航海学(13c1))-船用雷达使用性能及其影响因素课件.ppt

1、三、干扰回波（一）雨雪干扰回波（一）雨雪干扰回波特点：一片无明显边缘的疏松的棉絮状连续亮斑。特点：一片无明显边缘的疏松的棉絮状连续亮斑。原因：雨雪较大时，空气中的雨雪反射电磁波。原因：雨雪较大时，空气中的雨雪反射电磁波。回波的强弱与降雨降雪量的大小有关，回波的强弱与降雨降雪量的大小有关，但与雨区的面积和体积无关。但与雨区的面积和体积无关。能够降低探测被雨雪区遮挡的远距离能够降低探测被雨雪区遮挡的远距离目标的能力，回波变弱或不能显示。目标的能力，回波变弱或不能显示。影响因素：影响因素：降雨降雪量的大小、雨点（雪花）大小、降雨降雪量的大小、雨点（雪花）大小、天线波束宽度、脉冲宽度。天线波束宽度、脉

2、冲宽度。雨雪雨雪干扰特点干扰特点航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备 云回波 雨雪回波 消除雨雪干扰回波的方法同时抑制了弱小回波，因同时抑制了弱小回波，因此弱小回波容易丢失。此弱小回波容易丢失。雨滴或雪花雨滴或雪花反射圆极化波的能力比反射水平极化波弱反射圆极化波的能力比反射水平极化波弱，因此可，因此可减小雨雪干扰，但探测能力下降，减小雨雪干扰，但探测能力下降，可能丢失对称物体的回波。可能丢失对称物体的回波。雨雪反射较长波长的电磁波能力弱，因此可抑制雨雪干扰，雨雪反射较长波长的电磁波能力弱，因此可抑制雨雪干扰，尤其适合尤其适合探测雨雪区后的远距离目标探测雨雪区后的远距离目标。探测雨雪区后的物标

3、，应关掉探测雨雪区后的物标，应关掉FTC，并适当增大增益，并适当增大增益，含水量高的低云回波类似雨雪回波，消除方法相同。含水量高的低云回波类似雨雪回波，消除方法相同。（二）海浪干扰回波海浪干扰回波原因：原因：船舶周围的海浪反射电磁波船舶周围的海浪反射电磁波特点：特点：在雷达荧光屏扫描中心周围呈一片亮点或在雷达荧光屏扫描中心周围呈一片亮点或时隐时现的光点时隐时现的光点2.与风向有关与风向有关：上风舷（侧）：强，距离远；上风舷（侧）：强，距离远；下风舷（侧）：弱，距离近。下风舷（侧）：弱，距离近。影响因素：影响因素：1.与距离有关与距离有关：离本船较近，干扰越大离本船较近，干扰越大使扫描中心周围一

4、片，不稳使扫描中心周围一片，不稳定的鱼鳞状亮斑，随距离增加呈指数规律迅速减弱。定的鱼鳞状亮斑，随距离增加呈指数规律迅速减弱。一般风浪时一般风浪时68 n mile；大风浪时；大风浪时10 n mile3.雷达本身特性雷达本身特性：天线种类、高度和转速，工作波长、：天线种类、高度和转速，工作波长、波束宽度，脉冲宽度等波束宽度，脉冲宽度等 海浪回波及其抑制（a）抑制前A（b）抑制后A68 NM海浪杂波干扰-近大远小原理特点消除海浪干扰回波的方法 STC可抑制可抑制68（最大可达（最大可达10）n mile范围的范围的回波，对回波，对68海里以外的回波没有影响；海里以外的回波没有影响；会降低探测弱小

5、回波的能力。会降低探测弱小回波的能力。海浪反射海浪反射10cm雷达电磁波能力弱。雷达电磁波能力弱。对数放大器输出信号的强度与输入信号的强度对数成正比；对数放大器输出信号的强度与输入信号的强度对数成正比；可能丢失强度与海浪干扰强度相近的回波或远处小物标。可能丢失强度与海浪干扰强度相近的回波或远处小物标。可能丢失远处弱回波，也可能丢失强杂波边缘的小回波。可能丢失远处弱回波，也可能丢失强杂波边缘的小回波。（三）同频干扰回波（三）同频干扰回波 工作在同一频段，脉冲重复频率相同或接近相同，且两工作在同一频段，脉冲重复频率相同或接近相同，且两船相距较近的时候，相互接收对方发射的电磁波。船相距较近的时候，相

6、互接收对方发射的电磁波。原因：原因：特点：特点：随脉冲重复频率差别呈现不同的特点。随脉冲重复频率差别呈现不同的特点。脉冲重复频率脉冲重复频率完全相同：辐射状光点完全相同：辐射状光点相差较小：螺旋状光点相差较小：螺旋状光点相差较大：散乱光点相差较大：散乱光点处理方法：处理方法：选用近量程，或选用另一波段的雷达；选用近量程，或选用另一波段的雷达；打开同频干扰抑制器，并将增益、调谐、打开同频干扰抑制器，并将增益、调谐、STC等等调到最佳位置，并关掉调到最佳位置，并关掉FTC。同频干扰现象同频干扰现象航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备 同频干扰图像(a)近量程(b)量程增加(c)远量程被干扰的小目

7、标岸线基本不受影响 同频干扰抑制效果4）明暗扇形干扰回波）明暗扇形干扰回波5）电火花干扰）电火花干扰产生原因：自动频率跟踪（产生原因：自动频率跟踪（AFC)电路失调；电路失调；消除方法：改为手动。消除方法：改为手动。v原因：原因：机内器件跳火或接触不良引起的现象，机内器件跳火或接触不良引起的现象，v位置固定或不固定的亮线，如果严重应立刻关机。位置固定或不固定的亮线，如果严重应立刻关机。第三章第三章 雷达观测雷达观测 重要内容重要内容 v 显示方式分类：显示方式分类：按扫描中心（起点）按扫描中心（起点）-动？动？/不不动？动？1 1、相对运动（、相对运动（RMRM）2 2、真运动（、真运动（TM

8、TM）v RMRM显示方式：显示方式：不管本船如何运动，代表本船位置的扫描起点始终固定不不管本船如何运动，代表本船位置的扫描起点始终固定不动。动。目标回波相对于本船作相对运动。目标回波相对于本船作相对运动。v TMTM显示方式显示方式：代表本船位置的扫描起点，按本船的实际航向、航速在荧代表本船位置的扫描起点，按本船的实际航向、航速在荧光屏上移动。光屏上移动。目标回波按自己的航向、速度在荧光屏上移动（目标回波按自己的航向、速度在荧光屏上移动（好象在好象在直升飞机上观测）。直升飞机上观测）。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备按按HLHL指向：指向：1 1、船首向上船首向上（Head UpHea

9、d Up）：不管本船如何运）：不管本船如何运动，动，HLHL始终指向固定方位刻度盘始终指向固定方位刻度盘0 0上。上。2 2、真北向上真北向上（North UpNorth Up）：）：HLHL指在本船的指在本船的实际航向上，固定方位刻度零度代表真北。实际航向上，固定方位刻度零度代表真北。3 3、航向向上航向向上（Course UpCourse Up）：）：HLHL指在本航的指在本航的实际航向上，又可以指向实际航向上，又可以指向0 0上。上。v 结合，有好几种显示方式。结合，有好几种显示方式。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备二、相对运动雷达显示方式二、相对运动雷达显示方式1 1、船首向上图

10、像不稳相对运动显示、船首向上图像不稳相对运动显示（Head up UnstabilityHead up Unstability Relative Motion Relative Motion）例子例子航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备特点：特点：v扫描中心：始终不动；扫描中心：始终不动；v目标回波：做相对运动，固定目标相反方向运；目标回波：做相对运动，固定目标相反方向运；vHLHL指向：始终指向固定方位刻度盘指向：始终指向固定方位刻度盘0 0上；上；v测角方式：相对方位（舷角）；测角方式：相对方位（舷角）；v当本船改向时（或船首偏荡时）；当本船改向时（

11、或船首偏荡时）；HLHL指向：不动指向：不动 ；目标回波：以相反方向旋转，且留下一段弧形目标回波：以相反方向旋转，且留下一段弧形余辉；余辉；v优点：直观，回波图像与观察左右舷一致；优点：直观，回波图像与观察左右舷一致；v缺点：本船转向时，图像模糊，影响观测；缺点：本船转向时，图像模糊，影响观测；v适用场合：了望、避让；适用场合：了望、避让；v输入数据（航向、速度输入数据（航向、速度)：无需：无需。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备三、三、真北向上图像稳定相对运动显示真北向上图像稳定相对运动显示N-up Stability RMN-up Stability RM航海雷达与ARPACh2 船用

12、雷达设备特点：特点：v扫描中心：扫描中心：始终不动；始终不动；v目标回波：目标回波：做相对运动，固定目标向相反方向运动；做相对运动，固定目标向相反方向运动；vHLHL指向：指在实际航向上；指向：指在实际航向上；v测角方式：真方位；测角方式：真方位；v当本船改向时（或船首偏荡时）当本船改向时（或船首偏荡时）HLHL指向：指向：动：随本船航向动；动：随本船航向动；目标回波：目标回波：固定目标不动；固定目标不动；v优点：图像稳定；优点：图像稳定；v缺点：容易搞错左右舷（当目标缺点：容易搞错左右舷（当目标9090至至270270之间之间）；）；v适用场合：定位，导航（但不利避让）；适用场合：定位，导航

13、（但不利避让）；v输入数据（航向、速度）：本船航向。输入数据（航向、速度）：本船航向。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备3 3、航向向上图像稳定相对运动显示、航向向上图像稳定相对运动显示（Course up UnstabilityCourse up Unstability Relative Motion Relative Motion）航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备特点：特点：v扫描中心：始终不动；扫描中心：始终不动；v目标回波：做相对运动，固定目标向相反方向运动；目标回波：做相对运动，固定目标向相反方向运动；vHLHL指向：指在实际航向上；指向：指在实际航向上；v测角方式：相对方

14、位、真方位；测角方式：相对方位、真方位；v当本船改向时（或船首偏荡时）当本船改向时（或船首偏荡时）HLHL指向：动指向：动,随本船航向动；随本船航向动；目标回波：固定目标不动；目标回波：固定目标不动；当按下当按下“新航向向上新航向向上”按钮，按钮，HLHL与回波一起转一个与回波一起转一个航向角；航向角；v优点：优点：直观；直观；图像稳定图像稳定（两者兼之）；（两者兼之）；v适用场合：适用场合：避让，避让，定位导航定位导航，均可用；均可用；v输入数据（航向、速度输入数据（航向、速度)：本船航向。：本船航向。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备扫描扫描中心中心物标物标静止物静止物标标刻度盘刻度盘

15、零度零度刻度盘刻度盘读数读数转向时转向时船首向上船首向上相对运动相对运动不动不动 相对本相对本船运动船运动与本船与本船等速反等速反向运动向运动本船船本船船首首舷角舷角物标反向物标反向旋转旋转北向上北向上相对运动相对运动不动不动 相对本相对本船运动船运动与本船与本船等速反等速反向运动向运动真北真北真方位真方位 物标不动物标不动航向向上航向向上相对运动相对运动不动不动 相对本相对本船运动船运动与本船与本船等速反等速反向运动向运动设定的设定的航向航向相对方相对方位或真位或真方位方位物标不动物标不动北向上北向上真运动真运动运动运动 相对静相对静止物标止物标运动运动不动不动真北真北无无物标不动物标不动4

16、 4、对水稳定真运动、对水稳定真运动 对地稳定真运动对地稳定真运动v概念概念风、流影响、风流压差角；风、流影响、风流压差角；船首向（对水航向）；船首向（对水航向）；航迹向（对地航向）；航迹向（对地航向）；航迹向航迹向=船首向船首向+风流压差角（速度矢量风流压差角（速度矢量三角形的关系）。三角形的关系）。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备对水、对地稳定真运动显示特点：对水、对地稳定真运动显示特点：特点特点显示显示方式方式图图 象象显显 示示运动运动目标目标固定固定目标目标适用适用场合场合对水稳定显对水稳定显示示（或称为或称为水面稳定显水面稳定显示）示）图

17、象图象以水以水面为面为基准基准 以水面为基以水面为基准在运动准在运动以风流方向相以风流方向相反、速度相等反、速度相等在移动在移动避让避让对地稳定显对地稳定显示示（或称为或称为地面稳定显地面稳定显示）示）图象图象以地以地面为面为基准基准 以地面为基以地面为基准在运动准在运动固定不动固定不动狭水道狭水道航行航行航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备第四章第四章 雷达定位、雷达航标与雷达导航雷达定位、雷达航标与雷达导航一、雷达定位一、雷达定位v物标尺寸对反射性能的影响：物标尺寸对反射性能的影响：物标的大小、宽度、高度、深度；物标的大小、宽度、高度、深度；v物标的形状、表面结构及雷达波入射角的影响：物

18、标的形状、表面结构及雷达波入射角的影响：平板平板、球体、球体、圆柱体圆柱体、椎体；、椎体；v物标材料的影响：物标材料的影响：金属、海水、冰、石头、木头等各不相同，对回金属、海水、冰、石头、木头等各不相同，对回波强弱差异的影响较其他因素小。波强弱差异的影响较其他因素小。2、雷达回波的识别、雷达回波的识别v根据雷达荧光屏上物标回波形状与海图上物标形根据雷达荧光屏上物标回波形状与海图上物标形状进行比较进行识别；状进行比较进行识别；v根据已知准确船位识别；根据已知准确船位识别；v根据雷达航标特点识别。根据雷达航标特点识别。3、选择定位物标的原则、选择定位物标的原则v应尽量选择图像清晰、位置能与海图精确

19、对应的应尽量选择图像清晰、位置能与海图精确对应的回波，避免选用平坦的岸线和山坡；回波，避免选用平坦的岸线和山坡；v应尽量选用近且便于确认的可靠物标；应尽量选用近且便于确认的可靠物标；v多物标定位时多物标定位时 三条位置线交角接近三条位置线交角接近120120或两或两条位置线交角接近条位置线交角接近9090。4、雷达定位方法与精度v三物标距离定位；三物标距离定位；v两物标距离加一物标方位；两物标距离加一物标方位；v两物标距离定位；两物标距离定位；v两物标方位加一物标距离定位；两物标方位加一物标距离定位；v单物标方位距离定位；单物标方位距离定位；v三物标方位定位；三物标方位定位；v两物标方位定位。

20、两物标方位定位。v 测距：测距：活标圈内沿与目标回波前沿相切，活标圈内沿与目标回波前沿相切，次序为次序为先正横，后首尾先正横，后首尾。v测方位：测方位：（点目标、突堤）（点目标、突堤）次序次序：先首尾后正横先首尾后正横。横摇时横摇时：测正横方向目标方位。：测正横方向目标方位。纵摇时：纵摇时：测首尾方向目标方位。测首尾方向目标方位。序序号号航标航标种类种类海图海图上符上符号表号表示示电电 源源图图 形形作用作用距离距离作作 用用原原 理理1雷达雷达应答应答器器（Racon）有有 源源(被被动动)莫尔斯莫尔斯编码编码的脉冲的脉冲信号信号1730Nm可能产可能产生假回生假回波。波。测应答测应答器：器

21、：距离距离方位方位接收到接收到雷达信雷达信号约号约0.5us后，后，自动发自动发射应签射应签脉冲信脉冲信号号航海雷达与航海雷达与ARPAARPA 二、雷达航标二、雷达航标 序序号号航标航标种类种类海图海图上符上符号表号表示示电电 源源图图 形形作用作用距离距离作作 用用原原 理理2雷达雷达方位方位信标信标（Ramark）有有 源源(主主动动)2030 Nm可能产可能产生假回生假回波。波。测信标测信标方位方位间隔间隔（15S）发射发射信号信号一条夹角一条夹角1313径径向点线或向点线或扇形扇形 航海雷达与航海雷达与ARPAARPA航海雷达与航海雷达与ARPAARPA序序号号航标航标种类种类海图海

22、图图示图示电电源源图形图形作用作用距离距离作用作用原理原理3雷达雷达反射反射器器(Reflection)无无源源增强回增强回波及作波及作用距离用距离边长边长3nm7nm提高作提高作用距离用距离（或提（或提高回波高回波强度）强度）角反角反射、射、透镜透镜反射反射航海雷达与航海雷达与ARPAARPACh5 Ch5 定位与导航定位与导航序序号号航标航标种类种类海图海图上符上符号表号表示示电电源源图形图形作用作用距离距离作用作用原理原理4搜救搜救雷达雷达应答应答器器 有有源源被被动动同一方同一方位上位上12个短划个短划线，总线，总长长8 nm5nm便于搜便于搜救定位救定位接收到接收到3cm雷雷达信号达

23、信号约约0.5us后，发后，发射一串射一串脉冲信脉冲信号号SART回波示意图（a）通常回波（b）1 n mile左右回波（c）近距离回波 三、雷达导航 一般在进出港、狭水道航行、能见度低等情况，一般在进出港、狭水道航行、能见度低等情况，方便、有效。方便、有效。（一）、距离避险线法一）、距离避险线法v 选用避险方位标尺线（活标圈定出避险线距离相选用避险方位标尺线（活标圈定出避险线距离相 对应对应 的一根平行方位标尺线）；的一根平行方位标尺线）；v 使危险目标回波处在避险线外侧。使危险目标回波处在避险线外侧。（二）、方位避险线法二）、方位避险线法v 先海图上确定危险方位，用方位尺置于该方位上；先海

24、图上确定危险方位，用方位尺置于该方位上；v 船位确实于方位避险线的安全一侧。船位确实于方位避险线的安全一侧。航海雷达与航海雷达与ARPAARPA虚警？虚警？假目标假目标-当真目标当真目标虚警产生的原因：虚警产生的原因：a机内噪声机内噪声a干扰干扰虚警危害虚警危害a观测困难观测困难a计算机饱和计算机饱和虚警率：虚警率：是在没有目标时，雷达却认为有目标是在没有目标时，雷达却认为有目标的概率。的概率。恒虚警率恒虚警率：保持虚警率恒定不变：保持虚警率恒定不变 航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备处理方法：处理方法：w门限自适应：门限自适应：门限值自动随噪声大小而变化。门限值自动随噪声大小而变化。a

25、a、慢门限处理方法：慢门限处理方法：针对机内噪声引针对机内噪声引起。起。b b、快门限处理方法：快门限处理方法：针对雷达雨雪、针对雷达雨雪、海浪干扰。海浪干扰。w使用方法：使用方法：根据干扰大小，酌情调节。根据干扰大小，酌情调节。w注意：注意：一些小目标可能会丢失。一些小目标可能会丢失。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备1 1、抗雨雪干扰电路、抗雨雪干扰电路（或称为：（或称为：FTCFTC快时间控制电路）。快时间控制电路）。1 1）雨雪）雨雪干扰特点干扰特点：棉絮状的回波亮斑，无明显边缘。棉絮状的回波亮斑，无明显边缘。雨雪回波为雨雪回波为-宽的视频脉冲。宽的视频脉冲。航海雷达与ARPACh

26、2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备3 3）正确使用方法：正确使用方法：根据干扰大小，根据干扰大小，酌情调节酌情调节。4 4）注意事项：注意事项：a 可能丢失的小目标（可能丢失的小目标（经微分后）；经微分后）；a 应加强了望（减少回波能量为代价）。应加强了望（减少回波能量为代价）。wIMOIMO要求：应能手动可调（抑制程度）。要求：应能手动可调（抑制程度）。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备1 1）什么叫雷达同频干抑制电路？什么叫雷达同频干抑制电路？相邻两部同频段雷达，相互产生干扰相邻两部同频段雷达，相互产生干扰。w分为：分为：a同频同频同步同步干扰干扰相同频段，脉冲重复

27、周期相同相同频段，脉冲重复周期相同（T T1 1=T=T2 2）。）。a同频同频异步异步干扰干扰相同频段，脉冲重复周期不同相同频段，脉冲重复周期不同（T T1 1TT2 2）。）。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备2 2）干扰现象：干扰现象：w 同频同频同步同步射线状虚线射线状虚线w 同频同频异步异步aT T1 1T T2 2相差不大相差不大螺旋虚线螺旋虚线aT T1 1T T2 2相差较大相差较大杂乱斑点杂乱斑点w 随随量程增大，更明显量程增大，更明显3 3）危害：危害：a观测困难观测困难a计算机饱和计算机饱和航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备3 3）干扰特点：干扰特点：相邻周期，相

28、邻周期，目标回波是相关的目标回波是相关的即在相即在相邻两次距离周期，目标回波位置基本不变。邻两次距离周期，目标回波位置基本不变。解释解释 同频干目标回波不相关。同频干目标回波不相关。4 4）抑制原理抑制原理相关接收相关接收。目标回波相关被接收。同频干扰杂波回波目标回波相关被接收。同频干扰杂波回波不相关，被抑制。不相关，被抑制。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备w本船：本船：T=1msT=1ms发射一次脉冲，天线转速发射一次脉冲，天线转速n=3 S/n=3 S/转。转。w目标：目标：速度速度1010节（节（1010海里海里/小时），小时），1ms1ms周期目周期目标移动第标移动第周期；第周期

29、；第周期。周期。S=5 m mS=5 m mw 即即1ms1ms时间时间目标船走目标船走5 5毫米，毫米，t t1 1=t t2 2基本基本在同一位置上在同一位置上相关的。相关的。w 而干扰是非相关的，即在相邻两次周期，干扰而干扰是非相关的，即在相邻两次周期，干扰回波位置随机。回波位置随机。3103600185210米航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备1ms内移动内移动 5mm5 5）使用注意事项使用注意事项a a、干扰严重时，才使用、干扰严重时，才使用RICRIC（可能丢失小目标）（可能丢失小目标）b b、使用前，先将、使用前，先将“Tuning”Tuning”、“G”G”及及STCSTC调至最调至最佳状态。佳状态。c c、使用、使用RICRIC时，不要使用时，不要使用FTCFTC，以免丢失小目标。，以免丢失小目标。w 混合放大器混合放大器视频回波、各种标志信号视频回波、各种标志信号一起放大。一起放大。航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备航海雷达与ARPACh2 船用雷达设备