——工作波长
Pr min——接收机门限功率
0——物标有效散射面积（雷达截面积）
2、雷达最大探测范围：标准大气压下，雷达波正常折射 雷达可以探测到的最大距离。
计算公式
R max = 2.23（ h1 + h2 ） （n mile）
h1
Antenna radar horizon Target radar horizon
显示器要求。
V 几十V
6、显示器：平面位置显示器（PPI）。显示与测量目标，目标 回波按目标的实际距离和方位显示在荧光屏上； 且配有测量系统供随时测量。
7、雷达电源：把船电变成雷达所需的中频交流电。 400 ~ 2000 Hz
二、船用雷达单元构成：
1、三单元雷达： 收发机（触发电路、发射机、接收机、收发开关） 显示器、天线、中频电源
六、测方位精度
1、影响因素
水平波束宽度 方位同步系统误差 船首标志线的宽度和精度 方位测量设备的误差 船舶摇摆倾斜导致的误差 光点尺寸；视差；罗经航向误差
2、性能标准要求
测量位于屏边缘的目标回波，误差不能超过1； 船首线误差不能超过1；船首线宽度不大于0.5
第五节 雷达假回波
一、间接反射假回波
船上或陆地上的强反射体做为二次辐射源， 在荧屏上形成的假回波
周期T （=1/F）> 根据量程需要选择时间基准 随量程改变：近量程，高F；远量程，低F
4、发射功率：指峰值功率，一般3~75 kW
1）峰值功率 Pt: 在脉冲持续时间内的平均功率
2）平均功率 Pm: 一个脉冲重复周期内输出功率的平均值
3）二者关系 p =p t m tT
R max
p↑→
杂波
A
B
光真 点实 半目 径标
脉有 光 冲限 点 宽通 半 度频 径
带 失 真
距离分辨力
四、方位分辨力： 雷达分辨同一距离相邻两目标的能力
H
H
五、测距精度
1、影响因素
同步误差 固标和活标不准确 光点尺寸 目标回波闪烁
2、性能标准要求
固标圈和活标圈测量，误差不能超过所用量程的1.5% 或70 m二者之大者
送：1）发射机：控制发射开始 2）接收机：控制近距离增益 3）显示器：控制计时开始
2、发射机：在触发脉冲控制下产生周期性的大功率射频脉冲 ——微波脉冲、发射脉冲、雷达波
3、收发开关：
发射时，关闭接收机，大功率射频脉冲送天线； 接收时，接通接收机，微弱回波能量送接收机。
4、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束 集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来 的雷达波（回波）送接收机。
二、多次反射假回波 雷达波在本船与目标之间来 回多次反射均被接收引起的
三、多次反射假回波
四、二次扫描假回波
(a) Multiple reflection
A BC
(b) Radar picture
第六节 雷达干扰杂波
一、海浪干扰 二、雨雪干扰
Target
Sea clutter
Target lost
按工作频段分类 米波雷达 分米波雷达 厘米波雷达 毫米波雷达
按雷达位置分类 地面雷达 机载雷达 舰载雷达 导弹载雷达 航天雷达 气球载雷达
按天线扫描方式分类 机械扫描雷达 机电扫描雷达 频扫雷达 相控阵雷达
按信号形式分类 脉冲雷达 连续波雷达
脉冲压缩雷达
四、航海雷达的用途
航海雷达特点: 厘米波长（3厘米，10厘米） 微波脉冲发射
二. 雷达测方位原理
1、利用收发定向天线 ，只向一个方向发射雷达波且 只接收此方向上的目标的反射回波
2、天线旋转依次向四周发射雷达波，则可探知周围 物标的方位——天线的方向即目标的方向
第二节 雷达的基本组成、作用
一、基本组成及作用：
1、定时器（触发电路、同步电路等）：
是雷达的指挥中心，产生周期性的窄脉冲——触发脉冲
天气好: X band; 天气坏(雨/雪) : S band
2、脉冲宽度（τ）：发射脉冲的持续时间 一般τ= 0.04 ~ 1.2μs
随量程改变：近量程，窄脉冲；远量程，宽脉冲
τ↑→Rmax↑
τ↓→
距离分辨力 海浪/雨雪 杂波
盲区
3、脉冲重复频率（F）：每秒钟发射的脉冲数 500 ~ 4 000 Hz
散射
电磁波特性： 绕射
吸收
目标：雷达探测到 的回波
• 船舶 • 岛屿（陆地） • 浮标 • 海浪杂波 • 雨雪、云雾杂波
目标信息：距离、方位 航速、航向
其他避碰信息
二、雷达技术的发展
1886-1888 Hertz(Germany): 实现了电磁波振荡,发射,接收。
• 1914 (American): 回声探测器－雷达的初始模型。 • Marconi(Italy): 提出一个可实践的雷达系统。 • 1930 Blair: 脉冲回波测量（距离，方向）系统，基本雷达. • RCA Co.(American): 发明了机载雷达。 • (America): “New York” 巡洋舰首先安装舰载雷达。 • After WWII 成为了发展快速的导航仪器。 • 中国:主要从发达国家引进技术。 • 现代雷达/ARPA: 与GNSS、 ECDIS、自动舵手以及其他驾
MARINE RADAR
&
RADAR SIMULATOR
第一章 雷达基本工作原理
引言
一、 基本概念 “雷达”译自英文词汇—— RadaRr adar—— Radio detection and ranging —— 无线电探测和测距
定义：雷达是一种通过发射电磁波和接收目标反射回 波，对目标进行探测和测定目标信息的设备
Geometric horizon 1.93 Optical horizon 2.07 Radar horizon 2.23
h2
radar horizon and maximum detectable target range
3、影响因素
1、技术指标 2、目标反射特性 3、海面反射 4、外界杂波干扰 5、大气传播衰减
STC increased
Target remain normal
Sea clutter gets weak
Targets get weak
Target Reappeared
STC effect
三、同频干扰
第二章 雷达模拟器
在实验室模拟船舶在海上航行环境，训练正 确运用雷达进行航行定位、导航和避碰。
A
Real
A echo
VRM
Indirect
A` echo
A Indirecndirect echo due to funnel reflection (b) Indirect echo due to other reflection Indirect echo
11、其它：
动态范围、工作稳定性、抗干扰性能、恢复时间等
第四节 雷达的基本使用特性
一、最大作用距离
雷达荧光屏上目标清楚可见的最远距离 雷达探测远距离目标的能力
最大作用距离：取以下二者小者 1、雷达方程：雷达波在自由空间传播
\
r = ( ) max
Pt GA2 2σo
64π 3Pr min
1 4
Pt——雷达峰值功率 GA——天线增益
最小作用距离：取以下二者大者
1、雷达脉冲宽度t及收发开关恢复时间tr：
rmin1 =
C 2
(
t
+
t
r
)
2、雷达天线垂直波束照射角度v：
rmin2 = h1ctg
v
2
rmin1
…………
v
Half power line
Zero power line
rmin2
target range affected by VBW
触发器
天线
方位与 船首线
收发机 回波
显示器
ARPA
Fig1-2(1)
微波传输线 发射脉冲
发射机
T/R 触发器
天线 回波
接收机
电源
船电
显示器
Fig1-2 (2)
回波 船首线 方位
T/R
Receiver
Transmitter
第二节 雷达的基本组成、作用
5、接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合
三个主要用途:
尽早发现目标
(1) 远距离探测
(2) 无视线限制
测量目标参数
距离，方位，速度，航向，……
导航
(1) 避碰
(2) 定位
雷达/ARPA, ECDIS, GNSS/DGNSS和自动舵 构成的自动船桥系统是未来主要的导航系统
第一节 雷达测距与测方位原理
岛屿
本船
90°
245° 岛屿
2、二单元雷达： 天线收发机、显示器、中频电源
第三节 雷达的基本技术指标
1、工作频率（波长） ：超高频（正弦波）的频率范围
即船用雷达 磁控管工作频率
S 波段：λ＝10 cm; f=2 900~3 100 MHz 如：3 050 MHz X波段 : λ＝3 cm; f=9 000~9 500 MHz 如：9 375 MHz
3、影响因素
1、技术指标： 2、天线高度： 3、目标反射特性：
4、性能标准要求
天线高15 m，对于5 000总吨的船舶、10 m长的小船 及有效散射面积10 m2的导航浮筒，不动除量程外的 任何控钮开关，应在50米到1 n mile清楚显示。
三、距离分辨力： 雷达分辨同一方位相邻两目标的能力
距离分辨力
2）垂直波束宽度 V： 20 左右
R
船摇时不至于丢失目标及减小盲区不宜 太小；保持波束一定辐射强度不宜太大