雷达原理与目标距离测量：习题解析

"该资源是关于雷达原理的课件，主要涵盖了雷达基本概念、雷达发射机、接收机、显示器、信号处理机等组成部分，以及目标距离、角位置、径向速度和形状的测量方法。此外，还涉及了不同类型的雷达分类和工作方式。" 在雷达原理中，目标距离的测量是一个核心概念。通过发送电磁波并接收反射回波，雷达可以计算目标距离。具体来说，目标到雷达的距离 \( R \) 可以通过脉冲重复间隔 (PRI) 和电磁波往返时间 (tr) 计算，即 \( R = \frac{ct}{2} \)，其中 \( c \) 是光速。如果采用双重复频率消除距离模糊，例如fr1=2000Hz和fr2=2500Hz，通过这两个频率测量的距离分别是7.5km和22.5km，可以通过解方程组找到真实目标距离。 自动距离跟踪系统通常应具备以下特征：能够持续追踪目标距离变化，自动调整雷达参数以保持对目标的最佳探测，并且能够适应目标速度和距离的变化。 测距方法主要包括脉冲法和调频法。脉冲法利用脉冲宽度和发射频率来确定距离，而调频法则通过测量频率的变化来计算距离。例如，对于一个常规脉冲雷达，脉宽为4μs，频率fr=300Hz，光点扫描速度vm=0.05cm/km，光点直径d=0.03cm，收发开杆时间t0=0.1μs，我们可以计算出其距离分辨力和最小探测距离。距离分辨力通常由脉宽决定，而最小探测距离受到雷达系统其他因素的影响。 LFMCW（低频率连续波）雷达用于测距时，要求距离分辨力为0.5m，最大不模糊距离为2km。为了达到这些要求，需要考虑波形的调频非线性度和调制带宽。调频非线性度需低于某一阈值，以确保距离测量的精度，而调制带宽至少应满足分辨力的需求。 雷达的工作频率对其性能有很大影响，不同的频段（如UHF、L、S、C、X、Ku、K、Ka和毫米波等）适用于不同的应用场景。军用雷达根据战术需求分为预警雷达、搜索和警戒雷达、引导和指挥雷达、火控雷达等，而民用雷达则包括气象雷达、航空管制雷达等。 雷达原理涉及了广泛的理论和技术，从基础的电磁波传播到复杂的信号处理和目标识别，这些都是理解雷达系统工作原理和应用的关键。