测能力。电源电压 超过 5.25V 应用时，它的可靠性会降低，并可能导致标 称频率外的射频输出和该电路永久性损坏。 射频功率输出：在所有推荐工作模式下，改模块的 射频功率输出是非常低的，均在对人体构不成任何危害 的安全范围内工作。在连续直流供电（CW）模式下工 作时，总输出功率小于 15mW。输出功率密度在 5mm 图 3 实物外观图 处为 1mW/cm2，1m 处为 0.72μW/cm2。当在 5％占空 比的脉冲供电模式工作时，功率密度分别减少到 50μW/cm2 和 0.036μW/cm2。 本探测模块的水平方向探测角度为 72°，垂直方向的探测角度为 36°，低频输出频率 70Hz/ m.s 。低频信号经过低通放大器选频放大，即可得到反应物体移动信号。 典型应用一：自动门控制探测器、ATM 提款机自动录像控制探测器。
机载雷达数据处理系统软件需求规格说明书
机载雷达项目 软件需求规格说明书
目录 1引言 (1) 1.1编写目的 (1) 1.2背景 (1) 1.3定义 (1) 1.4参考资料 (1) 2需求概述 (1) 2.1目标 (1) 2.2运行环境 (1) 2.3关键点 (1) 2.3.0关键功能 (1) 2.3.1关键算法 (2) 2.3.2关键技术 (2) 2.4约束条件 (3) 3需求规格 (3) 3.1软件系统总体功能／对象结构 (3) 3.2软件子系统功能／对象结构 (1) 3.3描述约定 (1) 3.4功能或对象的描述 (1) 3.5处理流程 (3) 3.6性能 (12) 3.7外部接口 (13) 3.8数据 (13) 3.9操作 (13) 3.10故障处理 (13) 3.11算法说明 (13) 4尚未解决的问题 (13) 5支持信息 (14)
1引言 1.1编写目的 通过本文档定义机载雷达数据处理系统的具体的功能需求、非功能需求、技术约束。为设计人员和开发实施人员后续工作提供依据和基础，避免设计和开发过程偏离用户需求。 1.2背景 本项目为国家863科研课题项目，主要用户机载雷达的数据处理，以及机载雷达与地基、车载雷达数据对比，生成雷达产品为监测人员对飞机飞行环境进行评估提供支撑。本系统属独立系统，与其他产品无从属关系 1.3定义 IQ数据：回波数据的两个垂直分量，经过计算可以得到更进一步的数据1.4参考资料 无 2需求概述 2.1目标 机载雷达数据处理系统主要用于机载雷达数据的处理，为飞机航行提供安全飞行的保证。 机载雷达处理系统包括数据输入、数据输出、数据处理，数据显示，显示控制、辅助功能。并对操作人员提供人机交互功能，满足特定产品的处理显示。 2.2运行环境 本系统主要运行在普通PC，windows XP操作系统。 2.3关键点 2.3.0关键功能 机载雷达数据处理系统中关键功能主要是实时数据处理功能以及历史数据处理功能。
雷达原理及测试方案
雷达原理及测试方案 1 雷达组成和测量原理 雷达(Radar)是Radio Detection and Ranging的缩写，原意“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。 1.1 雷达组成 图1 雷达简单组成框图 图2 雷达主要组成框图 雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理和显示设备组成，基本组成框图如图1所示。通常雷达工作频率范围为2MHz～35GHz，其中超视距雷达工作频率为2～30MHz，工作频率为100～1000MHz范围一般为远程警戒雷达，工作频率为1～4GHz范围一般为中程雷达，工作频率在4GHz以上一般为近程雷达。 老式雷达发射波形简单，通常为脉冲宽度为τ、重复频率为Tτ的高频脉冲串。天线采
用机械天线，接收信号处理非常简单。这种雷达存在的问题是抗干扰能力非常差，无法在复杂环境下使用。 由于航空、航天技术的飞速发展，飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等采用雷达作为探测和控制手段，对雷达提出了高精度、远距离、高分辨力及多目标测量要求，新一代雷达对雷达原有技术作了相当大的改进，其中频率捷变和线性相位信号、采用编码扩频的低截获概率雷达技术、动态目标显示和脉冲多普勒技术是非常重要的新技术。 1.2 雷达测量原理 1) 目标斜距的测量 图3 雷达接收时域波形 在雷达系统测试中需要测试雷达到目标的距离和目标速度，雷达到目标的距离是由电磁波从发射到接收所需的时间来确定，雷达接收波形参见图3，雷达到达目标的距离R为：R＝0.5×c×t r式（2）式中c=3×108m/s，t r为来回传播时间 2) 目标角位置的测量 目标角指方位角或仰角，这两个角位置基本上是利用天线的方向性来实现。雷达天线将电磁能汇集在窄波束内，当天线对准目标时，回波信号最强。