船用雷达
0引言
雷达概念形成于20世纪初。

雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。

它是利用电磁波探测目标的电子设备。

雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方向、速度等状态参数。

雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。

船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐渐扩大到民用商船。

1雷达的基本工作原理
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传给天线。

天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。

电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。

天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。

由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。

接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

2船用导航雷达
2.1 船用导航雷达简介
船用导航雷达(marine radar )是保障船舶航行，探测周围
目标位置，以实施航行避让、自身定位等用的雷达，也称航海雷达。

它特别适用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、通过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。

2.2 船用雷达与普通雷达的区别
一般雷达把自身作为不动点表示在平面位置显示器的中心。

但在航海中，船舶自身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。

适应航海环境的雷达，应是真正运动的雷达，须能自动输入船舶自身的航速和航向，数据必须相当准确。

2.3船用导航雷达的最小作用距离—盲区
导航雷达是用来探测水上目标的方位和距离,它不受气候影响,可以全天候引导船舶进出港口、码头和海上安全航行。

导航雷达最大作用距离主要取决于雷达脉冲的传播天线,如雷达天线高度、目标大小、形状及反射天线等。

雷达最小作用距离是一个重要指标,所谓最小作用距离是指在此距离内,不管目标有多大,均发现不了目标,常称为雷达的盲区。

雷达的最小作用距离是由雷达脉冲宽度和天线架设的高度决定的。

一般情况下雷达的最小作用距离小于30m。

2.4 船用导航雷达的基本组成及作用
2.4.1发射机
1. 基本组成：脉冲调制器（预调制器、调制器）、磁控管振荡器、电源（低压、高压）
2.作用：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
2.4.2 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。

2.4.3 天线
1.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。

2.4.4接收机
接收机：超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合显示器要求。

机工作状态判断;
1）．噪声斑点: 调节增益，噪声变化。

2）．晶体电流: 收发机内的表头，是否正常。

2.4.5显示器
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。

一般安装于驾驶室内的驾控台内。

3、自动雷达标绘仪
自动雷达标绘仪，Automatic Radar Plotting Aid,即ARPA,能使观测者自动获得信息,并能自动处理和标绘多处物标。

它不但能够连续、准确和迅速的航行形式估计,并能显示船舶周围的
事态,确保船舶安全航行。

它是结合雷达和电子计算机技术应用的一种船舶避碰仪器。

该系统采用微机技术控制整个系统,与导航雷达配套作为主显示器和分显示器。

它具有多批目标录取及自动跟踪,并显示目标的航向和速度,根据设定的最近会遇距离和到最近会遇距离的时间的允许界限,给出警示信号或显示预测危险区,提醒驾驶员采取避让措施。

如有必要,还可进行试操船,以决定所需采取的避让措施。

并能自动校准,自动调整,还能故障自检和指示。

2.4.6雷达单元构成
导航雷达一般分成二单元或三单元雷达，工作在X或S波段上，功率在10kW到30kW不等。

从结构来看二单元雷达由天线、齿轮箱、收发机一体化箱和控制显示单元组成；三单元雷达由天线、齿轮箱，收发机箱和控制显示单元组成。

二单元雷达易于安装调试，收发机不占室内空间，但不太方便维修；三单元雷达维护方便，但收发机占用室内空间，电缆也较多。

[参考文献]
[1]中国传播工业总公司。

船舶设计实用手册（电气分册）
[2]中国船级社。

钢质海船入级规范2006.
[3]船用导航雷达。