历些毛子种技大兽 《毫米波雷达综合实验》 XIDIAN UNIVERSITY 第1讲雷达原理及其应用简介 杨明磊 课件网址：http:/web.xidian..edu.cn/mlyang/teach.html 4
《毫米波雷达综合实验》 第1讲 雷达原理及其应用简介 杨明磊 课件网址：http://web.xidian.edu.cn/mlyang/teach.html 4
历些毛子代枚大学 我校雷达专业历史悠久、实力强大 XIDIAN UNIVERSITY 半部电台起家-军事 科研> ■雷达信号处理国防科技重点实验室-1991 研制出我国： 年首批 ·第一台气象雷达 ■信号与信息处理一全国A类 ·第一套流星余迹通讯系统 985优势学科创新平台 ·第一台可编程雷达信号处理机 ■雷达技术协同创新中心（2011计划) ·第一台毫米波通讯机 ■民用雷达国家地方联合工程研究中心 ·第一部装备我军通信的“塞绳电报互换机“ 新一代雷达集成攻关大平台 ·第一台"塔型管空腔振荡器 (教育部遴选10家，西电是唯一非985高校) ·第套“三坐标相控阵雷达
我校雷达专业历史悠久、实力强大 5 ◼ 半部电台起家-军事 ◼ 雷达信号处理国防科技重点实验室-1991 年首批 ◼ 信号与信息处理--全国A类 ◼ 985优势学科创新平台 ◼ 雷达技术协同创新中心（2011计划） ◼ 民用雷达国家地方联合工程研究中心 ◼ 新一代雷达集成攻关大平台 （教育部遴选10家，西电是唯一非985高校）
历安花子种枚大学 XIDIAN UNIVERSITY 提纲 雷达是什么？ -一一雷达的概念及原理 ■二、 雷达从哪儿来？ 一一雷达的发展历史 ■三 雷达能干什么？ 一-雷达的功能及分类 ■四、{ 雷达走向何处？ 一一雷达的发展趋势 6
提 纲 ◼一、 雷达是什么？ ---雷达的概念及原理 ◼二、 雷达从哪儿来？ ---雷达的发展历史 ◼三、 雷达能干什么？ ---雷达的功能及分类 ◼四、 雷达走向何处？ ---雷达的发展趋势 6
历安毛子种枝大 一 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY ■1.雷达的概念 雷达RADAR ---RAdio Detection And Ranging 思考：在山谷中说话会产生 含义：利用无线电对目标进行探测和测距 Antenna Propagation Transmitted Pulse Radar observables: Target range M Target angles(azimuth elevation) Target size(radar cross section) Target speed(Doppler) Target features(imaging)
一、雷达的概念及原理 ◼1.雷达的概念 7 ◆ 雷达 RADAR ---RAdio Detection And Ranging 含义：利用无线电对目标进行探测和测距
历些毛子种枝大兽 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY ■雷达 Surveillance and Fire Control Radars daun,Lsa同
一、雷达的概念及原理 ◼雷达 8
历安花子种枝大学 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY ■2.雷达原理 ◆(2)测速度：-多普勒效应 ◆（1)测距离： 多善物效应：当目标与雷达之间存在相对运动的，若雷达发射信号的工作频 率为f,则接收信号的频率为+f,f为多善勒频率。将这种由于目标相对 辐射源的运动而导，致回波信号频率的变化称为多普勒效应 向站飞行目标 当目标向着雷达运动附， 多善勒频率为正 雷达 辐射镂前 R=C,T/2(其中C为光速，℃为延迟时问) 入>入'('为反射波波长) 自标反设我 手fF年nes5tFn1e年31 E33自1年自nt中 站飞行目标 当目标远离雷达运动时， 多善勒频率为负 雷达 1< 图4运动可标对反射的等相位波前的影响
一、雷达的概念及原理 ◼2.雷达原理 ◆（1）测距离： 9 ◆（2）测速度：-多普勒效应
历些毛子种技大兽 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY ■2.雷达原理 ◆（3)测方向： ◆(4) 测目标其他信息 高度 N09 假设目标的斜距为R,仰角为O,则目标的高度为 0 H=R.sin+h (其中h为天线高度) 波束轴方向 如果考虑地球曲率半径P的影响，则目标的高度为 H=R.sine+h+R2/(2p) 被束位置A 是类 装踪触=日标方向 目标的尺寸和形状 一维距离像→·大致确定目标在距离维的尺寸和散射点的分布 合成孔径雷达成像一实现对地形的侦察和目标的识别 三维成像（特别是单脉冲三维成像）→对目标的三维尺寸和形状进行特征提取 被束位置B
一、雷达的概念及原理 ◼2.雷达原理 ◆（3）测方向： 10 ◆（4）测目标其他信息
历些毛子代技大￥ 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY ■2.雷达原理 ◆雷达成像 ◆识别（确定目标的属性） 坶克炮筒 坦克阵地光学照片 1in分辨率SAR图像
一、雷达的概念及原理 ◼2.雷达原理 ◆雷达成像 11 ◆识别（确定目标的属性）
历些毛子种技大兽 雷达的概念及原理 XIDIAN UNIVERSITY >雷达与其它传感器的比较优势 ·全天候全天时，解决了光学传感器在夜间和雨天无法正常工作的问题 ·分辨率高，相对激光雷达具有成本优势，有望替代激光雷达实现雷达点云成像 ·作用距离远，应用场景广泛，是未来高级自动驾驶应用的核心技术 >毫米波雷达的优势及特点 ·频率越高体积越小，77GHz天线尺寸是24GHz天线尺寸的1/3 ·更容易实现单芯片集成结构 ·更高的分辨率和探测精度（距离、角度和速度） 12
12 一、雷达的概念及原理 ➢ 毫米波雷达的优势及特点 ➢ 雷达与其它传感器的比较优势 • 频率越高体积越小，77GHz天线尺寸是24GHz天线尺寸的1/3 • 更容易实现单芯片集成结构 • 更高的分辨率和探测精度（距离、角度和速度） • 全天候全天时，解决了光学传感器在夜间和雨天无法正常工作的问题 • 分辨率高，相对激光雷达具有成本优势，有望替代激光雷达实现雷达点云成像 • 作用距离远，应用场景广泛，是未来高级自动驾驶应用的核心技术
历些毛子代枚大学 二、雷达的发展历史 XIDIAN UNIVERSITY ■1.雷达的诞生及发展初期 ◆1842年，奥地利物理学家多普勒一率先提出了速度与音高关系的多普勒效应。 ◆1865英国物理学家Maxwe1一描述了电磁场理论 ◆1886德国物理学家Hertz一发现了电磁场并证明了MaxwelI的理论 ◆1904年德国工程师Hul smeyer一发明了用电磁波测量船距的装置（第一次雷达测试） ◆1936年，英国罗伯特•沃特森·瓦特在索夫克海岸架起了第一个雷达站
二、雷达的发展历史 ◼1.雷达的诞生及发展初期 ◆1842年，奥地利物理学家多普勒——率先提出了速度与音高关系的多普勒效应。 ◆1865英国物理学家Maxwell ——描述了电磁场理论 ◆1886德国物理学家Hertz ——发现了电磁场并证明了 Maxwell 的理论 ◆1904年德国工程师Hulsmeyer ——发明了用电磁波测量船距的装置（第一次雷达测试） ◆1936年，英国罗伯特•沃特森•瓦特在索夫克海岸架起了第一个雷达站。 13