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多普勒雷達
多普勒雷達
多普勒雷達(多普勒雷達)
多普勒雷達，就是利用多普勒效應(yīng)進行定位，測速，測距等工作的雷達。所謂多普勒效應(yīng)就是，當(dāng)聲音，光和無線電波等振動源與觀測者以相對速度V相對運動時，觀測者所收到的振動頻率與振動源所發(fā)出的頻率有所不同。因為這一現(xiàn)象是奧地利科學(xué)家多普勒最早發(fā)現(xiàn)的，所以稱之為多普勒效應(yīng)。由多普勒效應(yīng)所形成的頻率變化叫做多普勒頻移，它與相對速度V成正比，與振動的頻率成反比。
目錄 工作原理 發(fā)展過程 結(jié)構(gòu)組成 特點 收縮展開 工作原理脈沖多普勒雷達是利用多普勒效應(yīng)制成的雷達。1842年，奧地利物理學(xué)家C·多普勒發(fā)現(xiàn)波源和觀測者的相對運動會使觀測到的頻率發(fā)生變化，這種現(xiàn)象被稱為多普勒效應(yīng)。 脈沖多普勒雷達的工作原理可表述如下：當(dāng)雷達發(fā)射一固定頻率的脈沖波對空掃描時，如遇到活動目標(biāo)，回波的.頻率與發(fā)射波的頻率出現(xiàn)頻率差，稱為多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率的大小，可測出目標(biāo)對雷達的徑向相對運動速度；根據(jù)發(fā)射脈沖和接收的時間差，可以測出目標(biāo)的距離。同時用頻率過濾方法檢測目標(biāo)的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達從強雜波中分辨出目標(biāo)信號。所以脈沖多普勒雷達比普通雷達的抗雜波干擾能力強，能探測出隱蔽在背景中的活動目標(biāo)。
發(fā)展過程脈沖多普勒雷達于20世紀(jì)60年代研制成功并投入使用。20世紀(jì)70年代以來，隨著大規(guī)模集成電路和數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，脈沖多普勒雷達廣泛用于機載預(yù)警、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、衛(wèi)星跟蹤、戰(zhàn)場偵察、靶場測量、武器火控和氣象探測等方面，成為重要的軍事裝備。裝有脈沖多普勒雷達的預(yù)警飛機，已成為對付低空轟炸機和巡航導(dǎo)彈的有效軍事裝備。此外，這種雷達還用于氣象觀測，對氣象回波進行多普勒速度分辨，可獲得不同高度大氣層中各種空氣湍流運動的分布情況。 機載火控系統(tǒng)用的主要是脈沖多普勒雷達。如美國戰(zhàn)機裝備的 A P G－68雷達，代表了機載脈沖多普勒火控雷達的先進水平。它有18種工作方式，可對空中、地面和海上目標(biāo)邊搜索邊跟蹤，抗干擾性能好，當(dāng)飛機在低空飛行時，還可引導(dǎo)飛機跟蹤地形起伏，以避免與地面相撞。這種雷達體積小，重量輕，可靠性高。
結(jié)構(gòu)組成機載脈沖多普勒雷達主要由天線、發(fā)射機、接收機、伺服系統(tǒng)、數(shù)字信號處理機、雷達數(shù)據(jù)處理機和數(shù)據(jù)總線等組成。機載脈沖多普勒雷達通常采用相干體制，有著極高的載頻穩(wěn)定度和頻譜純度以及極低的天線旁瓣，并采取先進的數(shù)字信號處理技術(shù)。脈沖多普勒雷達通常采用較高以及多種的重復(fù)頻率和多種發(fā)射信號形式，以在數(shù)據(jù)處理機中利用代數(shù)方法，并可應(yīng)用濾波理論在數(shù)據(jù)處理機中對目標(biāo)坐標(biāo)數(shù)據(jù)作進一步濾波或預(yù)測。
特點多普勒雷達與傳統(tǒng)雷達的一個區(qū)別在于它的發(fā)射機一直處于開啟狀態(tài)，這種類型的雷達稱為連續(xù)波或CW雷達。發(fā)射機之所以必須一直開啟，因為它不像傳統(tǒng)雷達，需計算發(fā)射與接收間的時間，多普勒雷達尋找頻率變化。而頻率變化不會持續(xù)很長時間，因此發(fā)射機必須一直處于開啟狀態(tài)。 脈沖多普勒雷達具有下列特點：①采用可編程序信號處理機，以增大雷達信號的處理容量、速度和靈活性，提高設(shè)備的復(fù)用性，從而使雷達能在跟蹤的同時進行搜索并能改變或增加雷達的工作狀態(tài)，使雷達具有對付各種干擾的能力和超視距的識別目標(biāo)的能力；②采用可編程序柵控行波管，使雷達能工作在不同脈沖重復(fù)頻率，具有自適應(yīng)波形的能力，能根據(jù)不同的戰(zhàn)術(shù)狀態(tài)選用低、中或高三種脈沖重復(fù)頻率的波形，并可獲得各種工作狀態(tài)的最佳性能；③采用多普勒波束銳化技術(shù)獲得高分辨率，在空對地應(yīng)用中可提供高分辨率的地圖測繪和高分辨率的局部放大測繪，在空對空敵情判斷狀態(tài)可分辨出密集編隊的群目標(biāo)。
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