测方位原理

子模块一　雷达测距、测方位原理

学习目标：掌握雷达测距、测方位原理

重点难点：雷达测方位原理

一、雷达测距原理

雷达采用的是脉冲测距法。因为超高频无线电波在空间传播时具有等速、直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射现象，所以，如图1-1所示，记录雷达脉冲波离开天线的时间t₁和无线电脉冲波遇到物标反射回到天线的时间t₂，标离天线的距离S可由下式求出：

式中：c为电磁波在空间的传播速度，c = 3×10⁸m/s=300m/µs；

　　　Δt = t₂−t₁，为电磁波在天线与物标间往返传播的时间。

图1-1　雷达测距原理

在实际雷达中，用发射机产生超高频无线电脉冲波，用天线向外发射和接收无线电脉冲波，用显示器进行计时、计算、显示物标的距离，并用触发电路产生的触发脉冲使它们同步工作。

二、雷达测方位原理

基于无线电波在空间直线传播的物理特性，为了测定目标的方位，雷达采用一种定向收发天线来发射脉冲并接受回波。在某一瞬间，只向一个方向发射，也只接收这一个方向目标的回波。这样雷达天线辐射和接收的方位就等于目标的方位；同时，雷达利用方位同步系统使显示器上的扫描线出现的方位与天线发射和接收的方位保持同步，所以出现目标回波亮点的那根扫描线方位即代表目标的实际方位。当天线旋转并向四周发射雷达波时，周围目标的回波就按其方位和距离显示在荧光屏上，利用荧光屏周围的方位刻度即可测出物标方位。

图1-2为雷达在测量物标距离和方位时，雷达屏幕对照海图平面情景的示意图。

图1-2　雷达屏幕对照海图平面情景示意图

议一议

试述船用雷达测距、测方位原理。

资料卡

航海雷达的历史

● 1903年德国工程师成功地进行了无线电探测船舶和测距的实验，并在德国和英国申请专利。

● 1922年Marconi提出了相同的思想，同年，美国海军研究实验室（NRL）的Taylor和Young演示了用雷达探测船舶的实验。

● 1930年，NRL的Hyland首次用雷达探测到了飞机。

● 1934年NRL的R. M. Page开始研究脉冲雷达，并在1936年获得成功。

● 英国的Watson-Watt在1935年开始研究雷达，并在当年研制成了脉冲雷达，英国在1938年建成了著名的“Chain Home”警戒雷达网，1939年研制成了首台机载截击雷达。从此以后雷达技术在军事上得到飞速发展和广泛应用。

● 二次世界大战结束后，雷达开始应用于商船。

思考与训练

1. 船用雷达属于哪一种类型的雷达？

A. 脉冲　B. 多普勒　C. 连续　D. 调频

2. 船用雷达测距原理是测量电磁波在天线与目标之间的________。

A. 传播速度　B. 往返传播时间

C. 传播次数　D. 往返传播时的频率变化

3. 某径向扫描雷达的量程为24n mile，那么其扫描线全长代表的时间为________。

A.　590.4µs　B.　295.2µs　C.　300.0µs　D.　600.0µs

4. 雷达测得电波在天线与物标之间的往返时间为36.9µs，则该物标到本船的距离为________。

A.　6n mile　B.　3n mile　C.　4n mile　D.　5n mile

5. 雷达的测距原理是利用电波的以下特性________。

A. 在空间匀速传播　　　　　B. 在空间直线传播

C. 碰到物标具有良好反射性　D. 以上都是

6. 雷达测方位原理是利用________特性。

A. 雷达天线定向发射和接收　B. 雷达天线360°旋转

C. 雷达天线与扫描线同步　　D. 以上都是