第7章 作業(yè)參考答案

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1、第七章作業(yè)1。雷達(dá)測(cè)角的物理基礎(chǔ)是什么？雷達(dá)測(cè)角性能參數(shù)有哪些？教材參考：P200雷達(dá)測(cè)角的物理基礎(chǔ)是電波在均勻介質(zhì)中傳播的直線性和雷達(dá)天線的方向性。雷達(dá)測(cè)角的性能可用測(cè)角范圍、測(cè)角速度、測(cè)角準(zhǔn)確度或精度、角分辨力來衡量。2。振幅法測(cè)角分哪兩類？試簡(jiǎn)述和差法測(cè)角的基本原理。教材參考：P205，P207。振幅法測(cè)角可分為最大信號(hào)法和等信號(hào)法兩大類。用等信號(hào)法測(cè)量時(shí)，波束1接收到的回波信號(hào)u1=KF1(θ)=KF(θk-θt)，波束2收到的回波電壓值u2=KF2(θ)=KF(-θk-θt)=KF(θk+θt)。其中，θt為目標(biāo)方向偏離等信號(hào)軸θ0的角度。對(duì)u1

2、和u2信號(hào)進(jìn)行處理，可以獲得目標(biāo)方向θt的信息。和差法的處理方法為：由u1及u2可求得其差值Δ(θt)及和值Σ(θt)，即Δ(θ)=u1(θ)-u2(θ)=K［F(θk-θt)-F(θk+θt)］，在等信號(hào)軸θ=θ0附近，差值Δ(θ)可近似表達(dá)為。而和信號(hào)Σ(θt)=u1(θ)+u2(θ)=K［F(θk-θt)+F(θk+θt)］在θ0附近可近似表示為Σ(θt)≈2F(θ0)k即可求得其和、差波束Σ(θ)與Δ(θ)的歸一化的和差值。因?yàn)棣?Σ正比于目標(biāo)偏離θ0的角度θt，故可用它來判讀角度θt的大小及方向。3。雷達(dá)掃描常用的波束形狀有哪幾種？地面搜索雷達(dá)垂

3、直面內(nèi)的波束形狀通常采用什么形狀？為什么？教材參考：P209兩種常用的基本波束形狀為扇形波束和針狀波束。地面搜索雷達(dá)垂直面內(nèi)的波束形狀通常采用余割平方形。原因是這種波形的功率利用率比較合理，使同一高度不同距離目標(biāo)的回波強(qiáng)度基本相同。4。天線波束電掃描分哪幾種？試述相位電掃描法的基本原理。給出相位掃描法不出現(xiàn)柵瓣的條件。教材參考：P211-P213根據(jù)是實(shí)現(xiàn)時(shí)所用基本技術(shù)的差別，電掃描又可分為相位掃描法、頻率掃描法、時(shí)間延遲法等。相位電掃描法的基本原理：為由N個(gè)陣元組成的一維直線移相器天線陣，陣元間距為d。假定每個(gè)陣元為無方向性的點(diǎn)輻射源，所有陣元的饋線輸入

4、端為等幅同相饋電，各移相器的相移量分別為0，φ，2φ，…，(N-1)φ，即相鄰陣元激勵(lì)電流之間的相位差為φ。偏離法線θ方向遠(yuǎn)區(qū)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，它應(yīng)為各陣元在該點(diǎn)的輻射場(chǎng)的矢量和。若以零號(hào)陣元輻射場(chǎng)E0的相位為基準(zhǔn)，則，φ為相鄰陣元激勵(lì)電流相位差，ψ為由于波程差引起的相鄰陣元輻射場(chǎng)的相位差，歸一化方向性函數(shù)為。φ=0時(shí)，也就是各陣元等幅同相饋電時(shí)，由上式可知，當(dāng)θ=0，F(xiàn)(θ)=1，即方向圖最大值在陣列法線方向。若φ≠0，則方向圖最大值方向(波束指向)就要偏移，偏移角θ0由移相器的相移量φ決定，滿足。改變?chǔ)罩担涂筛淖儾ㄊ赶蚪铅?，從而形成波束掃描。不出現(xiàn)柵瓣

5、的條件為：。5。相位掃描時(shí)，波束掃描指向角的增大對(duì)波束寬度、天線增益、天線的帶寬影響如何？教材參考：P215-P216在波束掃描時(shí)，由于在θ0方向等效天線口徑面尺寸等于天線口徑面在等相面上的投影(即乘以cosθ0)，與法線方向相比，尺寸減小，波束加寬，因而天線增益下降，且隨著θ0的增大而加劇。當(dāng)掃描角θ0增大時(shí)，允許的帶寬變小。6。什么叫頻率波束掃描？簡(jiǎn)述其基本工作原理。教材參考：P223改變輸入信號(hào)頻率f，則λg改變，Φ也隨之改變，故可實(shí)現(xiàn)波束掃描。這種方法稱為頻率掃描法?；竟ぷ髟恚海?/p>

6、Ф

7、＜2π。當(dāng)θ0=0，即波束指向法線方向時(shí)，設(shè)λg=λg0(相

8、應(yīng)的輸入信號(hào)頻率為f0)，此時(shí)所有陣元同相饋電，上式中，Ф=0，由此可以確定。若θ0≠0，即波束偏離法線方向，則當(dāng)θ=θ0時(shí)，相鄰陣元之間由波程差引起的相位差正好與傳輸線引入的相位差相抵消，故有。d為相鄰陣元間距；λ為自由空間波長(zhǎng)(相應(yīng)輸入端信號(hào)頻率為f)。λg根據(jù)傳輸線的特性及工作波長(zhǎng)而定。已知λ(或f)，并算出λg，可確定波束指向角θ0。7。簡(jiǎn)要介紹常用的多波束形成方法及其工作原理。教材參考：P231-P234常用的多波束形成方法有：1、射頻延遲線多波束形成系統(tǒng)各陣列元接收到的信號(hào)通過水平平行放置的傳輸波導(dǎo)，再經(jīng)定向耦合器耦合到傾斜放置的多根相加波導(dǎo)中

9、相加，并分別送到各自的接收通道。相鄰陣元的信號(hào)到達(dá)相加波導(dǎo)相加時(shí)，由于存在路徑差Δl，兩者間將引入一個(gè)相位差Δφ(=2π(Δl-nλg)/λg，n為某個(gè)整數(shù)，λg為波導(dǎo)波長(zhǎng))。這就意味著波束偏在某個(gè)方向，只有該方向來的回波信號(hào)，其波程差引起的相位差才能與Δφ抵消，使各路信號(hào)在相加波導(dǎo)中同相相加，接收機(jī)輸入信號(hào)最大。由于各條相加波導(dǎo)放置的傾斜角β不同，Δl不同，因而各條相加波導(dǎo)所相應(yīng)的波束指向也就不同。每個(gè)接收通道對(duì)應(yīng)一個(gè)波束指向，M根β角不同的相加波導(dǎo)及相應(yīng)多個(gè)接收通道就對(duì)應(yīng)著M個(gè)波束。2、中頻延遲多波束形成系統(tǒng)因?yàn)榻?jīng)與同一本振信號(hào)源混頻后各陣元接收的信號(hào)

10、之間的相位差保持不變，再通過中頻延遲線，也可以在相鄰陣元之間引入所