雷达原理习题解答.pdf
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雷达原理习题解答.pdf
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雷达原理习题解答雷达原理习题解答西安电子科技大学信息对抗技术系雷达原理教研组2005.9西安电子科技大学信息对抗技术系雷达原理教研组2005.9雷达原理习题解第一章第一章1-1.解:
目标距离:
6851000103101.510()15022cRmkm波长m1.010310398,多卜勒频率KHzMHzfd10300001.3000径向速度smfVdr/5001021.024,线速度smV/100060cos5001-2.解:
a)KmKmR6.3751.010041maxb)dBkSkSii72.051,511.010minmin1-3.解:
Tr同步器输出调制器输出发射机高放输出接收机高放输出tr混频输出中放输出第二章2-1.解:
重复周期:
msT,平均功率:
r110001WPav2400100031085工作比:
003.010003D2-2.解:
-1-雷达原理习题解对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机,3参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。
2-3.解:
dBcKHzL501010000010lg1012-4.答:
(1)p44图2.18中V2的作用是:
在阴极负高压作用期间,在管腔内产生高功率的电磁振荡,并通过腔内的耦合探针将电磁能输出到腔外;
(2)p47图2.23中VD1的作用是当PFN谐振充电到2倍电源电压后,防止PFN向电源的放电,而保持在2倍电源电压状态;VD2的作用是在PFN放电期间改善其与负载的匹配,并抑制不匹配时产生的振荡;(3)在p45图2.21中若去掉V2,则在C0上可进行正常充电过程,但没有放电开关V2后,只能通过R放电,放电时间过长,且波形很差,微波管可能因连续工作时间过长而损坏,不能正常工作。
2-5.解:
-2-雷达原理习题解充电等效电路R放电等效电路ECCRH2-6.解:
010VPFN特性阻抗:
HcRCLZ500101025106,为匹配放电脉冲宽度:
sLCn942.010102561062.7.解:
谐振充电要求:
HLLchch44.8103105,105103192449匹配放电要求:
等效阻抗,5.1674/670/2nRRHHHLL28105.167.5.16710929充电等效电路Lch放电等效电路E3CCLCLCLRH若重频改为1000Hz,可在Lch后加二极管,或将Lch改为33.76H。
-3-雷达原理习题解2.8解:
a)b)c)ic上升时间siCEtcs15.08010120000100下降时间siCEEtdgd15.08010120070100G1管平均功率WtfiEsrc4321015.06008060000260G2管平均功率WtfiEEsrdg4321015.06008060035260第三章3-1.解:
均按等效噪声温度比较行波管高放:
F=6dB=3.98,Te=(3.981)290K=864.2K参量放大器:
F=1.8dB=1.51,Te=(1.511)290K=147.9K量子放大器:
10K;外噪声TA=300K因此,仅从高放的噪声系数来说:
量子放大器噪声性能最好,参量放大器次之,行波管放大器性能最差。
外噪声功率比行波管内噪声小,比参放和量放的内噪声大。
3-2.解:
329.9101032901038.11.01),/(1.1.0126230FBGkTNFWN-4-雷达原理习题解)(5.2415290329.72901KFTe3-3.解:
无源总损耗,混频器噪声系数729.09.09.09.0102.02cF总噪声系数44.42.010729.01410729.0110729.013729.0122F去掉低噪声高放29.342.0729.014729.0110729.01F3-4.解:
临界灵敏度dBmdBmSi45.1058.1lg106.114min3-5.解:
接收机总噪声系数9478.53.015072.01315072.017.672.012.472.01F内外噪声引起的总噪声系数2581.72903809478.50TTFFA接收机带宽MHzB46.010337.16接收机灵敏度dBmdBmSi76.10532581.7lg1046.0lg10114min3-6.解:
内外噪声引起的总噪声系数429029030TTFFA,KTe87029014接收机带宽MHzB37.110137.16临界灵敏度dBmdBmSi61.1064lg1037.1lg10114min单值测距范围KmfcRr250600210328第四章4-1.解:
X偏转板140V100V300V67sY下偏转板467s-5-雷达原理习题解辉亮1ms4-2.解:
扫略线长度A、B同长,C、D同长,且A、B是C、D的两倍量程A最小,B、C相同,且为A的两倍,D最大,且为A的3倍4-3.解:
X左偏转板X右偏转板Y上偏转板Y下偏转板4-4.解:
(1)发射脉冲扫略线圈电流辉亮信号
(2)扫略线圈电流辉亮信号67s4-5.解:
目标距离KmmsVcmVcmKmR150/100/1010150距离量程KmmsVcmVcmKm300/10/1020150若将量程提高一倍,扫略电压正程时间需提高一倍,斜率降为50V/ms。
4-6.解:
未改改uxug-6-雷达原理习题解4-7.解:
按照57自左下而上、再由上而下用顺序点阵法分解,如图所得序列为下表:
(1为有辉亮,0为无辉亮)序号1234567891011121314151617辉亮01011111001001100181920212223242526272829303132333435100110010010110001按照57自左下而上、再由上而下用程控点阵法分解,如图所得序列为下表:
(1为有辉亮,0为无辉亮)序号增量数+X-X+Y-Y辉亮110010021100113210001411010151001016101101730100183001019410001书写速度:
顺序点阵法每字符固定为35节拍(时钟周期),程控点阵法取决于所写字符,本例中为17节拍(增量数之和),所以较快;存储容量:
顺序点阵法固定为35bit,程控点阵法取决于所写字符,本例中为517=85bit,所需容量较大。
第五章5-1解:
根据雷达方程:
421214224114222241212,44RRRRRAGPRAGPetet5-2解:
-7-雷达原理习题解根据雷达方程:
162,244404040224022RRRAGPRAGPtetett5-3解:
(1)根据RCS的定义:
1222214,4SSRRSS
(2)目标等效球体的总散射功率2214RSSP(3)与入射功率无关,所以不变5-4解:
(1)在自由空间的最大跟踪距离KmR6.631101.041020410104113226max
(2)信标作用距离KmR316228101.04104101021726max1雷达作用距离KmR316228101.0410410121132max2信标跟踪时最大作用距离KmRRR316228,minmax2max1max5-5.解:
虚警时间满足1061039.110236001,1fafafaPBPT虚警数96102.710236001fafaPn由于222TVfaeP,所以737.61039.1ln2ln210faTPV5-6.解:
(1)根据全概率公式:
52.01.04.08.06.0/ABPAPABPAPBP,48.01BPBP
(2)根据条件概率BAPBPABPAPBAP/,,所以-8-雷达原理习题解923.052.08.06.0/BPABPAPBAP5-7.解:
由p137图5.7在时,查得检测因子为11.2dB,在时,查得检测因子为16.3dB;%50,106dfaPP%90,1012dfaPP由p148表5.3,小型歼击机=2m2,大型远程轰炸机=40m2,相差dB01.1320240,检测信噪比增加:
dB91.72.113.1601.13,对检测距离影响:
5767.19775.1491.7dB倍检测距离为:
300Km1.5767=473.01Km。
5-8解:
(1)天线扫描周期s41560,脉冲积累数2043603600n由p137图5.7查得单脉冲检测时,信噪比为15.6dB,由p140图5.10查得,n=20检测因子为5.3dB,对距离改善%90,1012dfaPP%90,1012dPfaPdB575.243.56.15,作用距离为:
Km543103002575.0
(2)天线扫描周期s20360,脉冲积累数100203603600n由p140图5.10查得,n=100检测因子为0.7dB,对距离改善%90,1012dfaPPdB725.347.06.15,作用距离为:
Km707103003725.0(3)SWELLING型起伏时,由p151图5.15查得信噪比附加8dB,相参积累20的改善为13dB,对作用距离影响33.125.14/)813(dB,作用距离为:
Km40033.13005-9.解:
以直视距离Km65.17010010001.4为宜-9-雷达原理习题解5-10.解:
(1)天线口径不变,波长使增益成为eAG24,当波长从10cm变到3.2cm时,增益提高766.92.3102倍,KmR8844766.910041max
(2)按非起伏目标,Pd=0.9,Pfa=10-10由p140图5.10查得,当Pfa=10-6,Pd=0.9时,dBD6.40dBD8.20,距离增加到:
109.145.048.26.4dB倍,KmR9.110109.1100max(3)由于aH2001.480,所以mHa84.282001.4802(4)天线扫描速度提高一倍则脉冲积累数减为10,查p140图5.10得,距离为dBD60923.035.0466.4dB倍,KmR3.92923.0100max5-11.解:
天线增益提高11.113102,最大作用距离0410max732.11008111.11RRR5-12.解:
204.050,理想中频积累达到相同积累效果时需要20个脉冲。
5-13.解:
(1)接收灵敏度dBmdBmSi54.982lg1029029010lg106.1lg10114minKmR6.191101043056.0101041854.94.03289max
(2)输入端信号功率dBmWPr27.941010105.143056.01010427.124.0453286输入端噪声功率dBmdBmBKTA96.1116.1lg10114输入端信噪比dB69.1796.11127.94-10-雷达原理习题解输出端信噪比降低F倍,为dB276.711lg1069.175-14.解:
虚警概率62252107.322eePTVfa,按、m=12dB、非起伏目标,由p137图5.7得。
接收带宽610faP75.0dPMHzB685.010237.16系统噪声系数dBF07.605.429020106.0灵敏度dBmdBmSi57.971207.6685.0lg10114min最大作用距离KmR750101.045042.1710241757.92229max5-15.解:
直视距离Km6.18720010001.4,接收带宽MHzB85625.0106.137.16脉冲积累数7.164003605.1660n,由p140图5.10得非起伏,由p151图5.15得附加7dB,使dBD5.50dBm5.1275.5,接收灵敏度dBmdBmSi4.905.1215lg1085625.0lg10114min不考虑地面反射、大器衰减时的最大作用距离为KmR194101.0415461034104.92228max与直视距离综合后为187.6Km。
仰角为06.06.1872.01sin1,由p157图5.18a得双程衰减2.6dB,平均每公里双程衰减为KmdB/014.06.187/6.2,由p158图5.20按194Km得修正后最大作用距离为160Km。
考虑地面反射后KmKmR313106.11.020010002sin21605max第六章-11-雷达原理习题解6-1.解:
频率计指示:
MHzcRf32300250222测距精度:
mcFR875.1102221035010222656距离分辨力:
mcFR75.31022103501022656发射频率接收频率发-收频差6-2.解:
距离2FcR,式中,,Fc分别为电波传播速度,收发频差,调频斜率测距误差mfcR5.110541010010346386-3.解:
(1)当准确跟踪时,图中A、B、C、D、E五点波形ABCDE
(2)回波脉冲中心滞后两波门中心、且0t/2,图中A、B、C、D、E五点波形-12-雷达原理习题解ABCDE(3)该时间鉴别器的时间误差鉴别特性-3/2-/20/23/2t第七章7-1解:
单向和双向辛克函数方向图中,003602b,其中00,分别是以弧度、度为单位的零点波束宽度;单向高斯函数方向图中,18.15.0a,5.0是半功率波束宽度双向高斯函数方向图中,67.15.0ba,5.0是半功率波束宽度7-2解:
相位法测角的物理基础是:
利用目标回波在不同天线口面的波程差形成的信号相位差,且在一定的条件下,该相位差与回波到达方向成单值影射关系,通过测量相位差可唯一确定目标方向。
最大信号法以接收信号功率最大时的天线波束指向作为目标所在方向;等信号法以相邻波束接收信号功率相等时的天线等波束指向作为目标所在方向,其精度高于最大信号法。
-13-雷达原理习题解7-3解:
理论读数测得的角度应为:
4712.19360602sin36060sin11d两天线测角应为:
8275.20360642sin36064sin11d三天线测角时,长基线无模糊相位应为:
42666360360764int360360int1312131213dd三天线测得角度应为:
7609.193605.3426sin360426sin11d所以三天线测角的精度较高。
7-4解:
天线波束的扫描方法有机械扫描和电扫描方法,机械扫描的优点是:
扫描范围大,扫描控制简单,缺点是:
扫描速度慢,惯性大;电扫描的优点是:
扫描速度快,波束数量、形状、驻留时间等控制灵活,缺点是:
扫描控制复杂。
7-5解:
1、根据无栅瓣条件,每个阵元间距130sin21sin21maxd2、选择9.0d,扫描角为6时,相邻移相器的相移量867.336sin9.0360,采用4位数字移相器时移相器控制数据11,1,0,5.05.22360,modint5.03602360,modint4iiiin,得到各数字移相器控制数据如下表:
-14-雷达原理习题解i01234567891011n(i)0235689111214151扫描角为30时,相邻移相器的相移量16230sin9.0360,得到各数字移相器控制数据如下表:
i01234567891011n(i)071461341121018153、当扫描角为时,0304.430cos128.509.030cos8.505.0Nd7-6解:
图中所示的相邻移相器相位为:
45236024,所以478.14360452sin360sin11d若波束指向角为,则各移相器控制数据分别为:
0,14,12,10;若波束指向角为2,则相邻移相器相移量应为:
142.87484.05.0360478.142sin360d各移相器控制数据分别为:
3,2,1,0,5.05.22360,142.87modintiiini0123n(i)048127-7解:
根据最大作用距离确定雷达的脉冲重复周期:
mscRTr2103300225max波束立体角:
232/232搜索空域立体角:
2924715sin45sin3.57360V-15-雷达原理习题解搜索周期:
0759.165.61310210161.38363sNTVTrs数据率:
01622.065.6111sTD7-8解:
波导波长:
cmag68.76210110212200相邻馈线长度L引起的相移为:
1500360gL,取模后60波束指向角为:
47.19360602sin360sin11d。
7-9解:
相邻馈源的波程差:
ggtgtgdl3.115sec15sec产生的相邻相位差:
468360gl,取模后108波导波长:
cmg68.762101102,馈源间距:
cmdg68.7波束指向角为:
2336068.710810sin360sin11d7-10解:
1、该系统原理是:
利用不同抽头的迟延线形成相移,该相移正好与电波相移一致,合成不同指向的同时多波束。
在图示系统中的3波束指向如下图:
2、当时,需要的相邻相移为:
020,2,1,0,36056.613605.012320sin360nnnd-16-雷达原理习题解30MHz频率的空间波长为10m,电缆波长为:
mg44.425.2/100传播速度为:
881033.125.2/103ccg电缆长度:
ml76.044.436056.61,迟延时间nst7.51033.176.083、形成5个间隔的波束,5路接收延迟线设置如下图。
020A0B0C0D0E0左2左1中右1右2LLLB1C1D14LLLL4LA4B2C2D2E4左2波束=A8+B6+C4+D2+E0LL左1波束=A4+B3+C2+D1+E0B3D3中间波束=A0+B0+C0+D0+E04L3L2L3L4L右1波束=A0+B1+C2+D3+E4右2波束=A0+B2+C4+D6+E8A8B6C4D6E87-11解:
由于目标偏离等信号方向(锥轴方向),在天线扫描过程中,引起目标回波信号振幅受到角度偏离的调制,调制深度取决于偏离角的大小,调制频率与锥扫频率一致,调制初相取决于目标偏离的方向。
-17-雷达原理习题解7-12解:
1误差包络1202V0t2/s2当目标处于位置B,相位鉴别器的方位基准信号采用tssin,仰角基准信号采用tscos,此时天线等信号轴O点将向B点平移运动,直到与B点重合。
第八章8-1解:
fd1sin2vfd-/20/22sin,0DOBAO,当O点为时间零点时,001DvtDvttg,0fc,带入1式得到:
0022sin2cDtfvvfdfd回波频率为02000C2,Dvfkktff0t相干检波器输出为如图所示,包络受多卜勒频率调制的脉冲串8-2解:
-18-雷达原理习题解13350750533610221041052,10203.0103210503.0105.72,/105.736001027Hzfsmvdr2相干视频信号波形5105Hz4ms6s3相干视频信号的振幅谱250Hz333KHz500KHz667KHz8-3解:
1相邻两回波脉冲信号相位差的变化量:
rdrrTTv2226103105.1*23.022221033.022,3.0001.0300898RnscRtmTvRrrr8-4解:
相干检波器输出波形4/rdff4/rdffA显画面trt-19-雷达原理习题解8-5解:
1、,smvr/2558940891041031032102,500103103252HzFd2、,smvr/12558940891041031032102,25001031031252HzFdHzfd500Hzfd25008-6解:
目标多卜勒频率:
sin2.060002sin2rdvf,当从到时,多卜勒频率从0连续变化到00030Hzfd3000030sin2.060002max,当雷达重复频率时,共有Hzfr60050600/30000个盲速点(首点除外),这些方向满足:
50,2,1,01.0sin,sin600006001iiiii8-7解:
盲速和频闪效应均为不满足取样定理条件(多卜勒频率低于脉冲重频一半),因此存在速度(多卜勒频率)测量的多值性。
其中盲速时的多卜勒频率恰为脉冲重频的整数倍。
8-8解:
1相消器输出:
1,0,2/sin2/3.0cos203.0sin)1(3.0sin10nTTnTnTTnnTudrdrdrdrdrr,带入参数:
1,045.1667.1cos3.131300300sin1300300130030023.0cos20nnnnTur-20-雷达原理习题解13.3Vn012345672当,2,1,0,22kkTdr时,频率响应值最大,此时最大值为20V。
8-9解:
1slssnnretjututjnTtrectutuexp,exp,0tjtnTtrectuktutjututjtnTtrectkututjtnTtrectutudnrrtddniccndinrrtInndrrtHexp,exp)(exp,)(exp,1012对相干振荡器定相的目的是消除磁控管振荡器随机性的相位分量n,以便在相位检波过程中保留目标回波中的多卜勒频率。
3如果本振相邻周期间频率变化值Hzfl15,动目标显示范围075km,脉冲重复周期为:
mscRr5.010375225T,引起的相消剩余UU为:
024.02105.0152sin|2sin|3rdT。
8-10解:
1固定目标对消后残留运动目标23由于正交双通道处理避免了强固定目标回波造成的连续盲相所以可观测动目标。
8-11解:
-21-雷达原理习题解在参差T条件下,如果目标的多卜勒频率低于多个脉冲重复频率的最小公倍数,则可以分辨运动目标和固定目标;在均匀T条件下,如果目标的多卜勒频率不是脉冲重复频率的整数倍,则可以分辨运动目标和固定目标。
8-12解:
设输入相参振荡信号和接收机回波信号tsctsr分别为:
rrrrcckctjUtstjUtsexp,exp,krUU,则crcrrcrcrrtkUtQtkUtIsincos,其中dcr,所以crdrcrdrtkUtQtkUtIsin,cos2sin2cos22sin2sin2rdrdcrdrrdrdcrdrTTtkUtQTTtkUtI2sin2rdrTkUU8-13解:
由于正交双通道处理的输出分别为:
ndrrrndrrrttnTtrectkUtQttnTtrectkUtIsin,cos,经过各自的一次相消滤波器后分别为:
nrdrddrrrnrdrddrrrTTttnTtrectkUtQTTttnTtrectkUtI2sin2cos,22sin2sin,2nrrrdrtnTtrectTkUt
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- 雷达 原理 习题 解答
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