雷达原理习题解答1
雷达原理习题解答
西安电子科技大学信息对抗技术系《雷达原理教研组》
2005.9
第一章
1-1. 解：
目标距离：68
5100010310 1.510()15022
c
R m km τ-???==
=?= 波长m 1.01031039
8
=??=λ，多卜勒频率KHz MHz f d 10300001.3000=-= 径向速度s m f V d r /5001021.02
4=?=
=λ
，线速度s m V /100060cos 500=?
= 1-2. 解：
a ）Km Km R 6.3751.01004
1
max =??
?
???= b ）dB k S kS i i 72.05
1
,511.010min min -===∴?=?
1-3. 解： T r
同步器输出
调制器输出
发射机高放输出
接收机高放输出
混频输出
中放输出
第二章
2-1. 解：
重复周期：ms T r 110001==
，平均功率：W P av 240010003
1085=??= 工作比： 003.01000
3
==D 2-2. 解：
对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机，3参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。 2-3. 解：
[]dBc KHz L 5010100000
10lg 101-=??? ???=
2-4. 答：
（1）p44图2.18中V2的作用是：在阴极负高压作用期间，在管腔内产
生高功率的电磁振荡，并通过腔内的耦合探针将电磁能输出到腔外；
（2）p47图2.23中V D1的作用是当PFN 谐振充电到2倍电源电压后，
防止PFN 向电源的放电，而保持在2倍电源电压状态；V D2的作用是在PFN 放电期间改善其与负载的匹配，并抑制不匹配时产生的振荡；
（3）在p45图2.21中若去掉V 2，则在C 0上可进行正常充电过程，但没
有放电开关V 2后，只能通过R 放电，放电时间过长，且波形很差，微波管可能因连续工作时间过长而损坏，不能正常工作。 2-5. 解：
①
②
③ ④
⑤
R
H 2-6. 解：
PFN
特性阻抗：H c R C L Z =Ω=?==--50010102510
6
，为匹配放电
脉冲宽度：s LC n μππτ942.010********=??==-- 2.7. 解：
谐振充电要求：()
H L L ch ch
44.8103105,1051031
9
2
449=??
??
? ???=?=?-----ππ
匹配放电要求：等效阻抗Ω==='5.1674/670/2n R R H H
， H L L
μ28105.167.5.16710929
=?=Ω=--
充电等效电路L ch 放电等效电路
E 3C H
① ② ③ ④ ⑤
若重频改为1000Hz ，可在L ch 后加二极管，或将L ch 改为33.76H 。
2.8． 解： a ）
b ）
c ） i c
上升时间s i C E t c s μ15.080
1012000010
0=?==-
下降时间()s i C E E
t d
g d μ15.080
1012007010
≈?=+=
-
G 1管平均功率W t f i E s r c 4321015.060080600002
60
=????=- G 2管平均功率
()W t f i E E
s r d g 4321015.060080600352
60
≈????=+-
第三章
3-1. 解：均按等效噪声温度比较
行波管高放：F=6dB=3.98，T e =（3.98-1）?290?K=864.2?K 参量放大器：F=1.8dB=1.51，T e =（1.51-1）?290?K=147.9?K 量子放大器：10?K ；外噪声T A =300?K
因此，仅从高放的噪声系数来说：量子放大器噪声性能最好，参量放大器次之，行波管放大器性能最差。
外噪声功率比行波管内噪声小，比参放和量放的内噪声大。 3-2. 解：
329
.9101032901038.11.01),/(1.1.0126230=?????+=∴?+==?-F BG kT N F W N
())(5.2415290329.72901K F T e =?=-=
3-3. 解：
无源总损耗729.09.09.09.0=??，混频器噪声系数102.02==c F
总噪声系数44.42
.010729.01
410729.0110729.013729.0122=??-+?-+-+=
F 去掉低噪声高放29.342
.0729.01
4729.0110729.01=?-+-+=
F 3-4. 解：临界灵敏度dBm dBm S i 45.1058.1lg 106.114min =++-= 3-5. 解：
接收机总噪声系数9478.53
.015072.01315072.017.672.012.472.01=??-+?-+-+=
F 内外噪声引起的总噪声系数2581.7290
3809478.50=+=+='T T F F A 接收机带宽MHz B 46.010337
.16
=?=
- 接收机灵敏度dBm dBm S i 76.10532581.7lg 1046.0lg 10114min -=+++-= 3-6. 解：
内外噪声引起的总噪声系数4290
290
30=+=+='T T F F A ，
()K T e ?=?-=87029014 接收机带宽MHz B 37.110
137
.16
=?=
- 临界灵敏度dBm dBm S i 61.1064lg 1037.1lg 10114min -=++-=
单值测距范围Km f c R r 250600
210328
=??==
第四章
4-1. 解：
X 偏转板
Y
辉亮
4-2. 解：
扫略线长度A 、B 同长，C 、D 同长，且A 、B 是C 、D 的两倍 量程A 最小，B 、C 相同，且为A 的两倍，D 最大，且为A 的3倍 4-3. 解：
X 左偏转板
X 右偏转板
Y 上偏转板
Y 下偏转板
4-4. 解：
（1）发射脉冲 扫略线圈电流
辉亮信号 （2）扫略线圈电流
辉亮信号67μs
4-5. 解：
目标距离Km ms V cm
V cm Km R 150/100/1010150=??
=
距离量程Km ms
V cm
V cm Km 300/10/1020150=??
若将量程提高一倍，扫略电压正程时间需提高一倍，斜率降为50V/ms 。 4-6.
未改 改u 'x u 'g
4-7. 解：
书写速度：顺序点阵法每字符固定为35节拍（时钟周期），程控点阵法取决于所写字符，本例中为17节拍（增量数之和），所以较快； 存储容量：顺序点阵法固定为35bit ，程控点阵法取决于所写字符，本例中为5?17=85bit ，所需容量较大。
第五章
5-1． 解： 根据雷达方程：()()4
21214224114
22224
1212,,44???
?
??=∴==R R R R R A G P R A G P e t e
t σσσσπσπσ 5-2． 解：
根据雷达方程：()
()()
()
σσσπσπσ162,2444
04
04
02
240
2
2==
=
R R R A G P R
A G P t e
t e
t t
5-3． 解：
（1）根据RCS 的定义：1
2
2
2214,4S S R R S S πσπσ=∴= （2）目标等效球体的总散射功率2214R S S P πσ== （3）σ与入射功率无关，所以不变 5-4． 解：
（1）在自由空间的最大跟踪距离()Km R 6.631101.0410********
113226max
=???
?
????????=-ππ
（2）信标作用距离()Km R 316228
101.0410410102
1
726
max 1=???
?
???????=-ππ 雷达作用距离()Km R 316228101.041041012
1
132max 2=???
?
???????=-ππ 信标跟踪时最大作用距离{}Km R R R 316228,min max 2max 1max == 5-5. 解： 虚警时间满足106
1039.110
236001
,1-?=??=
∴=fa fa fa P B
P T 虚警数96102.710236001
?=??==fa
fa P n 由于2
2
2σT V fa e P -
=，所以
()737.61039.1ln 2ln 210=?-=-=-fa T
P V σ
5-6. 解：
（1）根据全概率公式：
()()()()()52.01.04.08.06.0//=?+?=+=A B P A P A B P A P B P ，()()48.01=-=B P B P
（2）根据条件概率()()()()()B A P B P A B P A P B A P //,==，所以
()()()()923.052
.08
.06.0//=?==
B P A B P A P B A P
5-7. 解：
由p137图 5.7在%50,106==-d fa P P 时，查得检测因子为11.2dB ，在
%90,1012==-d fa P P 时，查得检测因子为16.3dB ；
由p148表 5.3，小型歼击机σ=2m 2，大型远程轰炸机σ=40m 2，相差
dB 01.13202
40
==，检测信噪比增加：dB 91.72.113.1601.13=+-，对检测距离影响：5767.19775.1491.7==dB 倍 检测距离为：300Km ?1.5767=473.01Km 。 5-8．解：
（1）天线扫描周期s 41560=，脉冲积累数204360
3
600=??
=n 由p137图 5.7查得单脉冲检测%90,1012==-d fa P P 时，信噪比为15.6dB ，由p140图5.10查得%90,1012==-d fa P P ，n=20检测因子为5.3dB,对距离改善()dB 575.243.56.15=-，作用距离为：
Km 543103002575.0=?
（2）天线扫描周期s 2060=，脉冲积累数10020360
3
600=??
=n 由p140图5.10查得%90,1012==-d fa P P ，n=100检测因子为0.7dB,对距离改善()dB 725.347.06.15=-，作用距离为：Km 707103003725.0=? （3）SWELLING Ⅰ型起伏时，由p151图5.15查得信噪比附加8dB ，相
参积累20的改善为13dB ，对作用距离影响33.125.14/)813(==-dB ，作用距离为：Km 40033.1300=? 5-9. 解：
以直视距离()Km 65.17010010001.4=+?为宜
5-10. 解：
（1）天线口径不变，波长使增益成为e A G 2
4λ
π
=
，当波长从10cm 变到3.2cm
时，增益提高766.92.3102
=??
?
??倍，Km R 8844766.91004
1
max
=???
????= （2）按非起伏目标，P d =0.9，P fa =10-10由p140图5.10查得dB D 6.40=，
当P fa =10-6，P d =0.9时，dB D 8.20=，距离增加到：
109.145.04
8
.26.4==-dB 倍，Km R 9.110109.1100max =?= （3）由于()
a H +=2001.480，所以m H a 84.282001.4802
=??
?
??-≥ （4）天线扫描速度提高一倍则脉冲积累数减为10，查p140图5.10得
dB D 60=，距离为
923.035.04
6
6.4=-=-dB 倍，Km R 3.92923.0100max =?= 5-11. 解： 天线增益提高11.113102
=??
? ??，最大作用距离04
1
0max 732.11008111.11R R R =??? ??
?
?= 5-12. 解：
204.050=?，理想中频积累达到相同积累效果时需要
20个脉冲。
5-13. 解：
（1）接收灵敏度dBm dBm S i 54.982lg 1029029010lg 106.1lg 10114min -=+??
?
?
?+
++-= ()()Km R 6.191101043056.010104
1
854.94.032
89max
=???
?
???????=-π
（2）输入端信号功率()()()dBm W P r 27.941010105.143
056.01010427.124
.04532
86-==??????=
-π
输入端噪声功率dBm dBm B KT A 96.1116.1lg 10114-=+-= 输入端信噪比()dB 69.1796.11127.94=---
输出端信噪比降低F 倍，为()dB 276.711lg 1069.17=- 5-14. 解： 虚警概率()62
252107.32
--
-
?===e
e
P T V fa σ，按610-=fa P 、m=12dB 、非起伏目标，
由p137图5.7得75.0=d P 。接收带宽MHz B 685.010237
.16
=?=- 系统噪声系数dB F 07.605.4290
20
106.0==+
= 灵敏度dBm dBm S i 57.971207.6685.0lg 10114min -=+++-= 最大作用距离()()Km R 750101.045042.171024
1
757.9222
9
max
=?
??
?
?????????=-ππ 5-15. 解：
直视距离()Km 6.187********.4=+?，接收带宽MHz B 85625.0106.137
.16
=?=-
脉冲积累数7.16400360
5.1660=??=
n ，由p140图5.10得非起伏dB D 5.50=，由p151图5.15得附加7dB ，使dB m 5.1275.5=+=，
接收灵敏度dBm dBm S i 4.905.1215lg 1085625.0lg 10114min -=+++-= 不考虑地面反射、大器衰减时的最大作用距离为
()()Km R 194101.0415461034
1
04.9222
8max
=???
?
????????=-ππ
与直视距离综合后为187.6Km 。仰角为?=??
?
??--06.06.1872.01sin 1，
由p157图5.18a 得双程衰减2.6dB ，平均每公里双程衰减为Km dB /014.06.187/6.2=，由p158图5.20按194Km 得修正后最大作用距离为160Km 。 考虑地面反射后Km Km R 313106.11.0200
10002sin
21605
max =?????≈π
第六章
6-1. 解： 频率计指示：MHz c R f 3
2300250222=??=?=
? 测距精度：m c F R 875.1102221035010222656=?????=????=δ 距离分辨力：m c F R 75.310221035010226
5
6=????=???
?=?
6-2. 解： 距离μ
2F
c R ?≈
，式中，μ,,F c ?分别为电波传播速度，收发频差，调频斜率 测距误差m f c R 5.110
541010010346
3
8=?????=?≈?-μ 6-3. 解：
（1）当准确跟踪时，图中A 、B 、C 、D 、E 五点波形
A
B
C
D
E
（2）回波脉冲中心滞后两波门中心、且0
A B C D E
（3）该时间鉴别器的时间误差鉴别特性
第七章
7-1 解：
单向和双向辛克函数方向图中，0
3602θθπ
'?
=
=
b ，其中00,θθ'分别是以弧度、度为单位的零点波束宽度； 单向高斯函数方向图中，18
.15
.0θ=
a ，5.0θ是半功率波束宽度 双向高斯函数方向图中，67
.15
.0θ=b a ，5.0θ是半功率波束宽度
7-2 解：
相位法测角的物理基础是：利用目标回波在不同天线口面的波程差形成的信号相位差，且在一定的条件下，该相位差与回波到达方向成单值影射关系，通过测量相位差可唯一确定目标方向。
最大信号法以接收信号功率最大时的天线波束指向作为目标所在方向；等信号法以相邻波束接收信号功率相等时的天线等波束指向作为目标所在方向，其精度高于最大信号法。
7-3 解：
理论读数测得的角度应为：?=??
? ?????=???
??????=--4712
.19360602sin 36060sin 11d λθ 两天线测角应为：?=??
? ?????=???
??????=--8275
.20360642sin 36064sin ?11d λθ 三天线测角时，长基线无模糊相位应为：
?=?+????? ?????=+??????
?
? ?
?
??='42666360360764int 360360int 1312
1312
13
???d d 三天线测得角度应为：?=??
? ?????=???
??????=--7609
.193605.3426sin 360426sin ?11d λθ 所以三天线测角的精度较高。 7-4 解：
天线波束的扫描方法有机械扫描和电扫描方法，机械扫描的优点是：扫描范围大，扫描控制简单，缺点是：扫描速度慢，惯性大；电扫描的优点是：扫描速度快，波束数量、形状、驻留时间等控制灵活，缺点是：扫描控制复杂。 7-5 解：
1、根据无栅瓣条件，每个阵元间距130sin 21
sin 21max =?
?=<
θλ
d
2、选择
9.0=λ
d
，扫描角为6?时，相邻移相器的相移量
?=????=867.336sin 9.0360?，采用4位数字移相器时移相器控制数据()()()11,1,0,5.05.22360,mod int 5.03602360,mod int 4 =???
???+???=??
????+????=i i i i n ??，得
到各数字移相器控制数据如下表：
扫描角为30?时，相邻移相器的相移量?=????=16230sin 9.0360?，得到各数字移相器控制数据如下表：
3、当扫描角为030±时，?=?
??=??=4.430cos 129.030cos 5.0N d
θ
7-6 解：
图中所示的相邻移相器相位为：?=?
?
=452
36024
?，所以 ?=??
???????=????????=--478.14360452sin 360sin 11?λθd 若波束指向角为θ-，则各移相器控制数据分别为：0，14，12，10； 若波束指向角为θ2，则相邻移相器相移量应为：
()?=???=????=142.87484.05.0360478.142sin 360λ
?d
各移相器控制数据分别为：()()3,2,1,0,5.05.22360,142.87mod int =??
?
?
??+????=i i i n
7-7 解：
根据最大作用距离确定雷达的脉冲重复周期：m s c R T r 210
3300
225
max =??== 波束立体角：232/232?=???==βαθθθ
搜索空域立体角：()2924715sin 45sin 3.57360?=?-?????=V
搜索周期：0759.165.613
10210161.38363
s NT V
T r s =???=
=-θ
数据率：01622.065.6111===s T D 7-8 解： 波导波长：()
()
cm a g 68.76210110212
2
00
=?+=
+=
λλλ
相邻馈线长度L 引起的相移为：?=??=1500360g
L
λ?，取模后?=60?
波束指向角为：?=??
???????=???
?????
=--47.19360602sin 360sin 11?λ
θd
。 7-9 解：
相邻馈源的波程差：()()g g tg tg d l λλββ3.115sec 15sec =?+?=+=? 产生的相邻相位差：?=???=468360g l λ?，取模后?=108? 波导波长：()
cm g 68.762101102
=?+=
λ，馈源间距：cm d g 68.7==λ
波束指向角为：?=??
????????=???
?????
=--2336068.710810sin 360sin 11?λ
θd
7-10 解：
1、 该系统原理是：利用不同抽头的迟延线形成相移，该相移正好与电
波相移一致，合成不同指向的同时多波束。在图示系统中的3波束指向如下图：
2、 当020=?θ时，需要的相邻相移为：
,2,1,0,36056.613605.012320sin 360±±=???+?=??+??=???=n n n d
λ
?
30MHz 频率的空间波长为10m ，电缆波长为：m g 44.425.2/100===λλ 传播速度为：881033.125.2/103?=?==εc c g 电缆长度：m l 76.044.436056.61=???=
?，迟延时间ns t 7.510
33.176
.08
=?=? 3、 形成5个间隔020=?θ的波束，5路接收延迟线设置如下图。
A 0
B 0 E 0 左2 左1 中 右1 右2
左2波束=A 86+C 4+D 2+E 0 左1波束=A 4+B 3+C 2+D 1+E 0 中间波束=A 0+B 0+C 0+D 0+E 0 右1波束=A 0+B 1+C 2+D 3+E 4 右2波束=A 0+B 2+C 4+D 6+E 8 A 8 B 6 C 4 D 6 87-11 解：
由于目标偏离等信号方向（锥轴方向），在天线扫描过程中，引起目标回波信号振幅受到角度偏离的调制，调制深度取决于偏离角的大小，调制频率与锥扫频率一致，调制初相取决于目标偏离的方向。
①
②
③
④
⑤
? ?
7-12 解：
○
1误差包络
○
2当目标处于位置B ，相位鉴别器的方位基准信号采用t s ωsin ，仰角基准信号采用t s ωcos ，此时天线等信号轴O 点将向B 点平移运动，直到与B 点重合。
第八章
8-1 解： ○
1αλ
sin 2v f d = ○
2αα≈<<=sin ,0D OB AO , 当O 点为时间零点时，()001D vt D vt tg -≈-=-α，0f c =λ，带入○
1式得到：0
022sin 2cD t f v v
f d -==αλ 回波频率为0
2
00'0
C 2,
D v f k kt f f =-= t
相干检波器输出为如图所示，包络受多卜勒频率调制的脉冲串 8-2 解：
○13
350750533
610221041052,10203
.010*******.0105.72,/105.736001027??=????=??=??=?=??=?=?=-ππ?ππ?Hz
f s m v d r ○
2相干视频信号波形
5Hz
4ms
6
μs
○
3相干视频信号的振幅谱
333KHz 500KHz 667KHz
8-3 解：
○
1相邻两回波脉冲信号相位差的变化量：r d r r T T v ωλ
π?==?22 ○
2π
πλ
π?610310
5.1*23.0222210
33
.022,3.0001.03008
9
8=????=
?=
?=??=?=?=?==?R
ns c R t m T v R r r r
8-4 解：
相干检波器输出波形
r A 显画面
(整理)雷达原理实验指导书实验1-2
精品文档 雷达原理实验指导书 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 2013年3月
精品文档 目录 雷达原理实验课的任务和要求 (1) 雷达原理实验报告格式 (2) 实验一雷达信号波形分析实验 (3) 雷达信号波形分析实验报告 (5) 实验二. 数字式目标距离测量实验 (6) 数字式目标距离测量实验报告 (8)
雷达原理实验课的任务和要求 雷达原理实验课的任务是：使学生掌握雷达的基本工作原理和雷达测距、测角、测速的基本方法和过程；掌握雷达信号处理的基本要求，为了达到上述目的,要求学生做到： 1.做好实验前准备工作 预习是为做好实验奠定必要的基础，在实验前学生一定要认真阅读有关实验教材，明确实验目的、任务、有关原理、操作步骤及注意事项，做到心中有数。 2.严谨求实 实验时要求按照操作步骤进行，认真进行设计和分析，善于思考，学会运用所学理论知识解释实验结果，研究实验中出现的问题。 3.遵从实验教师的指导 要严格按照实验要求进行实验，如出现意外，要及时向老师汇报，以免发生意外事故。 4.注意安全 学生实验过程中，要熟悉实验室环境、严格遵守实验室安全守则。 5.仪器的使用 使用仪器前要事先检查仪器是否完好，使用时要严格按照操作步骤进行，如发现仪器有故障，应立即停止使用，报告老师及时处理，不得私自进行修理。 6.实验报告 实验报告包括下列内容：实验名称、实验日期、实验目的、简要原理、主要实验步骤的简要描述、实验数据、计算和分析结果，问题和讨论等。
雷达原理实验报告格式 一、封皮的填写： （1）实验课程名称：雷达原理 （2）实验名称：按顺序填写 （3）年月日： 二、纸张要求：统一采用A4大小纸张，左侧装订，装订顺序与实验顺序一致。 三、书写要求： （1）报告除实验图像必须打印外，其余可手写。 （2）实验结果图位于实验结果与分析部分，图像打印于纸张上部，下部空白处写实验分析。 （3）报告中图要有图序及名称，表要有表序及名称，每个实验的图序和表序单独标号（例如图1.1脉冲信号仿真波形；表1-1 几种信号的。。。）。 不合格者扣除相应分数。 （4）每个实验均需另起一页书写。 四、关于雷同报告：报告上交后，如有雷同，则课程考核以不及格处理。（每个实验均已列 出参数可选范围，不能出现两人所有参数相同情况）
雷达原理实验汇总
实验报告 哈尔滨工程大学 实验课程名称：雷达原理实验 姓名：班级：学号： 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2012年 5 月
雷达信号波形分析实验报告 2012年5月10日班级姓名评分 一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。 二、实验内容 本实验是在PC机上利用MATLAB仿真软件进行常用雷达信号的仿真、设计。针对所设计的雷达信号分析其频谱特性和模糊函数。 三、实验参数设置 1、简单脉冲调制信号： 载频范围：0.75MHz 脉冲重复周期：200us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 2、线性调频信号： 载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：25us 信号带宽：16MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形 简单脉冲调制信号实验结果：
图1.1简单脉冲调制信号（正弦）仿真结果将正弦变换成余弦后： 图1.2简单脉冲调制信号（余弦）仿真结果
线性调频信号实验结果： 图1.3线性调频信号仿真结果 五、实验成果分析 1、使用x2=exp(i*2*pi*f0*t);信号进行调制，从频谱图可以看出，脉冲经调制后只有和一个峰值，为一单频信号，而使用x2=cos(2*pi*f0*t);信号进行调制，则出现两个峰值，为两个频率分量。 2、在进行线性调频时，要计算出频率变化的斜率，然后进行调频计算。由仿真图可以看出仅有16MHZ的频带。 六、教师评语 教师签字
电子科技大学雷达原理与系统期末考题
大四上学期雷达原理与系统期末考题（大部分） 一．填空选择： 1下列不能提高信噪比的是（B） A，匹配滤波器B，恒虚警C，脉冲压缩D，相关处理 2，若一线性相控阵有16个阵元，阵元间距为波长的一半，其波束宽度为（100/16） 3，模糊图下的体积取决于信号的（能量） 4，对于脉冲多普勒雷达，为了抑制固定目标，回拨方向加入对消器，这措施对运动目标的检测带来的影响是出现了（盲速） 5，雷达进行目标检测时，门限电平越低，则发现概率（越大），虚警概率（越大），要在虚警概率保持不变的情况下提高发现概率，则应（提高信噪比） 6，对于脉冲雷达来说，探测距离盲区由（脉冲宽度）参数决定。雷达接受机灵敏度是指（接收机接收微弱信号的能力，用接收机输入端的最小可探测信号功率Smin表示） 7，不属于单级站脉冲雷达系统所必要的组成部分是（B） A收发转换开关B分立两个雷达 8，若要求雷达发射机结构简单，实现成本低，则应当采用的结构形式是（单级振荡式发射机） 9，多普勒效应由雷达和目标间的相对运动产生，当发射信号波长为3m，运动目标与雷达的径向速度为240m/s，如果目标是飞向雷达，目标回波信号的频率是（100MHz+160Hz） 注：多普勒频率2drfv 10，在雷达工作波长一定情况下，要提高角分辨力，必须（增大天线间距d），合成孔径雷达的（方向分辨力）只与真实孔径的尺寸有关 11，只有同时产生两个相同且部分重叠的波束才能采用等信号法完成目标方向的测量 12，当脉冲重复频率fr和回波多普勒频率fd 关系满足（fr）》fd）时，不会出现（频闪和盲速） 13，只有发射机和接受机都是（相参系统），才能提取出目标多普勒信息14，大气折射现象会增加雷达（直视距离） 15，奈曼尔逊准则是在检测概率一定的条件下，使漏警概率最小，或者发现概率最大。16，相控阵雷达随着扫描角增加，其波束宽度（变大） 17，雷达波形模糊函数是关于（原点）对称的。
自动控制原理基本知识测试题
第一章自动控制的一般概念 一、填空题 1.（稳定性）、（快速性）和（快速性）是对自动控制系统性能的基本要求。 2.线性控制系统的特点是可以使用（叠加）原理，而非线性控制系统则不能。 3.根据系统给定值信号特点，控制系统可分为（定值）控制系统、（随动）控制系统和（程序）控制系统。 4.自动控制的基本方式有（开环）控制、（闭环）控制和（复合）控制。 5.一个简单自动控制系统主要由（被控对象）、（执行器）、（控制器）和（测量变送器）四个基本环节组成。 6.自动控制系统过度过程有（单调）过程、（衰减振荡）过程、（等幅振荡）过程和（发散振荡）过程。 二、单项选择题 1.下列系统中属于开环控制的为（ C ）。 A.自动跟踪雷达 B.无人驾驶车 C.普通车床 D.家用空调器 2.下列系统属于闭环控制系统的为（ D ）。 A.自动流水线 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.家用电冰箱 3.下列系统属于定值控制系统的为（ C ）。 A.自动化流水线 B.自动跟踪雷达 C.家用电冰箱 D.家用微波炉 4.下列系统属于随动控制系统的为（ B ）。 A.自动化流水线 B.火炮自动跟踪系统 C.家用空调器 D.家用电冰箱 5.下列系统属于程序控制系统的为（ B ）。 A.家用空调器 B.传统交通红绿灯控制 C.普通车床 D.火炮自动跟踪系统 6.（ C ）为按照系统给定值信号特点定义的控制系统。 A.连续控制系统 B.离散控制系统 C.随动控制系统 D.线性控制系统 7.下列不是对自动控制系统性能的基本要求的是（ B ）。 A.稳定性 B.复现性 C.快速性 D.准确性 8.下列不是自动控制系统基本方式的是（ C ）。 A.开环控制 B.闭环控制 C.前馈控制 D.复合控制 9.下列不是自动控制系统的基本组成环节的是（ B ）。 A.被控对象 B.被控变量 C.控制器 D.测量变送器 10.自动控制系统不稳定的过度过程是（ A ）。 A.发散振荡过程 B.衰减振荡过程 C.单调过程 D.以上都不是 第二章自动控制系统的数学模型 一、填空题 1.数学模型是指描述系统（输入）、（输出）变量以及系统内部各变量之间（动态关系）的数学表达式。 2.常用的数学模型有（微分方程）、（传递函数）以及状态空间表达式等。 3.（结构图）和（信号流图），是在数学表达式基础演化而来的数学模型的图示形式。 4.线性定常系统的传递函数定义：在（零初始）条件下，系统的（输出）量的拉氏变换与（输入）量拉氏变换之比。 5.系统的传递函数完全由系统的（结构、参数）决定，与（输入信号）的形式无关。 6.传递函数的拉氏变换为该系统的（脉冲响应）函数。 7.令线性定常系统传递函数的分子多项式为零，则可得到系统的（零）点。 8.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（极）点。 9.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零，则可得到系统的（特征）方程。 10.方框图的基本连接方式有（串联）连接、（并联）连接和（反馈）连接。 二、单项选择题 1.以下关于数学模型的描述，错误的是（ A ） A.信号流图不是数学模型的图示 B.数学模型是描述系统输入、输出变量以及系统内部河变量之间的动态关系的数学表达式 C.常用的数学模型有微分方程、传递函数及状态空间表达式等 D.系统数学模型的建立方法有解析法和实验法两类 2.以下关于传递函数的描述，错误的是（ B ） A.传递函数是复变量s的有理真分式函数 B.传递函数取决于系统和元件的结构和参数，并与外作用及初始条件有关 C.传递函数是一种动态数学模型
雷达技术实验报告
雷达技术实验报告 雷达技术实验报告 专业班级: 姓名： 学号：
一、实验内容及步骤 1.产生仿真发射信号：雷达发射调频脉冲信号，IQ两路； 2.观察信号的波形，及在时域和频域的包络、相位； 3.产生回波数据：设目标距离为R=0、5000m； 4.建立匹配滤波器，对回波进行匹配滤波； 5.分析滤波之后的结果。 二、实验环境 matlab 三、实验参数 脉冲宽度 T=10e-6; 信号带宽 B=30e6; 调频率γ=B/T; 采样频率 Fs=2*B; 采样周期 Ts=1/Fs; 采样点数 N=T/Ts; 匹配滤波器h(t)=S t*(-t) 时域卷积conv ，频域相乘fft， t=linspace(T1,T2,N); 四、实验原理 1、匹配滤波器原理： 在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为) x： (t t x+ = t s n )( )( )(t 其中：)(t s为确知信号，)(t n为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为 No。 2/
设线性滤波器系统的冲击响应为)(t h ，其频率响应为)(ωH ，其输出响应： )()()(t n t s t y o o += 输入信号能量： ∞<=?∞ ∞-dt t s s E )()(2 输入、输出信号频谱函数： dt e t s S t j ?∞ ∞--=ωω)()( )()()(ωωωS H S o = ωωωπωω d e S H t s t j o ?∞ -= )()(21)( 输出噪声的平均功率： ωωωπωωπd P H d P t n E n n o o ??∞∞ -∞∞-== )()(21)(21)]([22 ) ()()(21 )()(21 2 2 ωωωπ ωωπ ω ωd P H d e S H S N R n t j o o ? ? ∞ ∞ -∞ ∞-= 利用Schwarz 不等式得： ωωωπd P S S N R n o ? ∞ ∞ -≤) () (21 2 上式取等号时，滤波器输出功率信噪比o SNR 最大取等号条件： o t j n e P S H ωωωαω-=) ()()(* 当滤波器输入功率谱密度是2/)(o n N P =ω的白噪声时，MF 的系统函数为： ,)()(*o t j e kS H ωωω-=o N k α2= k 为常数1，)(*ωS 为输入函数频谱的复共轭，)()(*ωω-=S S ，也是滤波器的传输函数 )(ωH 。
雷达原理复习总结
雷达原理复习要点第一章（重点） 1、雷达的基本概念 雷达概念(Radar)： radar的音译，Radio Detection and Ranging 的缩写。无线电探测和测距，无线电定位。 雷达的任务： 利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。 从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息？ 斜距R : 雷达到目标的直线距离OP 方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。 仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。 2、目标距离的测量 测量原理 式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒) 距离测量分辨率 两个目标在距离方向上的最小可区分距离 最大不模糊距离 3、目标角度的测量 方位分辨率取决于哪些因素 4、雷达的基本组成 雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么 同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。 发射机：产生大功率射频脉冲。 收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。 天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。 显示器：显示目标回波，指示目标位置。 天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。 电源第二章 1、雷达发射机的任务 为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去 2、雷达发射机的主要质量指标 工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度 3、雷达发射机的分类 单级振荡式、主振放大式 4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点 单级振荡式： 脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。 优点：简单、廉价、高效； 缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干；主振放大式： 固体微波源：是高稳定度的连续波振荡器。 优点：复杂波形，稳定度高，相干处理 缺点：系统复杂、昂贵 第三章（重点） 1、接收机的基本概念 接收机的任务 通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中选择出来，并经过放大和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备中。 超外差接收机概念 将接收信号与本机振荡电路的振荡频率，经混频后得到一个中频信号，这称为外差式接收。得到的中频信号再经中频放大器放大的，称为超外差式。中频信号经检波后得到视频信号。 接收机主要组成部分 接收机主要质量指标 灵敏度S i min、接收机的工作频带宽度、动态范围、中频的选择和滤波特性、工作稳定度和频率稳定度、抗干扰能力、微电子化和模块化结构 2、接收机的噪声系数（重点） 噪声系数、噪声温度的定义 噪声系数：接收机输入端信号噪声比和输出端信号噪声比的比值。实际接收机输出的额定噪声功率与“理想接收机”输出的额定噪声功率之比。 噪声温度：温度Te称为“等效噪声温度”或简称“噪声温度”, 此时接收机就变成没有内部噪声的“理想接收机”级联电路的噪声系数
雷达原理复习
1、雷达的任务：测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度、介电特性。 雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置。 当目标尺寸小于雷达分辨单元时，则可将其视为“点”目标，可对目标的距离和空间位置角度定位。目标不是一个点，可视为由多个散射点组成的，从而获得目标的尺寸和形状。采用不同的极化可以测定目标的对称性。 任一目标P所在的位置在球坐标系中可用三个目标确定：目标斜距R，方位角，仰角 在圆柱坐标系中表示为：水平距离D，方位角，高度H 目标斜距的测量：测距的精度和分辨力力与发射信号的带宽有关，脉冲越窄，性能越好。目标角位置的测量：天线尺寸增加，波束变窄，测角精度和角分辨力会提高。 相对速度的测量:观测时间越长，速度测量精度越高。 目标尺寸和形状：比较目标对不同极化波的散射场，就可以提供目标形状不对称性的量度。 2、雷达的基本组成：发射机、天线、接收机、信号处理机、终端设备 3、雷达的工作频率：220MHZ-35GHZ。L波段代表以22cm为中心，1-2GHZ;S波段代表10cm，2-4GHZ；C波段代表5cm，4-8GHZ；X波段代表3cm，8-12GHZ；Ku代表，12-18GHZ；Ka代表8mm，18-27GHZ。 第二章雷达发射机 1、雷达发射机的认为是为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号，经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间。 雷达发射机可分为脉冲调制发射机：单级振荡发射机、主振放大式发射机；连续波发射机。 2、单级振荡式发射机组成：大功率射频振荡器、脉冲调制器、电源 触发脉冲 脉冲调制器大功率射频振荡器收发开关 电源高压电源接收机 主要优点：结构简单，比较轻便，效率较高，成本低；缺点：频率稳定性差，难以产生复杂的波形，脉冲信号之间的相位不相等 3、主振放大式发射机：射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源。射频放大链是发射机的核心，主要有前级放大器、中间射频功率放大器、输出射频功率放大器 射频输入前级放大器中间射频放大器输出射级放大器射频输出固态频率源脉冲调制器脉冲调制器 高压电源高压电源电源 脉冲调制器：软性开关调制器、刚性开关调制器、浮动板调制器 4、现代雷达对发射机的主要要求：发射全相参信号；具有很高的频域稳定度；能够产生复杂信号波形；适用于宽带的频率捷变雷达；全固态有源相控阵发射机 5、发射机的主要性能指标： 工作频率和瞬时带宽：雷达发射机的频率是按照雷达的用途确定的。瞬时带宽是指输出功率变化小于1bB的工作频带宽度。 输出功率：雷达发射机的输出功率直接影响雷达的威力范围以及抗干扰的能力。雷达发
解放军电子工程学院研究生入学考试雷达原理样卷
解放军电子工程学院 攻读硕士学位研究生入学考试样卷 考试科目：《雷达原理》 说明：本科目考试时间为120分钟，试卷共3页，满分100分。所有答案必须做在考场下发的答题纸上，未做在答题纸上的答案无效，责任由考生本人自负。考试完毕后，将试卷和答题纸一并装入试卷袋密封。 一、填空题（每空1分，共32分） 1、雷达是一种利用电磁波对目标进行和的电子装置。 2、雷达目标角度测量是利用了天线的和电磁波的。 3、1~2GHz频率范围的雷达被称为标准雷达波段的波段雷达。 4、飞机以100米/秒的径向速度向雷达站飞来,雷达工作波长为1m，则多普勒频率为 Hz。 5、雷达发射机的类别有和两类。 6、相位相参性是指两个信号的之间存在着确定的关系。 7、超外差式雷达接收机主要组成部分是、、检波器和视频放大器。 8、超外差式雷达接收机具有、、选择性好和适应性广等特点。 9、电阻热噪声的功率谱密度是与无关的常数。 10、任何无源二端网络的额定噪声功率只与和通带Bn有关。 11、为了使接收机的总噪声系数小，要求各级的小和高。 12、雷达接收机噪声的来源主要分为和。 13、对于常规的警戒雷达和引导雷达的终端显示器，基本任务是和测定目标的坐标。 14、在进行门限检测时，当保持一定，而要求降低虚警概率时，只有通过采取 的措施来实现。 15、多个脉冲积累后可以有效地提高，从而改善雷达的检测能力。 16、对雷达性能的大气传播影响主要包括和两方面。 17、距离跟踪的定义是指。 18、雷达测角的方法可分为和两大类。
19、在圆锥扫描雷达中，输出信号近似为为调制的脉冲串，其调制频率为天线的。 20、采用动目标显示技术是为了改善雷达在杂波背景下检测的能力。 21、距离分辨力定义是指两个目标在但处在不同距离上，其最小可区分的距离。 二、判断题（每题1分，共5分） 1、雷达天线的方向性越强，波瓣宽度越窄，测向的精度和分辨力就越高。（） 2、5欧姆电阻和8欧姆电阻在具有相同温度条件下，产生的电阻热噪声的额定功率是不相等的。（） 3、功率谱均匀的白噪声，通过具有频率选择性的接收系统后，输出的功率谱任为非均匀的。（） 4、采用脉冲压缩技术主要是为了提高雷达的探测距离。（） 5、在雷达信号检测中，当信噪比一定，虚警概率越小，发现概率越大。（） 三、选择题（单选，每题1分，共5分） 1、自动距离跟踪时间鉴别器回波中心与前波门后沿(后波门前沿)的延时时间差为半个脉 宽，当这个差继续增大时，时间鉴别器输出误差电压绝对值（） A、增大 B、减小 C、不变 D、0 2、下面哪项措施可使提高三坐标雷达的数据率? （） A、增大雷达待测空域 B、减小波束宽度 C、提高重复频率 D、增加积累脉冲数 3、双平面振幅和差式单脉冲雷达需要几个双T网络，几路接收机？（） A、2个双T接头，3路接收机 B、3个双T接头，2路接收机 C、4个双T接头，3路接收机 D、3个双T接头，4路接收机 4、关于盲相的说法，正确的是（） A、是采用了相位检波器所造成的 B、是信号使用脉冲形式所造成的 C、盲相导致任意时刻信号的相位丢失 D、盲相是采用非相参系统才会出现 5、关于合成孔径雷达技术主要是为了提高雷达的哪项性能? （） A、距离分辨力 B、角度分辨力 C、速度分辨力 D、最大作用距离
雷达测速试验报告
雷达测距实验报告 1. 实验目的和任务 1.1 实验目的 本次实验目的是掌握雷达带宽同目标距离分辨率的关系，通过演示实验了解雷达测距基本原理，通过实际操作掌握相关仪器仪表使用方法，了解雷达系统信号测量目标距离的软硬件条件及具体实现方法。 1.2 实验任务 本次实验任务如下： （1）搭建实验环境； （2）获得发射信号作为匹配滤波的参考信号； （3）获得多个地面角反射器的回波数据，测量其各自位置，评估正确性； （4）获得无地面角发射器的回波数据，与（3）形成对比，并进行分析。 2. 实验场地和设备 2.1 实验场地和环境条件 本次实验计划在雁栖湖西校区操场进行，环境温度25℃，湿度40%。 实验场地如上图所示，除角反射器以外，地面上还有足球门、石块以及操场上运动的人等比较明显的目标。
2.2 实验设备 实验所需的主要仪器设备如下： （1） 矢量信号源SMBV100A ； （2） 信号分析仪FSV4； （3） S 波段标准喇叭天线； （4） 角反射器 （5） 笔记本电脑 2.3 设备安装与连接 设备连接关系图如下： 雷达波形文件雷达回波数据 时钟同步 计算机终端 SMBV100A 矢量信号源 FSV4信号分析仪 角反射器 交换机 图1 实验设备连接示意图 其中：蓝色连接线表示射频电缆，灰色连接线表示网线。 3. 实验步骤 3.1 实验条件验证 检查仪器工作是否正常，实验环境是否合适。 3.2 获取参考信号 1. 调节信号源参数，生成线性调频信号，作为匹配滤波的参考信号，然后通过射频电缆将信号源与频谱仪相连，利用频谱仪的A/D 对线性调频信号采样，并通过网线将数据传输给计算机，并保存为“b1.dat ”。参考信号的主要参数如下所示：
2015雷达原理课后作业 (1)
2015年雷达原理课程作业 2015年春季第2周（3月13日）作业 1.简述雷达系统为什么能够探测并定位远程运动目标。 2.简述雷达系统是如何探测并定位远程运动目标的。 3.某单基地雷达发射矩形脉冲信号，工作频率为f0，发射脉冲前沿的初相为?0，有1个目标位于 距离r处，请给出目标接收脉冲前沿的初相表达式（须有必要的推导过程） 4.请画出雷达发射脉冲串的射频信号波形示意图，并标明必要的雷达信号参数（如脉冲时宽等）。 5.cos(2πf0t +?0)与cos(2πf0t +12πf d t +?1)是否是相参信号？其中f d、?0与?1都是未知常数。 6.某目标雷达回波信号的信噪比SNR=71，请换算成dB值并给出笔算过程。 7.有人说“雷达系统是一种通信系统。”你是否认同此观点，并请给出2条以上理由。 8.解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。请画出IQ正交解调的原理框图。 9.请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。 10.为什么现代多功能雷达大都采用主振放大式发射机？举例说明何时可采用单级振荡式发射机。 2015年春季第3周（3月20日）作业 1.雷达信号带宽为B，请从有利于目标检测的角度简述雷达接收机带宽应如何选取。 2.简述噪声系数的定义。雷达接收机噪声系数的下限是多少dB？ 3.简述接收机噪声带宽与接收机动态范围的定义。 4.某雷达固定在某地进行一整年的性能测试，一年内雷达架设地点、架设方式、软硬件等自身条 件没有发生任何变动，农舍及其与雷达之间的 周边地貌环境也没用任何变化。冬天时，它能 检测到对面山顶的农舍，但在夏天时，它却经 常检测不到该农舍，请解释原因。 5.某雷达发射矩形脉冲串信号，载频为f0，脉冲 宽度为τ，幅度恒定，没有频率调制和相位调 制。请问该雷达的目标回波通过匹配滤波后， 信噪比（SNR）能够提高多少dB？ 6.硬件系统完全相同的两部雷达接收机的灵敏 度是否也一定相同？请根据雷达接收机灵敏 度公式简述理由。 7.简述离散傅里叶变换DFT与窄带带通滤波器 之间的联系？已知目标信号频率f t=1.5kHz， 信号序列采样率f s=10kHz，序列长度τ= 1.6ms，所有样点幅度为1，请写出该目标信 号匹配滤波器的系数序列h(n)或其表达式。 8.请对教材第64页图3.18（参见右图）进行简 要的物理解读，即图中显示哪些规律。 9.请画出超外差式雷达接收机的原理框图，并简述其中第1级高频放大器的指标要求及其作用。 10.请列举雷达接收信号中4种可能组成成分的名称及定义，并简述相参处理对各信号成分可能产 生的作用是什么？
南京理工大学 雷达原理期末考试题09年A卷
南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 课程名称： 雷达原理 学分： 3教学大纲编号： 04041901 试卷编号： A卷 考试方式： 闭卷、笔试 满分分值： 100+5考试时间： 120分钟 组卷日期： 2009年6月16日 组卷老师（签字）： 审定人（签字）： 学生班级： 学生学号： 学生姓名： 常用分贝(功率)换算表：1dB(1.26), 2dB(1.6), 3dB(2), 4dB(2.5), 5dB(3.2), 7dB(5), 8dB(6.3) 2(3dB), 3(4.77dB), 4(6dB), 5(7dB), 6(7.78dB), 7(8.45dB), 8(9dB) 注意：简答题必须语句完整；推导题和计算题必须要有分步过程及必要的文字说明，直接写出结果最多只得一半分；各题中若出现无文字说明的箭头符号将被扣分 一、 填充选择题（15空，每空2分，共30分） 1.在以下雷达参数中，（）对目标雷达截面积的影响最小？ （a）波段（b）视角（c）脉冲重复频率（d）极化 2.某雷达接收机的输入信噪比为SNR i =10，输出信噪为SNR o =4，则该雷达接收机的噪 声系数为dB。 3.在某对空警戒雷达接收信号中，从空中飞机反射回来的电磁波称为（），从己方其 它同频雷达泄漏过来的电磁波称为（），从云层反射回来的电磁波称为（） （a）干扰（b）目标（c）噪声（d）杂波 4. （相位扫描/机械扫描/频率扫描）雷达的最大作用距离将不随扫描角度 的变化而变化。 5. （单级振荡/超外差/主振放大/超再生）式雷达发射机的频率稳定度较差， 相继发射脉冲之间的相位通常不相参 6.以下哪个部件最不可能属于雷达接收机（） （a）低噪高放（b）混频器（c）脉冲调制器（d）信号处理机 7.雷达接收机带宽应 （小于/等于/大于/不确定）该雷达的发射信号带宽 8.某雷达工作频率为6GHz，则该雷达属于 （L/S/C/X）波段 9.振幅和差式单脉冲雷达的鉴角特性曲线是 （差波束/和波束/ 差波束比和波束/和波束比差波束）随目标角误差变化的函数关系曲线 10.A雷达与B雷达的发射脉冲宽度分别为4μs和6μs，发射信号带宽分别为0.5MHz和 1MHz，则A雷达的距离分辨力 （低于/高于/不确定）B雷达 11.某车载全相参脉冲雷达的峰值发射功率为P t，脉冲重复频率为f r，工作频率为f0，雷 达车以速度v r直线行进，在雷达车正侧方某处有一巨石，测得该巨石的脉冲回波延时为τ，则对雷达接收机来说，该巨石的距离为。若该雷达采用N个等
雷达原理复习总结
雷达原理复习总结 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
雷达原理复习要点第一章（重点） 1、雷达的基本概念 雷达概念(Radar)： radar的音译，Radio Detection and Ranging 的缩写。无线电探测和测距，无线电定位。 雷达的任务： 利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。 从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息？ 斜距R : 雷达到目标的直线距离OP 方位α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。 仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。 2、目标距离的测量 测量原理 式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒)距离测量分辨率 两个目标在距离方向上的最小可区分距离 ρr= ρρ 2 最大不模糊距离 3、目标角度的测量 方位分辨率取决于哪些因素 4、雷达的基本组成 雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么 同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。 发射机：产生大功率射频脉冲。 收发转换开关: 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。 接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。 显示器：显示目标回波，指示目标位置。
南理工雷达原理18年A卷
南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 第1页共4页
（a）检测器（b）脉冲调制器（c）低噪放（d）中放 12.某地基脉冲多普勒体制雷达，信号带宽B，脉冲宽度τ，脉冲重复频率T r，距离门时间 宽度ρ，则正确的两脉冲杂波对消器公式为。 （a）x(t) - x(t-ρ) （b）x(t) - x(t-τ) （c）x(t) - x(t-T r) （d）x(t) - x(t-1/B) 二、 判断题（5小题，每题2分，共10分，正确打√，错误打×） 1.灵敏度时间控制（STC）是防止近程杂波引起中频放大器过载的常用措施。（ ） 2.雷达信号带宽B，目标多普勒频移f d，则当| f d |< B/2时，不会发生测速模糊。（ ） 3.雷达接收机噪声系数和输入信噪比均为3dB，则其输出信噪比为0dB。（ ） 4.当相控阵天线的阵元间距大于工作波长时，阵因子方向图中将会出现栅瓣。（） 5.米波雷达发射的电磁波在低空大气中是直线匀速传播的，由于波长较长，很容易被大 气中的水蒸气吸收，大气吸收衰减非常严重。（ ） 三、 简答题（7小题，共25分） 1.请简述雷达目标信号和杂波信号的定义，并简述全相参脉冲雷达能够滤除固定杂波信 号并保留运动目标信号的基本原理。 2.有两部雷达分别工作在L波段和x波段，均采用一个径向距离20km、高度1km的空 中目标进行测试，雷达A测出的目标高度为 1.05km，雷达B测出的目标高度为 1.005km，请判断雷达A工作在哪个字母波段，并简要说明理由。 3.收发共用天线的脉冲雷达均存在近距离盲区，请写出造成该盲区的部件名称，并简述 该部件造成脉冲雷达近距离盲区的原因。 4.请判断在计算最大作用距离的基本雷达方程中，所用的雷达发射功率是发射机平均功 率还是峰值功率。请简述脉冲雷达发射机平均功率与峰值功率的定义。 5.分别简述雷达天线发射方向图主瓣和接收方向图主瓣的物理含义。 6.雷达工作在Ka波段，有一个运动目标高度200m，该目标的N个相邻脉冲回波具有不 同的包络电平，于是有人推测该现象的原因之一是“由于目标高度较低，目标回波信号的地面镜像反射波与其直达波之间存在干涉叠加现象。”请判断该推测是否正确，并简述理由。 7.请简述脉冲雷达最大作用距离R max和最大不模糊距离R u的定义，并简述当R max和R u 之间满足什么条件时，将会出现测距模糊现象。 四、 读图题（6小题，共14分）下图是振幅和差式单脉冲雷达各主要测角过程的信号示意 图，第一个子图（最上面的子图）是两个波束的目标回波输出振幅随角度变化示意图，第四个子图（最下面的子图）是相应的鉴角特性曲线，中间两个子图均由第一个子图经过一定处理计算获得。 第2页共4页
雷达方程原理
一. 雷达方程 简单形式的雷达方程：min 2 e t 4 max )4(S GA P R πσ=（2.1）? σ∝4 max R （1） 接收机噪声 除系统热噪声引起的噪声功率之外，接收机会产生一定的噪声输出，要引入噪声系数 out out in in N S N S BG kT N F //a 0out n = = ，噪声系数也反映了信号通过接收机时的信噪比衰减情况。 重新整理雷达方程：min n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.8）? min 4 max SNR R σ ∝ 可用于进行理想自由空间中的目标探测，分析目标的雷达截面积对目标探测产生的影响。 （2） 雷达脉冲积累 多脉冲积累用于提高信噪比，改善雷达的检测能力，降低虚警漏警概率。 n 个相同信噪比的脉冲进行理想情况下的积累后，总信噪比为单个脉冲信噪比的n 倍。但实际情况下，第二检波器会引入效率损耗，使信号能量变为噪声能量，积累效率 n 1i )/()/()(N S n N S n E = 。 将脉冲积累的信噪比代入原雷达方程得到：n n 02 e t 4 max )/()4(N S BF kT GA P R πσ = （2.33），也可 以由积累效率和单个脉冲信噪比表示为：1 n 02 e t 4 max )/()4() (N S BF kT n nE GA P R i πσ= (2.34)。 （3） RCS 起伏 观测复杂目标（如飞机）时，小的观察角变化将引起雷达到目标散射中心的距离和时间发生变化，从而引起各回波信号的相对相位发生变化，导致RCS 起伏。 引入起伏损耗f L ，用f L N S 1)/(代替1)/(N S 。当e n 个独立采样积累时， e n f e f L n L /1)()(=。 此时的雷达方程为：e n f i L N S BF kT n nE GA P R /11n 02 e t 4 max ) ()/()4() (πσ=(2.45)。 （4） 发射机功率 雷达的平均发射机功率av P 更能反映雷达的性能，可以用它代替峰值功率t P 。将p t av f P P τ=代入雷达方程得到：p i f N S F B kT n nE GA P R 1n 02 e av 4 max )/()()4() (τπσ= （2.51），一般情况下，可将τ B 设计为1。 （5） 其它情况 需要考虑的因素包括：系统损耗、地杂波、最高精度等。另外，针对不同目标（点目标或分
西电雷达原理期末复习题2
模拟题2 一、填空（每空1分，总共25分） 1． 选择题（每题2分，共计20分） 1.1 英文“Radar ”（音译雷达）的中文含义_________________。 1.2 雷达发射机可以分为两类，它们分别是单级振荡式和______ ____。 1.3 某雷达的脉冲宽度为1μs ，脉冲重复周期为1ms ，发射功率为100KW ，平均功率为__________。 1.4 某警戒雷达发射脉冲为脉宽为1μs 的矩形脉冲，接收匹配滤波器采用矩形滤波器，最佳带宽脉宽积为1.37，不考虑剩余失谐，则接收机中频通道的最佳带宽为______ ____。 1.5 雷达脉冲积累对雷达检测性能有所改善，M 个脉冲的相参积累可以是雷达信号的输出信噪比提高 倍。 1.6 某脉冲雷达脉冲宽度为1.5微秒，则其最小可分辨距离为： 米。 1.7 某PPI 显示器为了避免15Km 内的地物杂波在显示器上显示，则实现时距离扫略电流应该延迟 微秒后提高起始电流强度开始。 1.8 一维直线移相器天线阵，阵元数目是20，发射信号波长是λ，阵元间距是2/λ=d ，则偏离法线45°方向上雷达天线方向图的半功率波束宽度是______度。 1.9 若雷达探测的目标是一架飞机，雷达的发射频率是，若飞机以100m/s 的速度绕雷达做圆周运动，则雷达接收到的目标回波信号的频率是 GHz 1Hz 。 1.10 脉冲多卜勒雷达的脉冲重复频率为Hz f r 1000=，对动目标进行检测，其多卜勒频率为，能够出现盲速的最小多普勒频率等于 d f Hz 。 二、采用多基线相位法测角，示意图如下，目标偏离法线夹角是θ，1阵元与2阵元之间的间距2/12λ=d ，1阵元与3阵元之间的间距λ413=d ，相位计测得，，求具有高的测角精度的D 5012=?D 5413=?θ角。（15分） 第1页 共3页
最新《遥感原理与应用》试卷(A)答案
A卷参考答案要点 名词解释 1．绝对黑体：指能够全部吸收而没有反射电磁波的理想物体。 2．大气窗口：大气对电磁波有影响，有些波段的电磁波通过大气后衰减较小，透过率较高的波段。3．图像融合：由于单一传感器获取的图像信息量有限，难以满足应用需要，而不同传感器的数据又具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极化方式，因此，需将这些多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像，这个过程即图像融合。 4．距离分辨力：指测视雷达在发射脉冲方向上能分辨地物最小距离的能力。它与脉冲宽度有关，而与距离无关。 5．特征选择：指从原有的m个测量值集合中，按某一规则选择出n个特征，以减少参加分类的特征图像的数目，从而从原始信息中抽取能更好的进行分类的特征图像。即使用最少的影像数据最好的进行分类。 二、简答题（45） 1．分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 由于植物进行光合作用，所以各类绿色植物具有相似的反射波谱特性，以区分植被与其他地物。 （1）由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿色反射作用强，因而在可见光的绿波段有波峰，而在蓝、红波段则有吸收带； （2）在近红外波段（0.8-1.1微米）有一个反射的陡坡，形成了植被的独有特征； （3）在近红外波段（1.3-2.5微米）受绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降；但是，由于植被中又分有很多的子类，以及受到季节、病虫害、含水量、波谱段不同等影响使得植物波谱间依然存在细部差别。 波谱特性的重要性： 由于不同地物在不同波段有着不同的反射率这一特性，使得地物的波谱特性成为研究遥感成像机理，选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；在外业测量中，它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础资料；有效地进行遥感图像数字处理的前提之一；用户判读、识别、分析遥感影像的基础；定量遥感的基础。 2．遥感图像处理软件的基本功能有哪些？ 1）图像文件管理——包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等； 2）图像处理——包括影像增强、图像滤波及空间域滤波，纹理分析及目标检测等； 3）图像校正——包括辐射校正与几何校正； 4）多图像处理——包括图像运算、图像变换以及信息融合； 5）图像信息获取——包括直方图统计、协方差矩阵、特征值和特征向量的计算等； 6）图像分类——非监督分类和监督分类方法等； 7）遥感专题图制作——如黑白、彩色正射影像图，真实感三维景观图等地图产品； 8）三维虚拟显示——建立虚拟世界； 9）GIS系统的接口——实现GIS数据的输入与输出等。 3．遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 地物的景物特征：光谱特征、空间特征和时间特征。 影响因素包括：地物本身复杂性，传感器的性能以及目视能力。
雷达原理实验报告(哈工程)
实验报告 实验课程名称：雷达原理姓名：班级：电子信息工程4班学号： 注：1、每个实验中各项成绩按照5分制评定，实验成绩为各项总和 2、平均成绩取各项实验平均成绩 3、折合成绩按照教学大纲要求的百分比进行折合 2017年5 月
雷达信号波形分析实验报告 2017年4月5日班级电子信息工程4班姓名评分 一、实验目的要求 1. 了解雷达常用信号的形式。 2. 学会用仿真软件分析信号的特性。 3．了解雷达常用信号的频谱特点和模糊函数。 二、实验原理 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。 三、实验参数设置 载频范围：0.5MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 幅度：1V 线性调频信号 载频范围：90MHz 脉冲重复周期：250us 脉冲宽度：10us 信号带宽：14 MHz 幅度：1V 四、实验仿真波形
0.5 1 1.5 2 x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉冲 1.03561.03571.03581.0359 x 10 -3时间/s 幅度/v 连续波 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 时间/s 幅度/v 脉冲调制 -4-2 024 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 -4 -2 024 x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 -4 -2 024 x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉冲 8.262 8.26258.263x 10 -4 -1 01时间/s 幅度/v 连续波 0.5 1 1.5 2 x 10 -3 -101时间/s 幅度/v 脉冲调制 -4-2 024x 10 7 02 44 频率/MHz 幅度/d B 脉冲频谱图 -4 -2 024x 10 7 05 104 频率/MHz 幅度/d B 连续波频谱图 -4 -2 024x 10 7 01 24 频率/MHz 幅度/d B 脉冲调制频谱图 02004006008001000 0500100015002000
哈工大雷达系统仿真实验报告
雷达系统仿真 实验报告 姓名：黄晓明 学号： 班级：1305203 指导教师：谢俊好 院系：电信学院
实验一杂波和色噪声的产生—高斯谱相关对数正态随机序列的产生 1、实验目的 给定功率谱（相关函数）和概率分布，通过计算机产生该随机过程，并估计该过程的实际功率谱和概率分布以验证产生方法的有效性。 2、实验原理 1）高斯白噪声的产生 2 2 2 (x) f(x) μ σ - - = 、 2 2 2 (z) x F(x)dz μ σ - - =? 均值：μ为位置参数、方差：2 σ、均方差：σ为比例参数。 若给定01 X~N(,) '，则2 X X~N(,) μσμσ ' =+。 MATLAB中对应函数normrnd(mu,sigma,m,n)，调用基本函数01 randn(m,n)~N(,)产生标准正态分布。 标准正态分布的产生方法有舍选抽样法、推广的舍选抽样法、变换法、极法、查表法等，其中变换法的优点是精度高，极法运算速度较变换法快10~30％，查表法速度快。 (1)反变换法、反函数有理逼近法 令0.5, t r x =-= () 2 012 23 123 0,1 1 a a x a x X signt x N b x b x b x ++ ?? =- ? +++ ?? 式中 2.515517 a=， 1 0.802833 a=， 2 0.010328 a=， 1 1.432788 b=， 2 0.189269 b=，3 0.001308 b=。用这一方法进行抽样，误差小于10-4。 (2)叠加法 根据中心极限定理有：先产生I组相互独立的01 [,]上均匀分布随机数，令 1 I i i Y r = =∑，则当N较大时212 Y~N(I,I)。一般可取12 I=，则601 Y~N(,) - (3)变换对法(Box-Muller method)