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多普勒雷達(dá)
多普勒雷達(dá)
多普勒雷達(dá)(多普勒雷達(dá))
多普勒雷達(dá)，就是利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行定位，測(cè)速，測(cè)距等工作的雷達(dá)。所謂多普勒效應(yīng)就是，當(dāng)聲音，光和無(wú)線電波等振動(dòng)源與觀測(cè)者以相對(duì)速度V相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者所收到的振動(dòng)頻率與振動(dòng)源所發(fā)出的頻率有所不同。因?yàn)檫@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(duì)速度V成正比，與振動(dòng)的頻率成反比。
目錄 工作原理 發(fā)展過(guò)程 結(jié)構(gòu)組成 特點(diǎn) 收縮展開(kāi) 工作原理脈沖多普勒雷達(dá)是利用多普勒效應(yīng)制成的雷達(dá)。1842年，奧地利物理學(xué)家C·多普勒發(fā)現(xiàn)波源和觀測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)使觀測(cè)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(dá)的工作原理可表述如下：當(dāng)雷達(dá)發(fā)射一固定頻率的脈沖波對(duì)空掃描時(shí)，如遇到活動(dòng)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(cè)出目標(biāo)對(duì)雷達(dá)的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；根據(jù)發(fā)射脈沖和接收的時(shí)間差，可以測(cè)出目標(biāo)的距離。同時(shí)用頻率過(guò)濾方法檢測(cè)目標(biāo)的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達(dá)從強(qiáng)雜波中分辨出目標(biāo)信號(hào)。所以脈沖多普勒雷達(dá)比普通雷達(dá)的抗雜波干擾能力強(qiáng)，能探測(cè)出隱蔽在背景中的活動(dòng)目標(biāo)。
發(fā)展過(guò)程脈沖多普勒雷達(dá)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(lái)，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(dá)廣泛用于機(jī)載預(yù)警、導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、衛(wèi)星跟蹤、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、靶場(chǎng)測(cè)量、武器火控和氣象探測(cè)等方面，成為重要的軍事裝備。裝有脈沖多普勒雷達(dá)的預(yù)警飛機(jī)，已成為對(duì)付低空轟炸機(jī)和巡航導(dǎo)彈的有效軍事裝備。此外，這種雷達(dá)還用于氣象觀測(cè)，對(duì)氣象回波進(jìn)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(yùn)動(dòng)的分布情況。 機(jī)載火控系統(tǒng)用的主要是脈沖多普勒雷達(dá)。如美國(guó)戰(zhàn)機(jī)裝備的 A P G－68雷達(dá)，代表了機(jī)載脈沖多普勒火控雷達(dá)的先進(jìn)水平。它有18種工作方式，可對(duì)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(jī)在低空飛行時(shí)，還可引導(dǎo)飛機(jī)跟蹤地形起伏，以避免與地面相撞。這種雷達(dá)體積小，重量輕，可靠性高。
結(jié)構(gòu)組成機(jī)載脈沖多普勒雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、伺服系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理機(jī)、雷達(dá)數(shù)據(jù)處理機(jī)和數(shù)據(jù)總線等組成。機(jī)載脈沖多普勒雷達(dá)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(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。脈沖多普勒雷達(dá)通常采用較高以及多種的重復(fù)頻率和多種發(fā)射信號(hào)形式，以在數(shù)據(jù)處理機(jī)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(jī)中對(duì)目標(biāo)坐標(biāo)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步濾波或預(yù)測(cè)。
特點(diǎn)多普勒雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)的一個(gè)區(qū)別在于它的發(fā)射機(jī)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，這種類型的雷達(dá)稱為連續(xù)波或CW雷達(dá)。發(fā)射機(jī)之所以必須一直開(kāi)啟，因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)雷達(dá)，需計(jì)算發(fā)射與接收間的時(shí)間，多普勒雷達(dá)尋找頻率變化。而頻率變化不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，因此發(fā)射機(jī)必須一直處于開(kāi)啟狀態(tài)。 脈沖多普勒雷達(dá)具有下列特點(diǎn)：①采用可編程序信號(hào)處理機(jī)，以增大雷達(dá)信號(hào)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(dá)能在跟蹤的同時(shí)進(jìn)行搜索并能改變或增加雷達(dá)的工作狀態(tài)，使雷達(dá)具有對(duì)付各種干擾的能力和超視距的識(shí)別目標(biāo)的能力；②采用可編程序柵控行波管，使雷達(dá)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(duì)地應(yīng)用中可提供高分辨率的地圖測(cè)繪和高分辨率的局部放大測(cè)繪，在空對(duì)空敵情判斷狀態(tài)可分辨出密集編隊(duì)的群目標(biāo)。
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