雷达原理1——绪论

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雷达原理1——绪论

概述

从科普梗概的角度来说，雷达是一项仿生发明，模仿蝙蝠探测的原理，发射电磁波，波与障碍物相作用产生回波并被接收，回波带有目标的信息，通过后期的处理，就能了解障碍物的相关信息。雷达（radar）的英文原意是“无线电探测与测距”，也简要地说明了雷达的任务：测量目标的距离、方位、速度、形状等信息。

1.1 雷达的组成

雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机、显示器和伺服装置组成。

• 天线：将发射信号（电磁能）定向辐射到大气中，并接受回波信号
• 发射机：产生大功率射频脉冲（电磁波），经过收发开关传输给天线
• 接收机：放大接收到的微弱信号，检波后进行信号处理
• 信号处理机：对接收机检波后的视频信号进行目标检测、显示等雷达处理方法。
• 显示器：显示目标的位置形状等信息
• 伺服系统：控制天线波束在空间中定向扫描

1.2 雷达的基本测量

雷达要测量目标的位置、速度等信息，首先要知道如何描述目标的位置，也就是确定用坐标来表示目标。常用的坐标系统为极坐标系：如图所示，空间任一目标P的位置可以用斜距 R R R、方位角 α \alpha α、仰角确定 β \beta β——( R R R, α \alpha α, β \beta β)。

由此目标的水平距离D，方向角 α \alpha α，和高度H都能确定了：

• D = R c o s β D=Rcos\beta D=Rcosβ
• H = R c o s α H=Rcos\alpha H=Rcosα
• α = α \alpha=\alpha α=α

在确定了基本的位置参量后，就可以对目标的斜距、方位角和速度等参数进行测量了。

1.2.1 目标斜距的测量

雷达在发射电磁波后，电磁波遇到目标会反射一部分能量被接收机接收到，从发射脉冲到接受回拨，经过了一个延时 t r t_r t