雷达原理_第六章-目标距离的测量.ppt

调频法测距原理 对载频进行频率调制是用得很广的展宽连续波雷达频谱的一种技术，定时标志就是变化着的频率。 线性调频：目标回波延迟时间正比于回波信号和发射信号的频率差。在给定的时间范围内发射的频率偏移越大，测量延迟时间的精度就越高，发射频谱也越宽。 由于调频周期T远大于雷达重复周期Tr, 故在每一个调频段中均包含多个脉冲, 如图6.12(c)所示。回波信号频率变化的规律也在同一图上标出以作比较。 虚线所示为回波信号无多卜勒频移时的频率变化, 它相对于发射信号有一个固定延迟td, 即将发射信号的调频曲线向右平移td即可。当回波信号还有多卜勒频移时, 其回波频率如图中6.12 (b)粗实线所示(图中是多卜勒频移fd为正值), 即将虚线向上平移fd得到。 6.2 调 频 法 测 距 图6.12 脉冲调频测距原理 (c) 各主要点波形或频率 由于调频周期T远大于雷达重复周期Tr，所以在每一个调频段中均包含多个脉冲。 6.2 调 频 法 测 距 而A、B、C各段收发信号间的差频分别为 由上面三式可得： 接收机混频器中加上连续振荡的发射信号和回波脉冲串, 故在混频器输出端可得到收发信号的差频信号。设发射信号的调频斜率为μ, 6.2 调 频 法 测 距 即 (6.2.10) (6.2.11) 当发射信号的频率变化了A、B、C三段的全过程后, 每一个目标的回波亦将是三串不同中心频率的脉冲。 经过接收机混频后可分别得到差频FA、FB和FC, 然后按式(6.2.10)和(6.2.11)即可求得目标的距离R和径向速度vr。关于从脉冲串中取出差频F的方法, 可参考“动目标显示”的有关原理。 在用脉冲调频法时, 可以选取较大的调频周期T, 以保证测距的单值性。 这种测距方法的缺点是测量精度较差, 因为发射信号的调频线性不易做得好, 而频率测量亦不易做准确。 脉冲调频法测距和连续波调频测距的方法在本质上是相同的。 6.2 调 频 法 测 距 距离跟踪 ——对运动目标的距离连续测量的过程。 距离跟踪的实现方式 1、人工距离跟踪（手动距离跟踪） ——操纵员通过摇动跟踪手轮，实现对目标距离的连续测量。 6.3 距离跟踪原理 2、半自动距离跟踪 ——操纵员给距离跟踪手轮装订一个速度，使距标自动跟踪匀速运动目标。 3、自动距离跟踪 ——无须人工干预，距标自动跟踪目标运动，并连续给出目标的距离数据。 6.3 距离跟踪原理 距离跟踪标志的主要样式 6.3 距离跟踪原理 6.3 距离跟踪原理 早期雷达多数只有人工距离跟踪。 为了减小测量误差, 采用移动的电刻度作为时间基准。操纵员按照显示器上的画面, 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, 就可以代表目标的距离。 6.3.1 人工距离跟踪 因此关键是要产生移动的电刻度(电指标), 且其延迟时间可准确读出。 常用的产生电移动刻度的方法：锯齿电压波法、相位法、复合法。 （1）锯齿电压法 基本组成 工作过程 改变比较电压EP 比较电路输出 脉冲时间tr改变 延迟脉冲时间改变 6.3 距离跟踪原理 来自定时器的触发脉冲使锯齿电压产生器产生的锯齿电压Et与比较电压Ep一同加到比较电路上, 当锯齿波上升到Et=Ep时, 比较电路就有输出送到脉冲产生器, 使之产生一窄脉冲。 6.3 距离跟踪原理 这个窄脉冲即可控制一级移动指标形成电路, 形成一个所需形式的电移动指标。在最简单的情况下, 脉冲产生器产生的窄脉冲本身也就可以作为移动指标了(例如光点式移动指标)。 当锯齿电压波的上升斜率确定后, 移动指标产生时间就由比较电压Ep决定。要精确地读出移动指标产生的时间tr, 可以从线性电位器上取出比较电压Ep,即Ep与线性电位器旋臂的角度位置θ成线性关系: Ep=Kθ 比例常数K与线性电位器的结构及所加电压有关。 因此, 如果在线性电位器旋臂的转角度盘上按距离分度, 则可以直接从度盘上读出移动指标对准的那个回波所代表的目标距离了。 锯齿电压波法产生移动指标的优点是设备比较简单, 移动指标活动范围大且不受频率限制, 其缺点是测距精度仍嫌不足。精度较高的方法是用相位调制法产生移动指标。 Ep与线性电位器旋臂的角度位置θ成线性关系: Ep=Kθ 6.3 距离跟踪原理 （2）相位调制法 基本组成 工作过程 改变移相电路相移量 移相正弦波初相位改变 延迟脉冲时间改变 6.3 距离跟踪原理 相位调制法：利用正弦波移相来产生移动指标的。