2025年大學(xué)《軍事海洋學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題4分，共20分）1.距離分辨率2.角度分辨率3.探測(cè)概率（Pd）4.虛警概率（Pf）5.海雜波二、填空題（每空2分，共20分）1.艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)通常需要工作在頻段，以減少海雜波和大氣雜波的干擾。2.影響雷達(dá)探測(cè)距離的主要因素除了雷達(dá)本身的功率、天線增益和接收機(jī)靈敏度外，還有目標(biāo)和雷達(dá)之間的和目標(biāo)雷達(dá)截面積（RCS）。3.在軍事海洋學(xué)中評(píng)估艦載導(dǎo)彈雷達(dá)性能，必須考慮海浪引起的和艦船自身的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)對(duì)雷達(dá)波束穩(wěn)定性的影響。4.脈沖雷達(dá)通過(guò)測(cè)量來(lái)確定目標(biāo)的距離。5.相控陣?yán)走_(dá)相比傳統(tǒng)機(jī)械掃描雷達(dá)，具有更快的和更好的抗干擾能力。6.艦載雷達(dá)在海上工作時(shí)，除了自然電磁環(huán)境干擾外，還需考慮來(lái)自其他電子設(shè)備產(chǎn)生的的影響。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述雷達(dá)的基本工作原理。2.闡述海雜波對(duì)艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)性能的主要影響。3.列舉至少三種艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)在海上工作面臨的主要挑戰(zhàn)。4.解釋什么是雷達(dá)距離-多普勒（R-D）處理技術(shù)及其在目標(biāo)檢測(cè)中的作用。5.簡(jiǎn)述艦載雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的主要有哪些。四、計(jì)算題（共15分）已知某艦載導(dǎo)彈火控雷達(dá)工作在X波段（f=8-12GHz），發(fā)射脈沖寬度τ=1μs，天線增益G=30dB，在平靜海面（σ°≈0dB）上對(duì)距離R=100km的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。假設(shè)雷達(dá)發(fā)射功率P_t=1kW，接收機(jī)噪聲溫度T_r=300K，系統(tǒng)損耗L=3dB，目標(biāo)雷達(dá)截面積RCS=1m2，信號(hào)處理增益為20dB。請(qǐng)計(jì)算：（1）該雷達(dá)在平靜海面上對(duì)該目標(biāo)的信號(hào)噪聲功率比（SNR）。（10分）（2）若海雜波強(qiáng)度為-70dBW/m2/Hz，該雷達(dá)在平靜海面上探測(cè)該目標(biāo)的最低可探測(cè)信號(hào)功率是多少？（假設(shè)海雜波帶寬與雷達(dá)工作帶寬相同）（5分）五、論述題（25分）結(jié)合軍事海洋環(huán)境的特性，論述艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)的復(fù)雜性，并分析在惡劣海況（如大浪、海霧）下，應(yīng)從哪些方面考慮評(píng)估雷達(dá)的性能，并提出至少兩種可能的技術(shù)或策略來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，以維持或提升導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能。試卷答案一、名詞解釋1.距離分辨率：指能夠區(qū)分的兩個(gè)點(diǎn)目標(biāo)在距離方向上的最小間隔。其理論值為雷達(dá)波束在傳播方向上的寬度所對(duì)應(yīng)的距離，通常與脈沖寬度或信號(hào)帶寬有關(guān)。*解析思路：考察對(duì)雷達(dá)分辨率基本概念的理解，特別是距離分辨率定義及其影響因素（脈沖寬度/帶寬）。2.角度分辨率：指雷達(dá)能夠區(qū)分的兩個(gè)點(diǎn)目標(biāo)在空間（角度）方向上的最小夾角。其理論值與雷達(dá)天線孔徑或波束寬度有關(guān)。*解析思路：考察對(duì)角度分辨率定義及其影響因素（天線孔徑/波束寬度）的理解。3.探測(cè)概率（Pd）：在存在目標(biāo)且目標(biāo)處于有效探測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，雷達(dá)成功探測(cè)到目標(biāo)的可能性。它反映了雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的能力。*解析思路：考察對(duì)雷達(dá)性能指標(biāo)“探測(cè)概率”定義的理解，強(qiáng)調(diào)其與目標(biāo)存在性的前提。4.虛警概率（Pf）：在不存在目標(biāo)時(shí)，雷達(dá)錯(cuò)誤地探測(cè)到目標(biāo)（即發(fā)出虛警）的可能性。它反映了雷達(dá)工作的可靠性。*解析思路：考察對(duì)雷達(dá)性能指標(biāo)“虛警概率”定義的理解，強(qiáng)調(diào)其與目標(biāo)不存在性的前提。5.海雜波：由海面波浪對(duì)雷達(dá)電磁波的反射、散射和繞射等綜合效應(yīng)在雷達(dá)接收機(jī)中形成的強(qiáng)背景信號(hào)。它是艦載雷達(dá)在海上工作時(shí)的主要干擾源。*解析思路：考察對(duì)軍事海洋學(xué)中特有干擾源“海雜波”的基本概念和來(lái)源的理解。二、填空題1.射頻/微波*解析思路：為了有效探測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)并穿透大氣層，艦載導(dǎo)彈雷達(dá)通常工作在射頻或微波頻段。2.相對(duì)距離*解析思路：雷達(dá)探測(cè)距離不僅取決于自身參數(shù)和目標(biāo)RCS，更直接取決于目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離。相對(duì)距離的變化是影響探測(cè)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。3.平臺(tái)抖動(dòng)/波束抖動(dòng)*解析思路：海浪和艦船自身的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致艦載平臺(tái)的抖動(dòng)，進(jìn)而引起雷達(dá)波束在空間中的快速、無(wú)規(guī)則擺動(dòng)，嚴(yán)重降低跟蹤精度和探測(cè)穩(wěn)定性。4.脈沖往返時(shí)間（TimeofFlight,ToF）*解析思路：脈沖雷達(dá)通過(guò)發(fā)射脈沖信號(hào)，測(cè)量該脈沖信號(hào)從發(fā)射到被目標(biāo)反射回來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間，再乘以光速的一半，從而精確計(jì)算目標(biāo)的距離。5.波束掃描速度/快速掃描*解析思路：相控陣?yán)走_(dá)通過(guò)電子控制相位來(lái)快速改變波束指向，其掃描速度遠(yuǎn)高于機(jī)械掃描雷達(dá)，這使得它能更快地覆蓋搜索區(qū)域或鎖定目標(biāo)。6.有意干擾/電子干擾*解析思路：在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，艦載雷達(dá)除了受自然電磁環(huán)境（如大氣衰減）影響外，還常常面臨敵方或友方的有意電子干擾，這會(huì)嚴(yán)重影響其正常工作。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述雷達(dá)的基本工作原理。*解析思路：要求學(xué)生能夠概述雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的基本過(guò)程：發(fā)射電磁波->電磁波遇到目標(biāo)后反射->接收反射回來(lái)的回波信號(hào)->通過(guò)處理回波信號(hào)獲取目標(biāo)信息（距離、速度、角度等）。2.闡述海雜波對(duì)艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)性能的主要影響。*解析思路：要求學(xué)生說(shuō)明海雜波作為一種強(qiáng)背景干擾，會(huì)淹沒(méi)弱小目標(biāo)回波，降低雷達(dá)的探測(cè)距離；在高海況下，雜波譜展寬會(huì)降低距離分辨率；雜波的閃爍和起伏會(huì)干擾目標(biāo)跟蹤。3.列舉至少三種艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)在海上工作面臨的主要挑戰(zhàn)。*解析思路：要求學(xué)生結(jié)合軍事海洋環(huán)境和艦載平臺(tái)特點(diǎn)，列舉具體挑戰(zhàn)，如：強(qiáng)海雜波干擾、海浪和平臺(tái)運(yùn)動(dòng)引起的波束抖動(dòng)、大氣（霧、雨、雪）衰減和雜波、艦船自身電磁輻射的干擾（電磁兼容）、平臺(tái)空間和功率限制等。4.解釋什么是雷達(dá)距離-多普勒（R-D）處理技術(shù)及其在目標(biāo)檢測(cè)中的作用。*解析思路：要求學(xué)生解釋R-D處理技術(shù)的基本原理（利用脈沖雷達(dá)的測(cè)距和測(cè)速能力，通過(guò)發(fā)射不同重復(fù)頻率的脈沖序列，利用多普勒效應(yīng)區(qū)分運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和無(wú)源雷達(dá)干擾/雜波）。其作用在于提高雷達(dá)在強(qiáng)雜波（特別是地雜波和海雜波）環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤能力，有效分離目標(biāo)信號(hào)和干擾信號(hào)。5.簡(jiǎn)述艦載雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的主要有哪些。*解析思路：要求學(xué)生列舉衡量雷達(dá)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，通常包括：探測(cè)距離（最大/最?。?、跟蹤精度（距離、角度）、探測(cè)概率（Pd）、虛警概率（Pf）、穩(wěn)定性和可靠性、抗干擾能力、工作方式、信號(hào)/雜波處理能力等。四、計(jì)算題（1）計(jì)算雷達(dá)在平靜海面上對(duì)該目標(biāo)的信號(hào)噪聲功率比（SNR）。*解析思路：首先根據(jù)雷達(dá)方程推導(dǎo)SNR的表達(dá)式。SNR=(P_t*G^2*λ^2*σ)/((4π)^3*R^4*k*T_r*B*L)，其中P_t是發(fā)射功率，G是天線增益，λ是波長(zhǎng)，σ是目標(biāo)RCS，R是距離，k是玻爾茲曼常數(shù)，T_r是接收機(jī)噪聲溫度，B是接收機(jī)帶寬，L是系統(tǒng)損耗。已知f=8-12GHz，取f=10GHz，λ=c/f。將所有已知參數(shù)（包括單位換算，如功率kW轉(zhuǎn)為W，增益dB轉(zhuǎn)為線性值，距離km轉(zhuǎn)為m）代入公式計(jì)算即可得到SNR值（通常以dB表示）。*計(jì)算步驟：①求λ=3e8m/s/1e10Hz=0.03m；②求G=10^(30/10)=1000；③求λ^2=(0.03)^2=9e-4m^2；④代入數(shù)值計(jì)算SNR=(1e3*1000^2*9e-4*1)/((4π)^3*(1e5)^4*1.38e-23*300*(1e6)*3)=[9e6*1e6]/[1.33e16*4.14e-17*3e8]=[9e12]/[1.64e-8*3e8]=9e12/4.92e1=1.82e11。換算為dB，SNR_dB=10*log10(1.82e11)≈110.6dB。*(注：此為理論推導(dǎo)步驟，實(shí)際代入計(jì)算需更精確處理單位和常數(shù))*（2）計(jì)算最低可探測(cè)信號(hào)功率。*解析思路：最低可探測(cè)信號(hào)功率（P_min）等于雷達(dá)系統(tǒng)噪聲功率與雜波功率之和的門檻值。系統(tǒng)噪聲功率P_noise≈k*T_r*B*L/G。在信噪比等于0（或門限時(shí)）有P_min+P_noise=P_clutter。因此，P_min=P_clutter-P_noise。已知P_clutter=-70dBW/m2/Hz，P_noise已在（1）中部分計(jì)算（或根據(jù)公式直接計(jì)算），將雜波功率和噪聲功率相減即可得到P_min。注意單位統(tǒng)一（dBW或dBm）。*計(jì)算步驟：①P_noise=1.38e-23J/K*300K*1e6Hz*3dB/1000=1.244e-19W*3/1000=3.732e-23W=-187dBW。②P_min=-70dBW-(-187dBW)=-70+187=117dBW。*(注：此為簡(jiǎn)化的理論計(jì)算，實(shí)際計(jì)算需更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯挝粨Q算和常數(shù)精度)*五、論述題結(jié)合軍事海洋環(huán)境的特性，論述艦載導(dǎo)彈雷達(dá)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)的復(fù)雜性，并分析在惡劣海況（如大浪、海霧）下，應(yīng)從哪些方面考慮評(píng)估雷達(dá)的性能，并提出至少兩種可能的技術(shù)或策略來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，以維持或提升導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能。*解析思路：此題要求學(xué)生具備較高的綜合分析能力。首先，要論述軍事海洋環(huán)境（特別是海雜波、海浪、艦船運(yùn)動(dòng)、大氣條件）對(duì)艦載導(dǎo)彈雷達(dá)性能（探測(cè)距離、精度、穩(wěn)定性和可靠性）的復(fù)雜影響，說(shuō)明為何性能評(píng)價(jià)不能脫離具體環(huán)境。其次，針對(duì)惡劣海況（大浪導(dǎo)致強(qiáng)雜波和波束抖動(dòng)，海霧導(dǎo)致信號(hào)衰減和雜波增強(qiáng)），明確