关于雷达的论文（优选6篇范文）

　　1981年美国航天飞机SIR-1第一次进入太空,在250km高度利用成像雷达拍摄了地面的图像。这标志着微波遥感技术开始进入实用阶段。根据大气层的传输特性随频率变化的关系,通常的遥感信息都是选择可见光、红外和微波这几个窗口达到传递的目的,微波遥感的核心仍然是得到一张地物的微波波谱图,从中解译出目标的各种特征。文中是搜索整理的关于雷达的论文分享，供大家借鉴参考。

　　关于雷达的论文第一篇：雷达干扰装备和防空雷达的频率与距离偏移量分析

　　摘要：针对雷达干扰装备和防空雷达在协同工作时面临的电磁兼容问题，考虑到雷达干扰装备和雷达的相对位置关系以及不同雷达、不同干扰、不同地形、不同目标距离等多种因素的影响，建立了雷达干扰装备和防空雷达的频率与距离偏移量模型，通过研究为实现两者的电磁兼容提供了基本依据。

　　关键词:雷达干扰装备,防空雷达;频率;距离;偏移量;

　　0 引言

　　雷达干扰装备是防空兵电子防空的主要装备，是陆军防空装备体系的重要组成部分。在组织雷达干扰装备和防空雷达协同工作时，必然要考虑两者间的电磁兼容问题。保证电磁兼容是一项复杂的任务，需要将各种组织方法、技术方法结合起来实现。其中组织方法是在各种类型的发射机和接收机之间划分频带、选择空间位置、发射机功率、接收机灵敏度等，是装备的各项战术技术指标已经固定后指挥和操作人员能够采用的主要方法。实践中，确定雷达干扰装备和防空雷达频率与距离的偏移量，是组织方法中非常重要的问题。计算两者频率与距离的偏移量，就是计算当频率差给定时，应保持的最小距离间隔；或当距离间隔给定时，应保持的最小工作频率差。最终使防空雷达接收机输入端的雷达干扰装备无意干扰功率，小于防空雷达接收机输入端允许的最大干扰功率，则防空雷达和雷达干扰装备能保证电磁兼容；大于防空雷达接收机输入端允许的最大干扰功率，则防空雷达和雷达干扰装备不能保证电磁兼容。

　　1 基本干信比模型

　　当受到雷达干扰装备施放的干扰时，防空雷达接收机输入端的干信比为：

　　PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj (1)

　　式中：Pj为干扰装备的发射功率；Gj为干扰装备天线主瓣方向上的增益；γj为干扰信号对雷达天线的极化系数，一般取γj=0.5;G′t为雷达天线在干扰装备方向上的天线增益；Rj为干扰装备与雷达之间的距离；Δfj为干扰机带宽；Pt为雷达的发射功率；Gt为雷达天线主瓣方向上的增益；σ为目标雷达散射截面积；Rt为目标与雷达之间的距离；Δfr为雷达接收机带宽。

　　若有多个干扰装备干扰功率进入雷达接收机，则干信比为：

　　PrjPrs=∑n=1iPrjnPrs·k (2)

　　式中：i为雷达干扰装备的数量；k为功率合成效率，根据经验，一般取0.8。

　　若干扰有效，则干信比应大于等于压制系数Kj,即：

　　PrjPrs=PjGjPtGt·4πγjσ·G′tGt·R4tR2j·ΔfrΔfj≥Kj (3)

　　压制系数是指雷达发现概率下降到0.1时，雷达接收机输入端所需要的最小干扰信号与雷达回波信号功率之比。即：

　　Kj=Pj/Pr∣∣Pd=0.1 (4)

　　显然，压制系数是干扰信号调制样式，干扰信号质量、接收机响应特性、信号处理方式等的综合性函数。对于常规脉冲雷达、捷变频雷达、频率分集雷达等，干扰压制系数的取值一般为3dB。即当干信比大于3dB时，干扰有效，防空雷达和雷达干扰装备不能保证电磁兼容；当干信比小于3dB时，则干扰无效，防空雷达和雷达干扰装备能保证电磁兼容。

　　2 雷达干扰装备和雷达的相对位置关系

　　在考虑雷达干扰装备和雷达的相对位置关系时，可以按四种方式计算：

　　一是严格按雷达和雷达干扰装备的天线方向图情况进行计算，此种方式在实际操作中较难实现。

　　二是采用简化的天线方向图，文献4给出了常用的两种简化天线方向图，可供计算参考。

　　三是为简化情况，将雷达干扰装备和雷达的相对位置关系分为主瓣对主瓣、主瓣对副瓣、副瓣对副瓣，副瓣对主瓣四种情况。文献7论述了常规、低副瓣、超低副瓣天线的相对副瓣电平和平均副瓣电平取值。文献8给出了常规、低副瓣、极低副瓣、超低副瓣四类天线副瓣电平的定义，指出极高增益天线留给所有副瓣的辐射功率不超过20%,使得相对于各向同性增益的平均副瓣电平小于-7dB。常规天线的平均副瓣电平相对于各向同性增益天线的平均副瓣电平大于-3dB。可以看出，文献9中平均副瓣电平的取值相对文献8的取值偏高，笔者理解是因为文献9按副瓣电平峰值的平均值来取，而文献8是按平均副瓣电平的定义来取值。本文在文献9基础上取-21dB、-16dB分别作为雷达、雷达干扰装备天线相对主瓣的平均副瓣电平进行计算。读者也可根据不同类型装备天线的具体情况进行估值。

　　四是在第三种情况基础上，将尾瓣作为特殊情况进行考虑，按主瓣、副瓣、尾瓣三种类型，雷达干扰装备、雷达装备两两对应，则有九种相对位置关系。

　　3 不同干扰情况分析

　　3.1 不同压制干扰类型带宽的计算

　　对于(3)式中ΔfrΔfj的计算，根据不同压制干扰的类型，可分为以下几种：

　　一是宽带阻塞式干扰。即干扰的频谱宽度远大于雷达接收机的带宽，一般满足：

　　Δfj>5Δfr (5)

　　若雷达在整个工作带宽中采用随机跳频，雷达干扰装备无法掌握雷达固定的频率点，则干扰频带可以覆盖整个雷达的工作频带。

　　二是窄带瞄准式干扰。即干扰的频谱宽度和雷达接收机的带宽在同一量级，一般满足：

　　Δfj =(2～5)Δfr (6)

　　三是窄带扫频式干扰。窄带扫频式干扰具有和窄带瞄准式干扰类似的频谱宽度，但其干扰频谱能够实现快速连续的调谐。

　　四是梳状窄带瞄准式干扰。雷达干扰装备可以采用数字射频存储技术，在侦察、存储多个雷达频率点基础上，发射干扰频谱呈梳状的噪声信号，并减小干扰覆盖的频率总范围，此时ΔfrΔfj的计算可修正为：

　　ΔfrΔfj=ΔfrΔfj·1m (7)

　　3.2 干扰功率谱特性

　　雷达干扰装备在整个工作频率范围内，由于发射机功放器件、天线效率等原因，导致不同频率范围的干扰功率是不一样的。可以用干扰功率谱即单位带宽内的有效干扰功率来表示此特性。由于雷达干扰装备采用的信号干扰带宽一般可以根据侦察信息灵活设置，因此，干扰功率谱特性的值也可随着干扰带宽的不同而变化。

　　3.3 非理想干扰信号对模型的修正

　　对于(3)式的计算，雷达接收机输入端接收到的干扰信号是理想中的高斯噪声。许多干扰机通过在频带上快速扫频产生宽带噪声，通过噪声调频函数使噪声信号随机化，得到全饱和输出，但与高斯噪声相比对雷达的作用效力会降低。可用噪声质量因素来衡量实际干扰信号的质量。噪声质量因素就是理想干扰信号所需的功率Pj0与实际干扰信号所需的干扰功率Pj之比，即：

　　η=Pj0Pj (8)

　　通常用实验方法来确定噪声质量因素。本文取η=0.5即3dB的效力降低进行计算。

　　4 不同雷达情况分析

　　4.1 采用脉冲压缩技术

　　雷达采用脉冲压缩技术后，当所有其他条件都相等时，由于匹配滤波器对宽脉冲的滤波作用，结果压制系数将增大B倍：

　　B=τsτsc·Ko (9)

　　式中，τs为接收机输入端的脉冲信号宽度；τsc为经过脉冲压缩后的脉冲信号宽度；Ko为雷达发射脉冲宽度变宽后引起矩形参数变化的一个系数，可取值为1.5。

　　4.2 脉冲积累

　　脉冲积累分为相干脉冲积累和非相干脉冲积累两种方式。对于脉冲多普勒、合成孔径成像等雷达的处理过程中，采用相干脉冲积累方式，参与积累的脉冲个数为n,由于脉间不相关的噪声累积功率增加n倍，而信号累积功率增加为n2倍，因此n个脉冲相干积累后干信比将减小为原来的k1倍：

　　k1=1n (10)

　　很多传统体制雷达采用的是非相干脉冲积累，所积累的脉冲是包络检波后的视频。非相干脉冲积累的效率比相干脉冲积累低。文献11指出，非相干脉冲积累改善因子等于n0.5,是根据不正确的理论和性能差的显示器得出的。非相干脉冲积累后k1表示为：

　　k1=1nr (11)

　　上式中r可近似取0.8。

　　相干脉冲积累的回波数一般取雷达信号处理的最大脉冲积累处理数，而非相干雷达积累的回波数可表示为：

　　n=θ0.5fpθs (12)

　　式中，θ0.5为雷达天线波瓣宽度；fp为脉冲重复频率；θs为天线扫描速度。

　　4.3 雷达接收机归一化频响特性

　　当雷达接收机没有接收到在频率上完全匹配的信号时，其接收机对于不同频率的信号具有不同响应特性，可用归一化后的输出值k(Δf)描述此特性。不同的雷达接收机具有不同的归一化频响特性，若考虑到此特性时，则干信比将乘以k(Δf)值。文献3分析了典型的低本振雷达接收机归一化频响特性。实际中，可对每部雷达的接收机归一化频响特性进行测量，得出雷达干扰装备和雷达频率偏移量Δf和k(Δf)的对应关系，并采用插值的方法进行计算。考虑到雷达工作频率落在干扰带宽内外两种情况，Δf的取值方法为：

　　Δf=0fj-Δfj/2≤fr≤fj+Δfj/2(fj-Δfj/2)-frfr<fj-Δfj/2(fj+Δfj/2)-frfr>fj+Δfj/2 (13)

　　式中，fj为干扰中心频率；fr为雷达工作频率；Δfj为干扰带宽。

　　5 地形情况的分析

　　以上考虑为雷达干扰装备和雷达接收机处于通视范围内，通视距离由下式计算：

　　Dzs=4.12×(h1+h2) (14)

　　式中，Dzs为最大通视距离，单位为km, h1为雷达干扰装备天线高度，单位为m, h2为雷达接收机天线高度，单位为m。

　　直视区半径R1=0.8Dzs。若配置距离大于R1,则雷达接收机处于干扰装备发射的无线电半阴影区、阴影区或电离层反射区，则干信比还需考虑无线电半阴影区、阴影区衰减和接收机处于电离层反射区时的传播衰减等因素，限于篇幅，本文主要分析雷达和雷达干扰装备在直视区半径范围内的情况。

　　6 目标距离的分析

　　计算时，雷达的目标距离一般取雷达对典型目标的最大作用距离，即考虑电磁兼容配置时，以不对雷达的最大作用距离造成影响为前提进行计算。也可根据防空系统对雷达作用的要求，使其作用距离满足射击条件即可。目标距离的取值满足最大开火距离，即可保证火力系统正常射击。最大开火距离根据雷达所配属的不同防空火力系统需求确定。

　　7 结束语

　　本文对雷达干扰装备和防空雷达的频率与距离偏移量进行了计算和分析，由于考虑了雷达干扰装备和雷达的相对位置关系、不同干扰情况、不同雷达情况、地形情况、目标距离情况等多种因素的影响，因此计算的结果能反映出实际效果，对于分析雷达干扰装备和防空雷达的电磁兼容问题具有一定参考和应用价值。

　　参考文献

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　　关于雷达的论文第二篇：CINRADSA型天气雷达在线标定告警的分析

　　摘要：阐述CINRAD/SA型天气雷达在线标定是对雷达运行状态监控的指标，包括实时监控雷达接收机、发射机、伺服天线。通过对雷达在线标定告警的分析，可以及时发现和解决雷达的问题。

　　关键词:天气雷达;在线标定;状态监控;

　　Abstract：This paper expounds that CINRAD/SA Weather Radar on-line calibration is an index for monitoring radar operation status, including real-time monitoring radar receiver, transmitter and servo antenna. Through the analysis of radar online calibration alarm, the problems of radar can be found and solved in time.

　　0 引言

　　我国新一代天气雷达是一个采用多普勒技术探测、处理、生成并显示雷达天气数据的应用系统，目前布网以CINRAD/SA型为主流，它继承了美国WSR-88D雷达的成熟设计思路，采用雷达参数在线实时标定和离线检测技术，具有稳定、抗干扰等优点。其中，在线标定是它的一大特色，标定的参数来自雷达各个分系统，有的参数直接通过传感器和取样电路获得，有的参数通过软件程序获得。

　　1 雷达在线标定告警与故障

　　CINRAD/SA型雷达在线标定时，测试通道利用多种测试信号对雷达信号的增益、噪声进行标校和检测，以便及时发现雷达信号的变化。如果检测到系统增益有变化，即便是1、2d B的变化，雷达的自动标校功能也会在下一个体扫前调整雷达SYSCAL值，补偿这种变化，如果这种变化过大，系统会发出告警提示，提示有告警代码及告警信息，此时应及时检查维修、排除故障。

　　雷达在线标定与告警分析对故障的锁定与排除有着重要意义。雷达出现标定告警时，通过分析告警信息、观察故障现象、检查状态文件，综合分析故障情况、判断故障范围，最终锁定故障目标解决故障，这是雷达保障工作中的关键技术。同时，判断雷达的故障思路不能定式化，不能凭故障现象和报警名称就断定故障点，需要了解信号流程进行综合分析。

　　2 告警分析个例

　　2.1 发射机故障个例

　　2018年7月沧州市CINRAD/SA新一代天气雷达在线标定出现告警，告警信息见表1，同时雷达停止运行，没有回波图。

　　首先重启RDA软件及电脑排除软件故障，未能解决。结合信号流程分析在线标定出现的告警信息，考虑接收机或发射机信号通道出现故障。分别查看CW信号、KD信号与RFD信号。CW信号正常，KD信号与RDF信号实测值与期望值误差都为-34d B,远大于1d B的标准范围。

　　图1 告警信息及代码 

　　KD与RFD两项标定是雷达保障工作中经常接触到的雷达测试信号，KD是发射机速调管射频输出的高功率射频测试信号，其采样点在地物杂波抑制速调管输出的波导耦合端,RFD是来自发射机脉冲整形器3A5的速调管激励测试信号，其采样点在发射机脉冲形成器3A5输出的耦合端，信号采样点如图1所示。

　　图2 信号采样点  

　　两路信号由发射机送到接收机，其信号工作流程如图2所示。RFD测试信号直接送入四位开关，KD测试信号一路通过四路功分器、微波延迟线之后也送入4位开关，另一路送入接收机保护器。送入4位开关的信号，进入RF数控衰减器，通过电缆送到接收机保护器的J3耦合端，然后通过无源限幅器、低噪声放大器送回接收机，经过预选滤波器，混频放大器，匹配滤波器等，送到了A/D高速采集模块，再通过光纤送到5A18数字变频转换组合、5A16信处I/O转换盒，最终送进信号处理器显示结果。

　　图3 信号工作流程  

　　依据以上信号流程，先对接收机系统进行测试。使用RDA软件测试动态范围，动态范围为91d B,数值正常。关闭发射机做相位噪声测试，测试数值为滤波前相位噪声23d B,滤波后-39d B,测试结果正常。以上测试证明频率源、接收机保护器、数控衰减器等部件工作正常，它们的控制信号也没有问题，暂时认为接收机通道工作正常。

　　继续分析，将故障目标定位于发射机。启动发射机做相位噪声测试，滤波前后的测量数值都是-45d B左右，偏离了正常值。初步判断故障存在于发射机部位。使用示波器对发射机各部件进行检测。在测量过程中，3A5的输出点波形没有功率，结合之前的测量数值与信号流程（图1），将怀疑点锁定在3A4与3A5。进一步测量该两部分，发现3A4有正常的输入波形却没有输出，判断问题出在3A4身上。对3A4的输入功率以及供电进行测量，在使用万用表测量供电时发现其固态放大器所需40V供电为0V，使用备件替换40V低压电源后故障排除、标定正常，雷达恢复运行。

　　2.2 接收机故障个例

　　2019年4月沧州市CINRAD/SA新一代天气雷达在线标定出现告警，告警代码为486与533，其告警信息参见表1。雷达可继续运转但告警不消，雷达图明显失真。结合信号流程分析在线标定出现的告警信息，考虑接收机或发射机信号通道出现故障。分别查看CW信号、KD信号与RFD信号。CW与RFD信号正常，KD信号的误差达到了40d B。

　　对接收机部位进行测试。使用RDA软件测试动态范围，动态范围偏离正常值20d B以上。使用功率计测量接收机通道的输入输出功率，发现输入正常，输出异常。判断问题出在接收机部位上。

　　标定、测试异常时，故障点不一定是接收机本身，可能是其中的某个器件，需要使用仪器进行细节定位。按照以上思路用示波器、万用表等对接收机各部件进行检测，发现接收机保护器测量数值小了23个d B，断定问题出在接收机保护器身上。使用万用表测量接收机保护器驱动模块，结果正常。用示波器检测保护器的隔离度，发现波形异常，隔离度不够。再次用万用表测量接收机保护器的二极管，发现一侧正常，另一侧已被击穿。由于接收机保护器具有整体性，只能更换接收机保护器，更换后告警消失，雷达图正常。

　　3 结语

　　新一代天气雷达的在线标定是其先进之处，以上两个案例，雷达技术保障人员利用CINRAD/SA型天气雷达在线标定告警及时发现问题，结合信号工作流程深入分析，按照分析结果循序定位故障点，及时解决了问题隐患。对在线标定告警的分析研究，能够缩短故障维修时间，达到事倍功半的效果，使天气雷达在灾害性天气的检测与预警中发挥巨大作用，更好地为社会服务。

　　参考文献

　　[1]中国新-代多普勒天气雷达CINRAD/SA用户手册[M]北京:北京敏视达雷达有限公司,2004.

　　[2]潘新民，王全周,崔炳俭黄跃青,胡斌CINRADSA/SB型新-代天气雷达故障快速定位方法[J]. 气象与环境科学.2013,36(01):71-75.