VTS中雷达和AIS的技术应用与进展解析课件.ppt

1、)()(2.2)(0mhmhmilenRAh():Ahm0():h m 受地球曲率和大 气折射影响，由下式确定岸台雷达天线高度船舶等目标高度 通视距离与岸台雷达天线和目标的高度、通视距离与岸台雷达天线和目标的高度、气象条件等有关，与雷达性能无关。气象条件等有关，与雷达性能无关。41minr322max)P64(TATfGPRPT ：雷达发射功率GA ：雷达天线增益 ：雷达工作波长 Prmin：接收机门限功率（灵敏度）T ：目标反射截面积 最大作用距离与发射功率、接收机门限功率（灵最大作用距离与发射功率、接收机门限功率（灵敏度）、天线增益、目标反射截面积等因素有关，是敏度）、天线增益、目标反射截

2、面积等因素有关，是雷达系统整体性能（雷达威力）的体现。雷达系统整体性能（雷达威力）的体现。（1）受通视距离限定受通视距离限定 通视距离是雷达最大作用距离的极限值。（2）水面或地面对电磁波的反射水面或地面对电磁波的反射 目标处和雷达天线口径处的场强是直射波和水面反射波的叠加，场强可能增加，也可能减弱，因而影响雷达最大作用距离。（3 3）电磁波在大气和波导中的衰减）电磁波在大气和波导中的衰减 a 波长波长与大气衰减关系与大气衰减关系 30cm时，电磁波在大气中损耗小；10cm 时，电磁波在大气中衰减明显。b.最大作用距离与大气衰减关系最大作用距离与大气衰减关系存在大气衰减时的雷达最大作用距离 自由

3、空间雷达最大作用距离 电磁波在大气传播中每单位距离的功率 衰减，与雨、雾等气象状况有关。max115.0maxmaxRfeRRmax:fR(dB/km):maxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxRmaxR起伏特性影响接收机输入端的信噪比，即影响 Prmin，因而影响最大作用距离。起伏特性起伏特性：目标反射特性、雨雪海浪杂波干扰和接收机内部噪声都具有随机起伏特性。影影 响响：1.减小垂直波束宽度可提高天线增益减小垂直波束宽度可提高天线增益 船用雷达天线一般船用雷达天线一般20左右。左右。减小垂直波束宽度需加大天线减小垂直波束宽度需加大天线21ft开缝

4、波导圆极化天线的主要技术指标：垂直波束（扇形）宽度11，水平波束宽度0.36，增益38dB。多部发射机通过同一天线同时或交替发射不同载频、但脉冲宽度和重复频率完全相同的信号。回波信号经多路相应频率的接收机处理后叠加，再送到显示器。多种频率信号叠加可提高信噪比，降低目标回波起伏，增加雷达最大作用距离，提高雷达的测量精度、抗干扰能力和可靠性。斜视角斜视角开缝波导天线的水平波束最大辐射方向一般与开缝波导天线的水平波束最大辐射方向一般与波导面的法线方向有一小夹角，称之为斜视角波导面的法线方向有一小夹角，称之为斜视角。斜视角（斜视角（Squint）：）：斜视角大小与斜视角大小与频率有关，相频率有关，相应

5、于频率分集应于频率分集的两个不同频的两个不同频率，斜视角分率，斜视角分离为离为F1和和F2两波束之间延时的典型值是延时的典型值是2040ms，一般海杂波发生变化的时间（特别在大风浪时）比此大得多。随机（起伏）特性随机（起伏）特性 目标、雨雪海浪等对电磁波的反射具有随机（起伏）特性，对不同频率和不同时间发射的电磁脉冲的反射性能随机变化。目标反射性能随机变化较慢且小目标反射性能随机变化较慢且小（即相关性强），雨雪海浪反雨雪海浪反射性能随机变化较快而大射性能随机变化较快而大（即相关性弱）。积累检测积累检测 雷达对回波的检测采用积累检测。分集或相关处理基于随机（起伏）特性，使目标回波通过积累合成（进行

6、分集处理或目标回波通过积累合成（进行分集处理或解相关处理）得到加强，而雨雪海浪回波（杂波）通过积累合解相关处理）得到加强，而雨雪海浪回波（杂波）通过积累合成（进行分集处理或解相关处理）被减弱成（进行分集处理或解相关处理）被减弱，因而信杂比增加。（1）反射随机（起伏）特性和积累检测反射随机（起伏）特性和积累检测（2）优点）优点 总辐射功率是非相干集成的两个脉冲功率的总和。来自许多独立脉冲的信号积累后，目标的起伏性减弱。目标回波（相关性强）将相加，散射干扰源回波即杂 波（相关性弱）将被平均而非相加。综合效果是减弱干扰，增强目标的信杂比。实测结果实测结果：比单频收发机工作杂波减弱56dB，灵敏度自动

7、增加5dB；带给小起伏目标的收益典型值为6dB，总性能改善可达1012 dB。在雨雪海浪干扰大的环境中，具有抗干扰性能强、作用距离较远的优点，在VTS中具有良好的应用前景。曾在天津港VTS一期工程使用。可将VTS雷达的工作工作收发机和收发机和热备份收热备份收发机根据频率分集要求采用不同的工作频发机根据频率分集要求采用不同的工作频率率，再加上频率分集处理器构成频率分集雷达。平时其中一台收发机工作；当雨雪海浪干扰大时，两台收发机同时工作即可变成频率分集雷达。比单频、双热备份雷达成本增加不会太多，目前约增加30。TTaTaCaCiiiiiiiii5.375.375.378181810ia TTOCOC 谢谢大家！