第6章目標(biāo)距離的測(cè)量理解脈沖測(cè)距的根本原理；理解調(diào)頻法測(cè)距的根本原理；了解距離跟蹤原理；主要內(nèi)容及根本要求雷達(dá)如何測(cè)距？〔1〕脈沖法〔2〕調(diào)頻法目標(biāo)距離的測(cè)量6.1脈沖法測(cè)距

6.1.1根本原理R=0.15tR

需要思考的問題！用脈沖的哪里來作為回波到達(dá)時(shí)刻?有何區(qū)別？顯示器熒光屏畫面回波脈沖中心估計(jì)

注意：合回路的作用是什么？6.1.2影響測(cè)距精度的因素誤差種類：〔1〕系統(tǒng)誤差由于測(cè)量工具本身固有誤差、測(cè)量原理本身理論的缺陷、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)人員本身心理生理?xiàng)l件的制約而帶來的測(cè)量誤差．有何特征？〔2〕隨機(jī)誤差即使在完全消除系統(tǒng)誤差這種理想情況下，屢次重復(fù)測(cè)量，仍會(huì)由于各種偶然的、無法預(yù)測(cè)的不確定因素干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差．有何特征？怎么考慮測(cè)距中的誤差？Δc為電波傳播速度平均值的誤差;ΔtR為測(cè)量目標(biāo)回波延遲時(shí)間的誤差。R=0.15tR

〔1〕電波傳播速度變化產(chǎn)生的誤差估算一下傳播速度變化引起的誤差〔2〕因大氣折射引起的誤差

大氣層中電波的折射

〔3〕測(cè)讀方法誤差直接從顯示器上測(cè)量目標(biāo)距離：顯示器熒光亮點(diǎn)直徑，刻度精度，人工測(cè)讀時(shí)的慣性等。自動(dòng)測(cè)距時(shí)的測(cè)量誤差：測(cè)距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)傳遞函數(shù)，噪聲干擾等。測(cè)距精度的理論極限信號(hào)最大值出現(xiàn)的時(shí)延估值式中，E為信號(hào)能量；N0為噪聲功率譜密度；Be為信號(hào)u(t)的均方根帶寬，

時(shí)延估值均方根誤差反比于信號(hào)噪聲比及信號(hào)的均方根帶寬。?雷達(dá)系統(tǒng)?丁鷺飛,張平編

6.1.3距離分辨力和測(cè)距范圍〔1〕距離分辨力：同一方向上兩個(gè)大小相等點(diǎn)目標(biāo)之間最小可區(qū)分距離。d為光點(diǎn)直徑;υn為光點(diǎn)掃掠速度(cm/μs)。距離分辨力估算一下對(duì)于一般雷達(dá)其單值測(cè)距最大范圍是多少？有時(shí)雷達(dá)重復(fù)頻率的選擇不能滿足單值測(cè)距的要求,例如遠(yuǎn)程雷達(dá),這時(shí)目標(biāo)回波對(duì)應(yīng)的距離R為：m為正整數(shù)6.1.4判距離模糊的方法〔1〕多種重復(fù)頻率判模糊設(shè)重復(fù)頻率分別為fr1和fr2,它們都不能滿足不模糊測(cè)距的要求。fr1和fr2具有公約頻率，其為fr。N和a為正整數(shù),常選a=1,使N和N+a為互質(zhì)數(shù)。fr的選擇應(yīng)保證不模糊測(cè)距。用二重復(fù)頻率測(cè)距n1,n2分別為用fr1和fr2測(cè)距時(shí)的模糊數(shù)。或用多重復(fù)頻率測(cè)距方法可以從我國的余數(shù)定理中找到?以三種重復(fù)頻率為例,真實(shí)距離Rc為

Rc≡(C1A1+C2A2+C3A3)mod(m1m2m3)A1,A2,A3分別為三種重復(fù)頻率測(cè)量時(shí)的模糊距離;m1,m2,m3為三個(gè)重復(fù)頻率的比值。常數(shù)C1,C2,C3分別用下面三式表示：C1=b1m2m3mod(m1)≡1 C2=b2m1m3mod(m2)≡1 C3=b3m1m2mod(m3)≡1

b1為一個(gè)最小的整數(shù),它被m2m3乘后再被m1除,所得余數(shù)為1(b2,b3與此類似)。例如:設(shè)m1=7,m2=8,m3=9;A1=3,A2=5,A3=7m1m2m3=504b3=5 5×7×8=280mod9≡1，C3=280b2=7 7×7×9=441mod8≡1，C2=441b1=4 4×8×9=288mod7≡1，C1=288C1A1+C2A2+C3A3=5029Rc≡5029mod504=493τ為距離分辨單元所對(duì)應(yīng)的時(shí)寬?！?〕“舍脈沖〞法判模糊(b)“舍脈沖〞法判模糊6.2調(diào)頻法測(cè)距6.2.1調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距

調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)方框圖三角形波調(diào)制

調(diào)頻雷達(dá)工作原理示意圖有測(cè)距模糊嗎？Tm為數(shù)百分之一秒實(shí)際工作中估計(jì)一下天空的飛機(jī)是否滿足式子?當(dāng)反射回波來自運(yùn)動(dòng)目標(biāo),其距離為R而徑向速度為v時(shí),其回波頻率fr為(前半周正向調(diào)頻范圍)(后半周負(fù)向調(diào)頻范圍)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的特點(diǎn)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是:(1)能測(cè)量很近的距離,一般可測(cè)到數(shù)米,而且有較高的測(cè)量精度。

(2)雷達(dá)線路簡單,且可做到體積小、重量輕,普遍應(yīng)用于飛機(jī)高度表及微波引信等場(chǎng)合。連續(xù)波雷達(dá)的特點(diǎn)：發(fā)射頻譜窄〔減少了無線電干擾，使得相應(yīng)濾波和波形處理簡化〕。峰值功率比平均功率大不了多少。收發(fā)間難以完善隔離。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的主要缺點(diǎn)是:(1)難于同時(shí)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)。如欲測(cè)量多個(gè)目標(biāo),必須采用大量濾波器和頻率計(jì)數(shù)器等,使裝置復(fù)雜，從而限制其應(yīng)用范圍。

(2)收發(fā)間的完善隔離是所有連續(xù)波雷達(dá)的難題。發(fā)射機(jī)泄漏功率將阻塞接收機(jī),因而限制了發(fā)射功率的大小。發(fā)射機(jī)噪聲的泄漏會(huì)直接影響接收機(jī)的靈敏度。6.2.2脈沖調(diào)頻測(cè)距脈沖調(diào)頻測(cè)距原理(a)原理性方框圖組成;脈沖調(diào)頻測(cè)距原理(b)信號(hào)頻率調(diào)制規(guī)律;6.3距離跟蹤原理6.3.1人工距離跟蹤操作員按照顯示器上的畫面，將電刻度對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)回波。電刻度及其在掃掠線上的位置〔1〕鋸齒電壓波法

鋸齒電壓波法產(chǎn)生移動(dòng)指標(biāo)〔2〕相位調(diào)制法相位調(diào)制法產(chǎn)生移動(dòng)指標(biāo)W不低于15KHz6.3.2自動(dòng)距離跟蹤自動(dòng)距離跟蹤簡化方框圖1.時(shí)間鑒別器時(shí)間鑒別器(a)組成方框圖;(b)各點(diǎn)波形注意：比較電路是否一直有輸出？

2.控制器控制器的作用是把誤差信號(hào)uε進(jìn)行加工變換后,將其輸出去控制跟蹤波門移動(dòng),即改變時(shí)延t′,使其朝減小uε的方向運(yùn)動(dòng)。設(shè)控制器的輸出是電壓信號(hào)E,那么其輸入和輸出之間可用下述通常函數(shù)關(guān)系表示:E=K2uε

(6.3.2)uε=K1(t-t′)E=K2uε=K1K2(t-t′)當(dāng)用鋸齒電壓波法產(chǎn)生移動(dòng)指標(biāo)時(shí),下式成立:(6.3.3)將式(6.3.2)代入后得t′=K1K2K3(t-t′)(6.3.4)(6.3.2)E=K2uε=K1K2(t-t′)跟蹤脈沖絕不可能無誤差地對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)回波，這稱為位置誤差.目標(biāo)的距離越遠(yuǎn)(t′較大),跟蹤系統(tǒng)的誤差Δt=t-t′越大。如果控制器采用積分元件,那么可以消除位置誤差,這時(shí)候的工作情況為,輸出E與輸入uε之間的關(guān)系可以用積分表示,(6.3.5)綜合式(6.3.6)uε=K1(t-t′)如果將目標(biāo)距離R和跟蹤脈沖所對(duì)應(yīng)的距離R′代入上式微分得

(6.3.7)

3.跟蹤脈沖產(chǎn)生器

機(jī)電模擬式距離自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)方框圖6.4數(shù)字式