雷达原理与对抗技术 复习资料

第一篇：雷达原理与对抗技术 复习资料

一、1震荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信、如果雷达系统的发射信号，本振电压，相参号提供，那么所有这些信号之间均保持相位相参性。通常把这种系统称为全相参系统。2其他相关信息。、雷达是利用电磁波来测定并发现其他位置及3作用距离取决于、雷达的距离分辨力取决于 信噪比，雷达平均发射功率与脉冲宽度，雷达的占空比有关。4改变雷达波相位来改变波束方向的雷达、相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是，一种以 故有称为电子扫描雷达。5频率为、某雷达的发射频率为2000HZ，发射脉冲宽度为10GHZ，发射脉冲重复2us，发射峰值功率为650KW，则该雷达的PRT=0.5ms，发射机平均功率=2600W。6用。、描述收发开关在发射状态和接收状态下的作 发射状态时发射功率很大，很容易将接收机烧毁。在发射状态时，收发开关削弱功率保护接收机。在接收状态时，收发开关恢复正常状态，使回波信号及时进入接收机。7根据雷达发射信号的不同，、目标距离测量就是要精确测定收发延迟时间。测定延迟时间通常采用脉冲法，频率法，相位法。8提高雷达距离的分辨力。采用、脉冲压缩雷达兼顾了扩大雷达的作用距离跟调制宽脉冲发射，以提高发射机平均功率，保证足够的最大作用距离，用脉冲压缩法获得窄脉冲，提高距离分辨力。9有应用，有哪两种实现方法。、波束形成方法在雷达、声呐及通信系统中均数字波速形成（DBF）、自适应数字波速形成（ADBF）1011、合成孔径雷达是对抗、声学、电子对抗从频域上可分为高分辨率成像三段。射频对抗，光电的雷达。12源干扰、复合干扰、干扰按照能量的来源分类为。P12 有源干扰、无13盖性干扰、、按照干扰信号的作用原理分类。欺骗性干扰。P12 干扰分为遮14资源主要分为、根据干扰信号的产生原理，引导式、转发式、合成式雷达干扰的基本。P14 15（、雷达对抗的主要技术特点是什么。1）宽频带、大视场、复杂电磁信号环境；P4（2）瞬时信号检测、测量和快速、非匹配信号处理。16索频率窗、毗邻频率窗、一类测频技术是直接在频域进行的。P19 包括搜17调变换到相位、时间、空间等其他物理域，再、变换法测频技术如何实现。将信号频率单通过对变换域信号的测量得到原信号频率。P19 18和、比想法测频技术的信号处理有19AD极性量化法差接收机中，常以、镜像信道干扰会引起频率测量错误，量化法。P25 镜像抑制比d在超外ms来衡量系统对镜像信道干扰的抑制能力。P22 13关器并用，其中采用、实际使用的比想法测频技术往往采用多路相最短迟延时间T的相关器保证无模糊测频范围，采用最长迟延时间nk-1T的相关器保证频率测量的精度。P26 14为哪两种定位方式。、定位技术分类按照参与定位的接收站数量分15多站定位与单站定位为、测向交汇定位法、测向多站定位按照定位采用的测量信息，/时差定位法、测时差主要分 定位法。P79、P52 10以特定的地理环境或接收站的运动为辅助定位、单站定位只用一个接收站的定位。一般需要条件。主要有飞越目标定位法、方位/仰角定位法、测向/方向变化率定位法、测向/相位差变化率定位法。P75、P52 16基带滤波测频、模拟信道化测频技术分为。P29 直接滤波测频和17线的波束宽度、搜索法测向的角度分辨力主要取决于，而波束宽度又主要取决于测向天天线口径d。18对幅度大小、振幅法测向是依据确定信号的到达方向。测向天线接收信号的相主要的侧向方法有最大信号法，比较信号法，等信号法。P52 19函数的时间变化率，、窄带信号，其频率的物理定义为其相位调制相位调制函数的二阶导数称为调制斜率。P17-18 20为、频率非搜索或瞬时宽开的测频如果频率测量范围等于瞬时带宽，系统。则系统称P18 21因此它适合于、时差法测向，由于时间差与信号频率无关，宽带测向。P52 22就能够达到侦查测向灵敏度，、如果在雷达天线任意旁瓣指向侦察机方向时则称为雷达侦察的旁瓣侦收。P56 23如信号的振幅、频率（或相位）、信号的稳定度的定义。指信号的各项参数，、脉冲宽度及脉冲重复频率等是否随时间作不应有的变化。24波器组、PD或雷达主要滤波方法是采用窄带跟踪滤波器，把所关心的运动目邻接的窄带滤标过滤出来。

二、1察的技术特点。、简述现代雷达对抗信号环境的特点和雷达侦P9，P11（1）辐射源数量多，分布密度大，脉冲重频高，信号交叠严重。（2）信号调制复杂，参数变化范围大，且多变、快变。（3）低截获概率雷达信号以及诱饵雷达和虚假雷达信号日益增多。技术特点：

1、作用距离远，安全隐蔽性好，获取信息多而准

2、简述tTOA测量。P92 3技术特点。、简述雷达对抗的基本条件、基本方法及主要P3 基本条件：雷达发射电磁波；侦察机接收到足够强的雷达信号；雷达信号的调制方式和参数位于侦察机处理能力之内；侦察机能够适应其当前所在的电磁信号环境。基本方法：破坏雷达探测目标的电磁波传播空间特性；产生干扰信号进入雷达接收机，破坏其检测目标和测量目标信息；减小目标的雷达截面积。技术特点：宽频带、大视场、复杂电磁信号环 境；瞬时信号检测、测量和快速、非匹配信号处理。4优点：、简述脉冲压缩雷达的优缺点。

1、通过匹配压缩处理获得高的距离分辨率。

2、脉冲宽度与有效频谱宽度这两个参数可以独立选取，增加了雷达波形设计的灵活性。

3、宽带信号有利于提高系统的抗干扰能力。缺点：

1、存在距离和速度耦合，影响测量。

2、存在距离旁瓣，通过加权处理抑制旁瓣。

3、收发系统比较复杂，在信号产生和处理过程中的任何失真，都将增大旁瓣高度。5信号分选和识别；引导干扰方向；引导武器系、简述测向定位的作用。P51 统攻击；提供告警信息；提供辐射源，方向和位置情报。

三、12、RCS3、UWB；雷达反射截面积；超宽带 4、5、DBF；数字波束形成

6、PDWELINT；脉冲描述字；电子情报侦查

7、STFT；短时傅里叶变换、ESM；电子支援侦查

四、120MW、某雷达用的发射机，要求输出脉冲功率为体微波源），现已知主振放大式发射机的主振器（固的输入功率为20mW，则此微波放大链的功率增益为多少才能满足要求？ G=10lg(20*10^6)/(20*10^(-3))=90db 2[2GHz,4GHz]、一比向法测频接路相关器，n=4，最短延迟线时间为收机，测，一输入信号频率为0.5ns频2.761GHz，采用范围为，3下表给出各相关器无模糊的相位估计值。分别采用最长延时线相关器输出和所有相关器输出求得到的频率估计值。P27 k fˆRFˆkk1fn1ˆi0fˆRFi1 2πnT2πTnk1f03示样脉冲、压缩测频接收机，t测频范围为f1~f2 =1~2GHz，号经过接收机的延时时间是多少。SA=Tc=1us，那么频率为1.45GHzP50 的信τ =(f-f1)×TC/△fC =0.45us △fc=f2-f1 12GHz]、某超外差搜索接收机测频范围为中放带宽，中频频率2MHz，试求：30MHz，频率搜索周期[1GHz，1ms，（1）本真的频率变换范围和调谐函数f（2）若有频率为1125MHz的连续波信号到达，L(t)求视频输出波形。（1）测频范围：[1000+30MHz，2000+30MHz] 2）在搜索过程中，输出信号有无时间：中频 fL(t)=1000+30+(2000-1000)t/10-3=1030+106（t 频率两边 ffL(t1)-1125=29(t2)-1125=31 t1=0.124 Lt2=0.126（还有画图）

第二篇：计算机网络原理与技术 复习资料

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.计算机网络：由单一技术连接起来的一群计算机 传输技术：广播方式，点到点方式

计算机网络按传输技术分类：广播网，点到电网 计算机网络按距离分类：局域网，城域网，广域网 无线网络大部分是广播网络

实体：系统上每一层都有若干活动元素，称为实体

对等实体：不同机器上位于同一层中实现同一种服务的实体称为对等实体

服务接口：相邻实体间的通信是通过相邻层间的接口进行的，这个接口称为服务接口 这些形式规范语句称为服务原语

网络的层次划分机械一同成为网络体系结构

多路复用：多个实体共用一个服务的方式成为多路复用 这个标识符成为解多路复用关键字

OSI参考模型：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层

物理层：物理层的作用是在物理介质上传输原始的数据比特流（物理层协议主要用来控制物理介质，以及处理与物理介质的机械，电器，时序接口等）

15.数据链路层：数据链路层主要作用就是在物理层提供的比特服务基础上，为网络层在相邻节点间提供可靠的通信链路。

16.网络层：网络层的主要作用是将数据分成一定长度得分组，将分组从元借点传送到目的借点

17.传输层：传输层是第一个端到端的层次，他只运行在端系统上，为上层用户提供不依赖于具体网络的高效的端到端数据传输

18.会话层：会话层提供两个互相通信的应用进程之间的会话机制 19.表示层：表示层为上层用户提供数据或信息语法的表示变换 20.应用层：应用层直接为用户提供各种应用服务

21.TCP/IP参考模型是用来专门描述TCP/IP协议族的（应用层，传输层，网际层，网络接口层）22.网络有两类硬件组成：节点和链路

23.将端系统连接到边缘路由器的物理链路成为接入网 24.数据通信：信号速率（波特率），数据速率（比特率），信道容量，误码率 25.波特率与比特率之间的关系：S=B*log2N 26.最大波特率：Bmax=2H 27.波特率就是：B=1/T 28.误码率：假设传输总码元数为N，传输出错数为Ne，则误码率为Pe=Ne/N 29.物理介质：（引导型介质，非引导型介质）双绞线，同轴电缆，光纤，无线 30.双绞线：最便宜使用最为普遍的引导型传输介质 31.同轴电缆：（基带，宽带）屏蔽效果比双绞线好，同轴电缆可以在更长的距离上获得更高的速率，安装难度大，总体成本高，故障诊断难

32.光纤：频带宽，传输速率高，长途传输损耗小，误码率低，抗电子干扰能力好，保密性好。33.无线链路：微波，红外线，激光（视距传输）34.编码：NRZ（不归零编码），NRZI（不归零反转），曼切斯特编码，查分曼切斯特编码 35.调制：编码将欲发送的二进制数据表示成离散的数字信号 36.调制方式：幅移键控ASK，频移键控FSK，相移键控PSK 37.多路复用：频分多路复用，时分多路复用 38.电路交换：建立连接，传输数据，拆除连接 39.分组交换： 40.报分交换：

电路交换与分组交换，比较,特点：（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。优点：

①由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。②通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。③双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

④电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。缺点：

①电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。②电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

（2）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点： 优点：

①加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。

②简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

③减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

④由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。缺点：

①尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。②分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%～10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

③当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。41.拓扑结构：星型拓扑，总线拓扑，环型拓扑，树型拓扑，网状拓扑

42.星型拓扑：易于进行故障的诊断和隔离，但对中心节点要求很大，耗费大量电缆，是局域网中最常用的拓扑结构

43.总线型拓扑：结构简单，易于安装，信道利用率低，连接处容易故障，检测故障与隔离比较困难，现已经逐渐退出局域网组网

44.环型拓扑：抗干扰能力强，一个节点的故障会引起全网故障，故障检测比较困难 45.树型拓扑：对跟依赖性很大，对跟安全性要求很高，检测故障与隔离较容易

46.网状拓扑：传输数据时可以选择较为空闲的网络或绕开故障点，单个节点对网络或线路的影响比较小，网络可靠性高。协议复杂，成本较高，广域网用，局域网不用。47.数据链路层的主要任务：保证数据在物理链路上的可靠传输

48.数据链路层上的数据单元必须是有结构的，通常成为帧，如何行出地标记边界以保证接收端正确接受到完整的帧，成为组帧

49.数据链路层上有两种类型的信道：广播信道和点到点信道 50.数据链路层协议：HDLC，PPP 51.组帧：使用字符填充的起止标记法，使用比特填充的起止标记法，违法编码法 52.差错检测：二维奇偶校验，循环冗余检验

53.传输错误分类：单个错（随机的信道热噪声引起的，以一次只影响一个比特，且错误之间没有关联），突发错（通常由瞬间脉冲引起，连续影响多位比特）54.可靠交付：停等算法，滑动窗口 55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.滑动窗口：发送窗口，接受窗口，捎带确认，GoBackN，选择重传，有限序号与发送窗口大小 HDLC协议： PPP协议

信道分配策略

随机访问：纯ALOHA（效率18.4%），时分ALOHA（效率36.8%），CDMA/CD(效率接近1）令牌传递网络：

以太网：传统以太网，快速以太网，千兆位以太网和交换式以太网 传统以太网：总线结构，CSMA/CD 线卡的两种构造方法：线卡的所有端口连接在一起，形成一个冲突域；线卡上每个端口有一个输入缓存，每个端口是一个独立的冲突域

无线局域网：隐藏节点，暴露节点 局域网互联：透明桥，远程桥 连接局域网中最常见的设备是网桥

透明桥：不需要做任何硬件和软件上的设置，对用户完全透明，不会中断网络运行 远程桥： 虚拟局域网：

网络层的主要任务是将分组从源节点传送到目的节点。网络层的主要功能：转发，路由，控制拥塞，异构网络互联 数据报方式 虚电路方式： 路由：

距离适量算法：

链路状态路由算法：找出所有可达的邻居借点及他们的网络地址，确定到所有状态节点的代价，构造链路状态分组，利用收到的链路状态信息计算到到个目的节点的最短路径 层次路由算法

广播路由：源节点向每个节点单独发送一个分组拷贝用N次传播实现广播，扩散法，多目的路由算法，源节点为根的生成树，不需要道源节点生成树 拥塞控制：开环策略，闭环策略 虚电路网络中的拥塞控制：

流量整形和流量控制：漏统算法，令牌桶算法

数据包网络中的拥塞控制：随即及早检测，警告比特，抑制分组，逐条抑制分组，排队规则 TCP：可靠字节流服务，最大特点是：可靠，复杂，端到端，字节流

UDP：不可靠连接，最大特点是简单

第三篇：西安电子科技大学雷达对抗原理第一次大作业

雷达对抗原理大作业

学校：西安电子科技大学 专业：信息对抗 指导老师：魏青 学号/学生：

雷达侦查中的测频介绍与仿真

如今，战争的现代水平空前提高，电子战渗透到战争的各个方面。军事高技术的发展，使电子对抗的范围不断扩大，并逐步突破了原有的战役战斗范畴，扩展到整个战争领域。海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争和最近的利比亚战争都表明，电子对抗在现代战争中有着极其重要的作用。电子对抗不仅在战时大量使用，在和平时期侦察卫星、侦察飞机、侦察船和地面侦察站不停地监视着对方的电磁辐射，以探明阵地布置、军事集结和调动；也不断收集对方电磁设备的性能参数，以期在战前进行模拟的对抗试验，确保在战争中有效地压制对方的电子设备。

侦察是对抗的基础。电子侦察的基本任务是截获、分析对方的辐射信号，测量信号的到达方向、频率、信号调制特性，最终目的是识别辐射源的属性，以便有针对性的对抗。自电子对抗出现后的60多年来，电子技术的飞跃发展引起了雷达、通信、导航等技术的飞速发展。使对电子侦察设备同时处理多信号的能力、快速反映能力及信号特征处理能力的要求是越来越高。但是现在雷达参数的搜索变化，给信号的分选、识别带来很大困难。所幸大多数辐射源是慢运动或固定的，因此刹用到达角这一参数将来自很大空域内的辐射源进行分离，然后对各个辐射源分析，成了现代电子侦察的一个特点。1.概述

图1典型雷达接收机原理框图

对雷达信号测频的重要性

载波频率是雷达的基本、重要特征，具有相对稳定性，使信号分选、识别、干扰的基本依据。

对雷达信号测频的主要技术指标

a.测频时间

定义：从信号到达至测频输出所需时间，是确定或随机的。要求：瞬时测频，即在雷达脉冲持续时间内完成载波频率测量。重要性：直接影响侦察系统的截获概率和截获时间。

频域截获概率:即频率搜索概率，单个脉冲的频率搜索概率定义为

(Δfr测频接收机瞬时带宽，f2-f1是测频范围，即侦察频率范围)截获时间:达到给定的截获概率所需的时间，如果采用瞬时测频接收机，则单个脉冲的截获时间为

(其中Tr是脉冲重复周期，tth是侦察系统的通过时间)b.测频范围、瞬时带宽、频率分辨力和测频精度 测频范围：测频系统最大可测的雷达信号的频率范围；

瞬时带宽：测频系统在任一瞬间可以测量的雷达信号的频率范围； 频率分辨力：测频系统所能分开的两个同时到达信号的最小频率差； 测频精度：把测频误差的均方根误差称为测频精度 ；

晶体视频接收机：测频范围等于瞬时带宽，频率截获概率＝1，但频率分辨率很低，等于瞬时带宽。

窄带搜索接收机：瞬时带宽很窄，频率截获概率很低，但频率分辨率很高。

最大测频误差为：

瞬时带宽越宽，测频误差越大。c.可测信号形式

现代雷达信号可以分成脉冲和连续波。

脉冲信号：低工作比脉冲信号、高工作比的脉冲多普勒信号、重频抖动和参差信号、编码信号、宽脉冲线性调频信号（其中宽脉冲线性调频信号的测频比较困难）测频系统允许的最窄脉宽尽可能窄、是否可以检测脉内频率调制等是其重要的指标。d.同时信号分离能力

同时到达信号按照两个脉冲前沿的时差分成两类：

第1类同时到达信号：<10ns 第2类同时到达信号：10ns<<120ns 要求测频接收机能够对同时到达信号的频率分别进行精确的测定，而且不丢失其中的弱信号。e.灵敏度和动态范围

灵敏度是保证正确的发现和测量信号的前提。它域接收机体制和接收机的噪声电平有关。动态范围是指保证测频接收机精确测频条件下信号功率的变化范围，它包括：

工作动态范围：保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率之比，也称为噪声限制动态范围。

瞬时动态范围： 保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的功率之比。

现代测频技术分类

2.典型的几种测频技术 频率搜索测频技术

1．搜索式超外差测频技术的基本原理

图2 搜索式超外差接收机方框图

超外差接收机的工作原理是利用中放的高增益和优良的频率选择性特性，对本阵与输入信号变频后的中频进行检测和频率测量。由于变频后的中频信号可以保留窄带输入信号中的各种调制信息，消除了变频前输入信号载频的巨大差异，便于进行后续的各种信号处理，特别是数字信号处理，因此超外差接收机被广泛地应用于各种电子战接收机中，频率搜索主要是对变频本阵的调谐和控制。

2．寄生信道及其消除方法

如果在混频器输入同时加入信号fR和本振信号fL, 由于混频器的非线性作用，许多频率组合可以产生中频信号，其一般关系为：

m,n 为整数，其中当m=1, n=-1时为主信道，m=-1,n=-1为镜像干扰，主信道和镜像信道示意如图：

主信道：超外差 寄生信道： 主要寄生信道：镜像信道：

m=1,n=-1除外

镜像抑制比：

提高镜像抑制的方法：微波预选-本振统调、宽带滤波-高中频、镜像抑制混频器、零中频

3.几种典型超外差接收机

a.窄带超外差接收机

采用微波预选器与本振通调，对每个分辨单元顺序搜索。射频带宽：20～60MHz。优点：频率分辨率高、灵敏度高、抗干扰能力强、输出信号密度低、对信号处理要求低。缺点：截获时间长，截获概率低，不能检测频率捷变、线性调频、编码信号。

b.宽带超外差接收机

瞬时带宽：100～200MHz。优点：能检测频率捷变、线性调频、编码信号；截获时间缩短。

c.宽带预选超外差接收机

采用宽带预选器和高中频，扩展瞬时带宽。

比相法测频技术

比相法测频是一种宽带、快速的测频技术，也称瞬时测频技术（IFM）。

1.基本工作原理

比相法通过延迟频率变换成相位差，由宽带微波相关器将相位差换成电压，再经信号处理，输出信号频率测量值。

图3 比相法测频的基本电路图

2.极性量化法

极性量化法是根据鉴相输出信号的正负极性进行信号频率测量和编码输出的。

图4实用的微波鉴相器原理图

3.主要技术参数

不模糊带宽：F倍频程或者更高

频率分辨率：1～2MHz 测频精度：

1～2MHz 频率截获概率：1 频率截获时间：脉冲重复周期 灵敏度：－40dBm~ －50dBm 动态范围：50～60dB 信道化测频技术

信道化测频技术是利用毗邻的滤波器组对输入信号进行频域滤波和检测的测频技术。主要采用模拟滤波器组和数字滤波器组实现，分别称为模拟信道化测频技术和数字信道化测频技术。这里主要探讨数字信道化测频技术。1.数字信道化测频技术概述

信道化是将接收机带宽划分为若干个子信道，然后对每个子信道输出分别进行检测、分析，以确定信号是否存在和测量参数的方法，与其等效的关键处理就是滤波器组。因此，数字信道化可以看成一个数字滤波器组，它也可以看成有K个输出口的网络，通过测量滤波器组的输出，可以确定输入脉冲信号的部分参数，比如载频、到达时间TOA、脉宽、脉冲幅度以等。数字信道化原理框图，如下图5。

图5数字信道化原理方框图

所谓的数字滤波器组是指具有一个共同输入x(n)，若干个输出端的一组滤波器，如图5虚线框所示。图中h(k)，k=O，1，⋯，K—l为第k个滤波器的冲击响应，这K个滤波器的功能是把宽带信号s(n)分成K个子频带滤波输出，覆盖整个频带，因此，它们就构成了一个信道化滤波器组。该滤波器组将整个无模糊采样频带(复信号为[0，fs]，实信号为[-fs／2，fs／2])划分为若干个并行的信道输出，使得信号无论何时在何信道出现，均能加以截获，并进行解调分析。所以这种滤波器组信道化方法具备了全概率截获能力。由此可见，实现数字信道化的关键技术是如何设计符合要求的滤波器组。

2.数字信道化测频原理

设各滤波器3dB带宽均为B，各信道中心频率为fo，m=0，l，⋯，M-1各信道带宽ΔF=fo，m-fo,m-1。其中ΔF保持不变，改变带通滤波器的带宽可以得到不同的信道划分，主要有两种不同的滤波器配置方法：无重叠的频带分配(图6)和有重叠的频带分配(图7)。a.B=ΔF频带无折叠

其滤波器的配置方法如图所示：

图6无重叠的频带分配方案

b.信道之间相互重叠

其滤波器的配置方法如图所示：

图7叠l/3带宽频带分配方案

无论上述哪种信道分配方式，当多个信号同时落入一个信道中时，将无法把它们区分开，因此信道化的频率分辨率取决于各子信道带宽。设计时，子信道的带宽越窄，频率分辨率和测频精度就越高，相反子信道的带宽越宽，频率分辨率和测频精度就越低。

频率搜索接收机MATLAB仿真

f=input f1=10.^9;%起始频率 f2=2*10.^9;%终止频率 u=150*10.^6;%带宽 Tf=1/30;%测频周期

Tr=0.005;%脉冲重复周期 N=round(Tf/Tr);%脉冲数 fi=zeros(1,N);n=1:1:N+1;fi(n)=f1+(n-1)*u;j=1;f=f*10^9;while j<=N if f>=fi(j)&f<=fi(j+1)disp(输出 frequency is(Hz)');f=(fi(j)+fi(j+1))/2 break;else j=j+1;end if j==N+1 disp(不在测频范围内');end end 仿真结果：

总结：

通过这次大作业让我知道并了解了在雷达侦察中的测频方法，以及其原理。但依然发现许多不足之处，在程序编写方面有所欠缺，以后应该多加练习，熟悉MATLAB的运用等等。

第四篇：雷达原理与应用

雷达与声纳的共性及差别是什么？

雷达是利用无线电技术进行侦察和测距的设备。它可以发现目标，并可决定其存在的距离及方向。雷达将无线电波送出，然后经远距离目标物的反射，而将此能量送回雷达的记发机。记发机与目标物间的距离，可由无线电波传雷达的目标物，再由目标物回到雷达所需的时间计算出。雷达的基本原理与无线电通讯系统的原理同时被人所发现。赫兹与马可尼两人都曾用超短波试验其反射情形，这也就是所谓雷达回波。赫兹用金属平面及曲面证明，电波的反射完全合乎光的反射定律。同时赫兹度量脉冲的波长及频率，并且计算其速度也发现与光相同，这也就是所谓的电磁辐射。雷达送出短暂的电波讯号的程序，称为脉冲程序。雷达的基本作用原理有些相似于声波的回声。唯一与声波测量距离的不同点，在于雷达系统具有一指示器，指示器中包含有一个与电视收像管相同的观察管。此管可将雷达所发出的脉冲及回波，同时显示于其标有距离的基线上。还有其他指示器，使雷达借天线所搜索的资料，制成一个图，从图上立即可以定出目标物的区域距离及方向。因为雷达的作用完全是借电波的反射原理而成，所以必须用频率在1000兆赫到10 000兆赫的类光微波方行。雷达所发射的电波可借抛物面形的反射器，使其成为极度聚焦的波束，这就像探照灯所射出的光束一样。此波束借旋转天线及抛物体形反射器的精密控制，有系统地对空间进行搜索。当波束从目标物反回来时，天线所指的方向，就表示目标物对天线的水平方位角。以角度为单位所表示的水平方位角，通常都显示于指示器上。为了决定目标物与雷达间的距离，雷达的发射脉冲距接收到回波的时间，必须精确测定。因为雷达电波在空中以每秒约30万公里的光速进行，因此在每微秒的时间内，电波行进约为300米。由于雷达脉冲必须从雷达行至目标物，再由目标物回到雷达，但目标物距雷达的距离，为雷达脉冲总行程的一半。约为每微秒l50米。此时间可利用电子束在阴极射线管的屏幕上，以直线扫描指示出。借电子束，以已知变动率（如以每微秒0.01米）作水平偏向，因此电子束打在萤光屏上所留的痕迹，就形成一个时间标度，或直接用尺，来表示。如雷达天线送出一个1微秒长的脉冲，同时指示器的阴极射线管电子束在屏幕上，以每100微秒0.0254米的变动率开始扫描。再假设雷达脉冲在30000米的距离从一飞机反射回天线。当1微秒长的脉冲离开天线的同时，在雷达指示器的左侧也显示出一个0.025厘米长的主脉冲（发射脉冲）。由天线发射的脉冲，到飞机进行了30000米的距离，需时100微秒，然后反回天线也需100微秒。结果微弱的脉冲回波也显示于指示器上，其与主脉冲之间有5厘米的距离，或指示为200微秒。由于脉冲本身有1微秒的长度，所以量度距离时，必须量度两脉冲的前缘间距离。由于回波信号太弱，所以一个单一回波信号显示于指示器，很难被发现。因此回波信号，必须于每秒内，在指示器上重复显示数次，显示的方法是借电子束随天线扫描的速率（通常天线以每分钟15到20转转动）在指示器上扫描而得。雷达无论在平时及战时，都已被广泛的应用。在二次世界大战时使用雷达的目的，只是为了预知敌机的接近。用于预警网的预警雷达，预警雷达天线都是极大的转动抛物面形反射天线，或静止双极矩阵天线。战时雷达的应用很快就被扩展到地面拦截控制，以及高射炮和探照灯的方向控制等。这些所谓的射击控制雷达不仅能察知敌机的所在，并能自动决定高射炮的发射方向及使其发射。由于雷达可度量其与目标物间的距离，当然也可以从飞机上测量距地面的垂直高度。常用的各种脉冲式雷达就可度量一架飞机的高度，供飞行员飞行的参考。然而对很低的高度（低于1000米），因距离太近，脉冲式雷达的回波有与其发射出的主脉冲合并的趋势。因此大多数雷达测高仪都不用脉冲输出，而用等幅调频电波。雷达测高仪的发射天线，送出一垂直无线电波束，此电波的频率连续不断的变化。当信号离开发射天线的瞬间，其信号的频率为某一频率。然后当信号由地反射回到测高仪的接收天线后，因接收机内有一相位鉴别器（或简称为鉴相器），鉴相器可将接收到的回波，与正在发射出的 1 信号频率（或相角）作一比较。因为当回波回到接收天线，已经过了一段时间，当然此时发射天线所发信号的频率，也已改变。利用已知每秒周数的频率偏差，就可决定出电波由发射天线到地，在回到接收天线的时间，因此可计算出飞机距地的高度。关于电波往来所需的时间与相应的高度，事先已经算出，并直接标示在指示器上，所以可以直接从指示器上读出飞机的高度数值。除此之外，雷达还可以用在飞机和船舶的导航，作为某一城市、机场，高山或某一特定点的辨别符号用的雷达指标，都已事先标示于航行图上。

声纳的组成和工作原理

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备,用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标,进行水声对抗,水下战术通信、导航和武器制导、保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。声纳的工作原理是回声探测法。这个方法是在第一次世界大战期间研究出来的。用送入水中的声脉冲探测目标,声脉冲碰到目标就反射回来,返回声源(有所减弱)后被记录下来。如果知道脉冲的往返时间,并且知道超声在水中的传播的速度,就可以很精确地测定出目标的距离。这当然是很有价值的,尤其是在军事上。根据海洋声学的历史记载,意大利物理学家达〃芬奇曾于1490 年写过这样一段话:“如果使船停航,把一根长管的一端插入水中,而另一端贴紧耳朵,则能听到远处的航船。”这实际上是水下被动式声纳设备的雏形。

声纳按其工作方式可分为被动式声纳和主动式声纳,现在的综合声纳兼有以上两种形式。被动式声纳又称为噪声声纳,主要由换能器基阵(由若干个换能器按照一定规律排列组织组合而成)、接火机、显示控制台和电源等组成。当水中、水面目标(潜艇、鱼雷、水面舰艇等)在航行中,其推进器和其他机械运转产生的噪声,通过海水介质传播到声纳换能器基阵时,基阵将声波转换成电信号传送给接收机,经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向。被动式声纳主要搜索来自目标的声波,其特点是隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离远,但不能侦察静止无声的目标,也不能测出目标距离。

主动式声纳又称回声声纳,主要由换能器基阵、发射机、接收机、收发转换装臵、终端显示设备、系统控制设备和电源组成。在系统控制设备的控制下,发射机产生以某种形式调制的电信号,经过发射换能器变成声信号发送出去当声波信号在传播途中遇到目标时,一部分声能被反射回接收换能器再转换成电信号,送入接收机进行放大处理,根据声信号反射回来的时间和频率的高低来判断目标的方位、距离和速度,在终端显示设备上显示出来。主动声纳可以探测静止无声的目标,并能测出其方位和距离。但主动发射声信号容易被敌方侦听而暴露自己,且探测距离短。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种 2 工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

雷达 radar

利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。雷达是英文radar的音译，意为无线电检测和测距。雷达概念形成于20世纪初，在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理，是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。雷达分为连续波雷达 3 和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距，且接收回波是在发射脉冲休止期内，所以接收天线和发射天线可用同一副天线，因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时，雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展（如气象预报、资源探测、环境监测等）和科学研究（天体研究、大气物理、电离层结构研究等）。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

雷达和声纳有什么区别？

雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。

测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

声纳与雷达如何进行敌我识别？ 声纳的最基本原理 水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述入下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

声纳的最基本原理

水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述如下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

什么叫声纳?它有什作用和危害?

水下探测使用“声纳”，这是一种利用声音进行侦察的工具。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的 7 声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

倒车雷达的工作原理：

倒车雷达的主要作用是在倒车时，利用超声波原理，由装臵于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再提示给驾驶者，使停车和倒车更容易、更安全。

倒车雷达系统的组成：1．主机2．显示器3．探头2～8个

倒车雷达产品使用发射和接收一体化超声波探头，采用单片机控制超声波发射，发射的超声波遇到障碍物反射,探头接收反射的超声波送入放大电路进行放大，由单片机进行数据处理，然后送显示器显示障碍物距离和方位。

超声波探头利用压电陶瓷作为换能器件实现超声波的发射和接收。给探头压电陶瓷片施加一定的超音频电信号，压电陶瓷片将电能转换成声能发送超声波。超声波作用于探头压电陶瓷片，压电陶瓷片将声能转换成电信号，微弱的电信号经放大后送电路处理。

PDC（Parking Distance Control）系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设臵雷达侦测器，用以侦测前后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物，或停车时与它车的距离，此装臵除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。PDC是以超音波感应器来侦测出离车最近的障碍物距离，并发出警笛声来警告驾驶者。而警笛声音的控制 8 通常分为两个阶段，当车辆的距离达到某一开始侦测的距离时，警笛声音开始以某一高频的警笛声鸣叫，而当车行至更近的某一距离时，则警笛声改以连续的警笛声，来告知驾驶者。PDC的优点在于驾驶员可以用听觉获得有关障碍物的信息，或它车的距璃。PDC系统主要是协助停车的，所以当达到或超过某一车速时系统功能将会关闭。

三菱电机开发成功车载毫米波雷达MMIC芯片

〖 http://www.xiexiebang.com 2003/06/06 11:17 来源：日经BP社 作者：田野仓保雄 〗

日本三菱电机日前宣布，成功开发出用于车间距离控制系统等的车载毫米波雷达MMIC（单片微波集成电路）芯片组。目前，该芯片组已开始使用于高级车辆，采用电动控制扫描臂取代了此前通过机械性方法左右摆动扫描臂来进行扫描的方式。使用的频带为76GHz。“支持电动臂扫描方式、基于MMIC的76GHz频带芯片组的成功开发，在业界尚属首次”（该公司）。三菱电机在此次开发中，运用了此前在90GHz频带的地球观测卫星毫米波传感器等卫星防卫领域中所形成的MMIC技术。

与机械式相比，电动臂扫描方式可进行高速扫描，并且可确保较高的可信度。例如，扫描速度达到扫描1次仅需1/100万秒。“比如，即使与前行车的相对速度达到150km/小时，进行1次扫描时前行车的移动距离也不会超过1mm”（三菱电机）。

此次开发成功的芯片组共由8枚芯片组成。具体来说，包括用于信息收发天线切换开关的MMIC、5枚用于发送信息的MMIC芯片（76GHz频带放大器、38/76GHz倍频器、38GHz频带放大器、19/38GHz倍频器及19GHz频带放大器）以及2枚接收信息的MMIC芯片（76GHz频带低噪音放大器及用于接收信息的音量调节装臵）。通过组装上述芯片，可构成FMCW（频率调制连续波）及脉冲多普勒等各种方式的毫米波雷达的回路部分。

三菱电机计划在2006年投产该芯片组。该公司表示：“除向其他公司销售外，目前也正在考虑在自己公司投产嵌入有该芯片组的雷达模块”。该芯片组的目标价格为2万日元（约合人民币1250元）以下。

第五篇：雷达技术

浅谈雷达技术

摘要：雷达具有发现目标距离远，测定目标坐标速度快，能全天候使用等特点。因此在警戒、引导、武器控制、侦察、航行保障、气象观察、敌我识别等方面获得广泛应用，成为现代战争中的一种重要电子技术装备。所以，雷达性能的好坏将不可避免的影响战争的胜负。

关键词：雷达

战争

军事应用

一、雷达的概念

“雷达”原意是无线电探测和测距。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

二、雷达的组成与功用

各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器。还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

三、雷达的军事应用

激光扫描方法不仅是军内获取三维地理信息的主要途径，而且通过该途径获取的数据成果也被广泛应用于资源勘探、城市规划、农业开发、水利工程、土地利用、环境监测、交通通讯、防震减灾及国家重点建设项目等方面，为国民经济、社会发展和科学研究提供了极为重要的原始资料，并取得了显著的经济效益，展示出良好的应用前景。低机载LIDAR地面三维数据获取方法与传统的测量方法相比，具有生产数据外业成本低及后处理成本的优点。目前，广大用户急需低成本、高密集、快速度、高精度的数字高程数据或数字表面数据，机载LIDAR技术正好满足这个需求，因而它成为各种测量应用中深受欢迎的一个高新技术。

快速获取高精度的数字高程数据或数字表面数据是机载LIDAR技术在许多领域的广泛应用的前提，因此，开展机载LIDAR数据精度的研究具有非常重要的理论价值和现实意义。在这一背景下，国内外学者对提高机载LIDAR数据精度做了大量研究。

由于飞行作业是激光雷达航测成图的第一道工序，它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定“规范”的基本原则，都要求前一工序的成果所包含的误差，对后一工序的影响应为最小。因此，通过研究机载激光雷达作业流程，优化设计作业方案来提高数据质量，是非常有意义的。器上显示障碍信息。该系统已在两种直升机上进行了试验。

四、雷达的未来发展趋势 这阶段的目标是赶上和缩小与世界雷达技术的差距。1991年的海湾战争既反映了雷达在情报侦察、指挥控制、作战管理效能评估等方面起到的不可替代的作用，同时也反映了雷达受到隐身技术、反辐射导弹、电子干扰、低空飞行器等方面的威胁，未来战争又将是一场多层次、全方位、大纵深、主体覆盖集陆、海、空、天、电为一体的高技术对抗，因此对雷达就提出了更新的要求。

①加速发展正在研究的雷达三超技术（超低副瓣、超宽带、超高分辨）和“四抗”技术（抗干扰、抗反雷达导弹、抗隐身、抗低空入侵），现在在研的超宽带和超低角跟踪技术已用于工程。

②雷达波段向两端扩展，即从米波延长到短波，从微米波扩展到毫米波、红外、可见光波段。

③雷达设计广泛采用计算机技术，使雷达能进行自适应处理控制，雷达内部以及与其它电子设备能进行数字数据传送。

④发展低截获概率雷达，实行分布式雷达新体制和雷达升空升天技术的研究。

五、结束语

经过五十年的艰苦奋斗，雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军，形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时，培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员，培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才，从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。

但我们还应清醒地看到，我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距，在某些领域还相当落后，落后就要挨打，这就要求我们的雷达科研人员牢记自己所肩负的神圣使命，刻苦攻关，发奋努力，研制出具有世界一流水平的雷达装备，为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

参考文献

【1】

《现代军事》

2000年08期 【2】陈俊亮

《雷达信号处理技术》

清华大学出版社 【3】陈志杰 【4】熊辉丰

电子工业出版社 中国宇航出版社 《雷达系统分析与设计》

《激光技术》