第八章 作业参考答案
1. 什么叫多卜勒效应？试就雷达发射连续波的情况，推导多卜勒频率与目标相对雷达站的径向运动速度、工作波长的关系式。

解释多普勒现象出现的原因。

教材参考：P251
多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化的物理现象。

雷达发射连续波s(t) = A cos(ω0t + φ)，ω0为发射角频率，φ为初相； A 为振幅。

在雷达发射站处接收到由目标反射的回波信号为])(cos[)()(0ϕω+-=-=r r r t t kA t t ks t s 。

其中t r = 2R/c 为回波滞后于发射信号的时间，其中R 为目标和雷达站间的距离；c 为电磁波传播速度，在自由空间传播时它等于光速；k 为回波的衰减系数。

当目标与雷达站之间有相对运动时，则距离R 随时间变化。

假设目标以匀速相对雷达站运动，则在时间t 时刻，目标与雷达站间的距离R(t)为R(t) = R0 - v r t 。

由于通常雷达和目标间的相对运动速度vr 远小于电磁波速度c ，故时延tr 可近似写为)(2)(20t v R c c t R t r r -==。

回波信号与发射信号相比产生频率差r d v dt d f λ
ϕπ221==。

多普勒现象产生的原因为：振荡源发射的电磁波以恒速c 传播，如果接收者相对于振荡源是不动的，则他在单位时间内收到的振荡数目与振荡源发出的相同，即二者频率相等。

如果振荡源与接收者之间有相对接近的运动，则接收者在单位时间内收到的振荡数目要比他不动时多一些，也就是接收频率增高；当二者作背向运动时，结果相反。

2. 什么叫盲速和频闪效应？试从频域分析产生盲速和频闪效应的原因。

教材参考：P258
盲速是指目标虽然有一定的径向速度v r ，但若其回波信号经过相位检波器后，输出为一串等幅脉冲，与固定目标的回波相同，此时的目标运动速度称为盲速。

频闪效应则是当脉冲工作状态时，相位检波器输出端回波脉冲串的包络调制频率F d 与目标运动的径向速度v r 不再保持正比关系。

产生盲速和频闪效应的基本原因在于，脉冲工作状态是对连续发射的取样，取样后的波形和频谱均将发生变化。

当雷达信号为窄带信号时，运动目标的雷达回波s r (t) =Re ｛k u (t-t r )exp ［j(ω0+ωd )(t-t 0)］｝，运动目标的回波信号是u(t-tr)和具有多卜勒频移的连续振荡相乘，因而其频谱是两者的卷积)()()]()([)()()(0000d d d d r r f f f U f f f U f f f f f f f U f S t s +++--=+++--⊗=⇔δδ，相当于把U(f)的频谱中心分别搬移到f 0+f d 和-(f 0+f d )的位置上。

产生“盲速”的原因：固定目标时，f d =0，其回
波的频谱结构与发射信号相同，是由f 0和f 0±nf r 的谱线所组成。

对于运动目标回波，谱线中心移动f d 。

故其频谱由f 0+f d 、f 0+f d ±nf r 的谱线组成，经过相位检波器后，得到fd 及nfr ±fd 的差频，其波形为多卜勒频率f d 调幅的一串脉冲。

当f d =nf r 时，运动目标回波的谱线由nf r 所组成，频谱结构与固定目标回波的相同，这时无法区分运动目标与固定目标。

产生频闪的原因： 当多卜勒频率fd 超过重复频率f r 的一半时，频率nf r 的上边频分量nf r +f d 与频率(n+1)f r 的下边频分量(n+1)f r -f d 在谱线排列的前后位置上交叉。

两个不同的多卜勒频率f d1和f d2，只要满足f d1=nf r -f d2，则二者的谱线位置相同而无法区分。

3. 简述消除固定目标回波的基本方法。

教材参考：P264
在相位检波器的输出端，固定目标的回波是一串振幅不变的脉冲，而运动目标的回波是一串振幅调制的脉冲。

可以根据这种波形的特点，在偏转显示器上区分固定目标和运动目标。

消除固定目标回波的最直观的一种方法是将相邻重复周期的信号相减，是固定目标回波由于振幅不变而相互抵消。

运动目标回波相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分输出。

4. 什么盲相？可以采用哪些方法来解决盲速和盲相问题？
教材参考：P271
相位检波器的输出是回波矢量在基准电压方向的投影，而一次对消器的输出又相当于相邻重复周期信号差矢量在该方向的投影。

当差矢量的方向与基准电压方向垂直时，则输出为零，这时就是盲相。

解决盲速问题在原理上并不困难，在产生“盲速”时满足v r T r1 = n (λ/2)，如果这时将重复周期略为改变而成为T r2，则v r T r2≠n (λ/2)，不再满足“盲速”的条件，动目标显示雷达就能检测到这一类目标。

因此，采用两个以上不同重复频率交替工作(称为参差重复频率)，就可以改善“盲速”对动目标显示雷达的影响。

目前对于动目标显示采用矢量对消器来解决盲相问题，。