《雷达原理及系统》第6章距离测量.pptVIP

第六章 目标距离的测量 常用方法 距离测量原理 脉冲法、频率法、相位法 第一节 脉冲法测距 工作原理 早期雷达均用使用显示器直接测读目标距离 §6.1.1 基本原理 测量目标回波滞后于主波的时间 现代雷达采用电子设备自动测读回波到达的延迟时间 回波时间定义方法： 回波脉冲前沿作为到达时刻 回波脉冲中心作为到达时刻 回波脉冲中心估计框图 和支路 差支路 系统误差： 随机误差： §6.1.2 影响测距精度的因素 系统各部分固定延迟所带来的误差 偶然因素造成 测距误差的推导 电波传播速度平均值的误差 测量目标回波时延的误差 设备误差 外界误差 误差来源 电波传播速度变化产生的影响： 大气折射引起的误差： 5 测读方法误差： 距离显示器的误差： 刻度误差、亮点直径误差、惯性误差等 大气折射率和高度 αd、αx （模拟），量化误差（数字） 随机误差 距离分辨力： §6.1.3 距离分辨力和测距范围 光点直径d 两个点目标回波的矩形脉冲间的间隔 显示器扫描速度 距离分辨力： 人工测距 电子测距 简单脉冲雷达距离分辨力： 脉冲压缩雷达距离分辨力： 脉冲宽度 雷达信号的有效带宽 τ 同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分距离 测距范围 最小可测距离 雷达可测量的最近目标的距离 最大单值测距范围 最小可测距离 收发隔离 收发开关的切换时间 最大单值测距范围 雷达重复频率不能满足单值测距要求的特殊场合 出现测距模糊 脉冲1 脉冲2 脉冲3 脉冲4 回波1 回波2 回波3 回波4 回波1 回波2 回波3 回波脉冲跨越重复周期数 回波时延跨越脉冲重复周期时，不能直接读取准确时延 多种重复频率判模糊 §6.1.4 判距离模糊的方法 双重频判距离模糊 t1 t2 发射信号1—— fr1 发射信号2—— fr2 tR 保证不模糊测距 或 或 关于多重频测量距离模糊的说明 在多重频的方法中，如果脉冲重复频率为5：6：7 从t=0时刻同时发送，那么发送脉冲在他们的公倍数即3*4*5=60的时候才能又一次的重合，此时新的脉冲重复周期为60 所以扩大的单值距离测量不模糊的范围。同时等效的目标回波距离时间由Tr决定，事实上就是第一个脉冲发送的到达目标后返回的时间，因为两个脉冲串虽然频率不同但是同时发送一个脉冲，到目标的距离是一致的，所以返回的时间是一致的，所以是第一个脉冲对应的回波 习题 第二节 调频法测距 调频法测距可用于连续波雷达，也可用于脉冲雷达。连续发射的信号具有频率调制的标志后即可用以测定目标的距离。 调频连续波雷达组成框图 §6.2.1 调频连续波测距 常用于单一目标测距，如高度表等 产生高频等幅波，频率按线性或正弦规律变化 将回波信号与发射信号混频，输出差频电压 调频法测距原理 发射信号频率 ft 在一定时间T 内线性增加，则回波信号fr 频率和发射信号频率变化相同，只在时间上延迟了tR （回波时延）。 f0 T tR tR f（t） t fb（t） t B：调频带宽 T：调频周期 差拍频率 B 三角形波调制 目标位置固定时 注意与锯齿波调频测距公式比较 目标运动时 频率法测距的误差问题 频率计的精度 差拍信号可以通过FFT变换获得其频谱信息，而幅度最大值对应的频率就是差拍信号频率 栅栏效应使得直接采用FFT所获得的距离谱具有固定的采样间隔ΔR ，从而产生ΔR/2的测距误差，这使得测距雷达在近距离下测量的相对误差较大。 频域测频带来的测距误差 混叠效应、量化误差、泄漏效应与栅栏效应 混叠效应和量化误差是模拟信号数字化过程中引起的 泄漏效应和栅栏效应是离散傅立叶变换所固有的 增加FFT的谱线数量提高频谱分辨率可以削弱泄漏效应和栅栏效应。 增加了采样长度，将增加时间开销 工作原理 §6.2.2 相位法测距 相位差大于360° 测相模糊 距离模糊 目标反射过程中会引入附加相移 测距误差 解距离模糊的主要方法 多频连续波(MFCW)测距 相位编码解距离模糊 双频率相位法测距 第三节 距离跟踪原理 距离跟踪 有哪些信誉好的足球投注网站 截获 跟踪 发现目标 首次测定参数 连续测量 丢失目标 距离跟踪方法 距离跟踪原理 距离跟踪应用： 对目标距离作连续的测量 产生一个时间位置可调的时标（移动刻度或波门），调整其位置，使之在时间上与回波信号重合，然后精确读出时标位置作为目标的距离数据送出。 人工、半自动、自动 火控、警戒 §6.3.1 人工距离跟踪 原理 采用移动的电刻度作为时间基准，操作员按显示器上的画面，将电刻度对准目标回波，从控制器度盘或计数器上读出移动电刻度的准确时延即可代表目标距离。 关键 产生移动的电刻度，且其时延可精确读出。 自动距离跟踪简化框图 §6.3.2 自动距离跟踪 电刻度自动跟踪目标回波，并连续给出目标距离数据 当跟踪脉冲和回波脉冲在