1949_炮瞄雷達(dá)天線點(diǎn)頭搜索機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),雷達(dá),天線,點(diǎn)頭,搜索,搜尋,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)
黃河科技學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書工 學(xué)院 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 專業(yè) 08 級 機(jī)電三 班學(xué) 號 080105624 學(xué)生 羅睿楨 指 導(dǎo) 教 師 王 飛 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目炮瞄雷達(dá)天線點(diǎn)頭搜索機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等） （紙張不夠可加頁）一、目標(biāo)、任務(wù)及設(shè)計(jì)要求某炮瞄雷達(dá)天線重 0.5 噸，為了提高發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率，需要雷達(dá)天線點(diǎn)頭搜索，請?jiān)O(shè)計(jì)點(diǎn)頭搜索機(jī)構(gòu)，點(diǎn)頭頻率 4 赫茲，點(diǎn)頭范圍±30 密位.要求：應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械知識，完成該裝置的設(shè)計(jì)，選型結(jié)合現(xiàn)行主流配置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)出主要零部件。通過完成方案設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件的選擇、等環(huán)節(jié)，使學(xué)生綜合運(yùn)用四年來所學(xué)到的知識提高解決實(shí)際問題的能力，學(xué)會科學(xué)研究的方法、程序，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為其即將走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1.查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩種。寫出 3000 字以上文獻(xiàn)綜述，單獨(dú)裝訂成冊。2.翻譯外文科技資料，不少于 3000 漢字，單獨(dú)裝訂成冊。3.完成開題報告，填寫開題報告表。4.完成設(shè)計(jì)方案選擇與論證，完成該產(chǎn)品的主要零件圖。5.繪制裝配圖及主要零件圖（折合后不少于 A1 圖紙 3 張，可以用計(jì)算機(jī)繪圖）6.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于 300 字。7、包含本次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容的光盤一張。8.編寫設(shè)計(jì)說明書，不少于 8000 字符。三、主要參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，電子線路設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，機(jī)械制圖，機(jī)械工程手冊，自動控制原理，CAD 繪圖及相關(guān)資料等。四、時間安排1、第 1-3 周：對課題進(jìn)行調(diào)研，完成文獻(xiàn)綜述、開題報告及英文資料翻譯，掌握 CAD 軟件應(yīng)用功能。完成開題報告。2、第 4-5 周：閱讀資料，搞清基本原理，畫出原理圖，完成該產(chǎn)品的主要零件圖。3、第 6-8 周：通過各部件的選型設(shè)計(jì)畫出裝配圖。4、第 9-11 周：完成文獻(xiàn)綜述、設(shè)計(jì)說明書。5、第 12-13 周：修改論文與圖紙，準(zhǔn)備答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日計(jì) 劃 答 辯 時 間： 2012 年 05 月 19 日專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人簽名：單位代碼 0 2 學(xué) 號 080105624 分 類 號 TH6 密 級 秘密 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書炮瞄雷達(dá)天線點(diǎn)頭搜索設(shè)計(jì)院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 羅 睿 楨指 導(dǎo) 教 師 王 飛2012 年 5 月 15 日黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（開題報告表）課題名稱 炮瞄雷達(dá)天線點(diǎn)頭搜索機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)課題來源 教師擬訂 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 王飛學(xué)生姓名 羅睿楨 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 號 080105624一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備根據(jù)任務(wù)書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關(guān)的資料有：模擬電子線路，電子線路設(shè)計(jì)，脈沖電路，機(jī)械制圖，機(jī)械工程手冊，自動控制原理，CAD 繪圖，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等以及與設(shè)計(jì)相關(guān)的手冊。二、設(shè)計(jì)的目的與要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)中最后一個實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該設(shè)計(jì)過程，可以檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)的知識，同時培養(yǎng)學(xué)生處理工程中實(shí)際問題的能力，因此意義特別重大。應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械和電氣方面的知識，完成該裝置的設(shè)計(jì)，選型結(jié)合現(xiàn)行主流配置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)出主要零部件并完成裝配。三、設(shè)計(jì)的思路與預(yù)期成果 1、設(shè)計(jì)思路①根據(jù)任務(wù)書要求制定合適的機(jī)械結(jié)構(gòu)②通過計(jì)算選擇能夠完成要求動作的動力機(jī)構(gòu)、傳遞機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)③校核機(jī)械強(qiáng)度 ④整理數(shù)據(jù)完成零件圖、裝配圖并編寫任務(wù)書2、預(yù)期的成果（1）完成文獻(xiàn)綜述一篇，不少與 3000 字，翻譯外文科技資料，不少于 3000 漢字（2）編寫設(shè)計(jì)說明書，不少于 8000 字符。（3）繪制裝配圖及主要零件圖（折合后不少于 A1 圖紙 3 張，可以用計(jì)算機(jī)繪圖）（4）編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于 300 字（5）刻錄包含本次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容的光盤一張四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排1 周——2 周 收集設(shè)計(jì)資料并完成開題報告3 周——4 周 完成英文資料翻譯并寫出文獻(xiàn)綜述5 周——6 周 進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和部分零部件的選擇與設(shè)計(jì) 7 周——10 周 繪制裝配圖和部分零件圖、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11 周 修改整理，準(zhǔn)備答辯五、完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素本人已修完機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、液壓與氣壓傳動、金屬工藝學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)、冷沖模課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等課程，借助圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)等資源。指導(dǎo)教師簽名： 日期： 課題來源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)（藝術(shù)設(shè)計(jì)） ；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報告（2）X—真實(shí)課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題要求（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 羅 睿 楨 指 導(dǎo) 教 師 王 飛 2012 年 03 月 15 日 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 1 頁摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，雷達(dá)的應(yīng)用也愈加廣泛。如果說雷達(dá)是其他設(shè)備的眼睛，那么天線就是雷達(dá)的眼睛。本文通過介紹雷達(dá)的作用、工作原理、發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀等凸顯雷達(dá)在現(xiàn)代技術(shù)行業(yè)的重要性以及雷達(dá)性能改進(jìn)的必要性，增強(qiáng)對雷達(dá)整體的了解，為后邊的設(shè)計(jì)做好鋪墊關(guān)鍵詞：雷達(dá) 點(diǎn)頭搜索 俯仰角 前言：雷達(dá)所起的作用和眼睛相似，但它已經(jīng)不是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。 事實(shí)上，不論是可見光或是無線電波，在本質(zhì)上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速 C,差別在于它們各自占據(jù)的波段不同。其工作原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息(目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是白天黑夜均能探測遠(yuǎn)距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點(diǎn)，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展(如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測等)和科學(xué)研究(天體研究、大氣物理、電離層結(jié)構(gòu)研究等)。星載和機(jī)載合成孔徑雷達(dá)已經(jīng)成為當(dāng)今遙感中十分重要的傳感器。以地面為目標(biāo)的雷達(dá)可以探測地面的精確形狀。其空間分辨力可達(dá)幾十米到幾米，且與距離無關(guān)。雷達(dá)在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調(diào)查、森林資源清查、地質(zhì)調(diào)查等方面顯示了很好的應(yīng)用潛力。一、雷達(dá)的簡述雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備。英文 radar 原是“無線電探測與定位”的英文縮寫，其基本任務(wù)是探測感興趣的目標(biāo)，測定有關(guān)目標(biāo)的距離、方位、速度等狀態(tài)參數(shù)。主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括信號處理機(jī)）和顯示器等部分組成。雷達(dá)工作是通過發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達(dá)回波信號黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 2 頁非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機(jī)放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。 為了測定目標(biāo)的距離，雷達(dá)需要準(zhǔn)確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為：S=CT/2 其中 S：目標(biāo)距離 T：電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時間 C：光速 雷達(dá)測定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。通過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線轉(zhuǎn)向要探測的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出天線轉(zhuǎn)過的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測定方位角和俯仰角。 測定目標(biāo)的運(yùn)動速度是雷達(dá)的一個重要功能，雷達(dá)測速利用了物理學(xué)中的多普勒原理。當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對位置運(yùn)動時，目標(biāo)回波的頻率就會發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，多用于確定目標(biāo)的相對徑向速度。具有測速能力的雷達(dá)，例如脈沖多普勒雷達(dá)，要比一般雷達(dá)復(fù)雜得多。二、雷達(dá)的分類及應(yīng)用簡述雷達(dá)的用途廣泛，種類繁多，分類的方法也非常復(fù)雜。通?？梢园凑绽走_(dá)的用途分類，如預(yù)警雷達(dá)、搜索警戒雷達(dá)、無線電測高雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航管雷達(dá)、引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、雷達(dá)引信、戰(zhàn)場監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載截?fù)衾走_(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識別雷達(dá)等。除了按用途分，還可以從工作體制對雷達(dá)進(jìn)行區(qū)分。這里就對一些新體制的雷達(dá)進(jìn)行簡單的介紹。 ⒈雙/多基地雷達(dá) 普通雷達(dá)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)安裝在同一地點(diǎn)，而雙/多基地雷達(dá)是將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別安裝在相距很遠(yuǎn)的兩個或多個地點(diǎn)上，地點(diǎn)可以設(shè)在地面、空中平臺或空間平臺上。由于隱身飛行器外形的設(shè)計(jì)主要是不讓入射的雷達(dá)波直接反射回雷達(dá)，這對于單基地雷達(dá)很有效。但入射的雷達(dá)波會朝各個方向反射，總有部分反射波會被雙/多基地雷達(dá)中的一個接收機(jī)接收到。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 3 頁⒉相控陣?yán)走_(dá) 我們知道，蜻蜓的每只眼睛由許許多多個小眼組成，每個小眼都能成完整的像，這樣就使得蜻蜓所看到的范圍要比人眼大得多。與此類似，相控陣?yán)走_(dá)的天線陣面也由許多個輻射單元和接收單元（稱為陣元）組成，單元數(shù)目和雷達(dá)的功能有關(guān)，可以從幾百個到幾萬個。這些單元有規(guī)則地排列在平面上，構(gòu)成陣列天線。利用電磁波相干原理，通過計(jì)算機(jī)控制反饋往各輻射單元電流的相位，就可以改變波束的方向進(jìn)行掃描，故稱為電掃描。輻射單元把接收到的回波信號送入主機(jī)，完成雷達(dá)對目標(biāo)的搜索、跟蹤和測量。每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件。不同的振子通過移相器可以被反饋入不同的相位電流，從而在空間輻射出不同方向性的波束。天線的單元數(shù)目越多，則波束在空間可能的方位就越多。這種雷達(dá)的工作基礎(chǔ)是相位可控的陣列天線， “相控陣”由此得名。 相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)如下： （1）波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無慣性快速掃描，數(shù)據(jù)率高；（2）一個雷達(dá)可同時形成多個獨(dú)立波束，分別實(shí)現(xiàn)搜索、識別、跟蹤、制導(dǎo)、無源探測等多種功能；（3）目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個目標(biāo)；（4）對復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；（5）抗干擾性能好。 相控陣?yán)走_(dá)與機(jī)械掃描雷達(dá)相比，掃描更靈活、性能更可靠、抗干擾能力更強(qiáng)，能快速適應(yīng)戰(zhàn)場條件的變化。多功能相控陣?yán)走_(dá)已廣泛用于地面遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)、機(jī)載和艦載防空系統(tǒng)、機(jī)載和艦載系統(tǒng)、炮位測量、靶場測量等。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，固體有源相控陣?yán)走_(dá)得到了廣泛應(yīng)用，是新一代的戰(zhàn)術(shù)防空、監(jiān)視、火控雷達(dá)。 ⒊寬帶／超寬帶雷達(dá) 工作頻帶很寬的雷達(dá)稱為寬帶／超寬帶雷達(dá)。隱身兵器通常對付工作在某一波段的雷達(dá)是有效的，而面對覆蓋波段很寬的雷達(dá)就無能為力了，它很可能被超寬帶雷達(dá)波中的某一頻率的電磁波探測到。另一方面，超寬帶雷達(dá)發(fā)射的脈沖極窄，具有相當(dāng)高的距離分辨率，可探測到小目標(biāo)。目前美國正在研制、試驗(yàn)超寬帶雷達(dá)，已完成動目標(biāo)顯示技術(shù)的研究，將要進(jìn)行雷達(dá)波形的試驗(yàn)。 ⒋合成孔徑雷達(dá) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 4 頁合成孔徑雷達(dá)通常安裝在移動的空中或空間平臺上，利用雷達(dá)與目標(biāo)間的相對運(yùn)動，將雷達(dá)在每個不同位置上接收到的目標(biāo)回波信號進(jìn)行相干涉處理，就相當(dāng)于在空中安裝了一個“大個”的雷達(dá)，這樣小孔徑天線就能獲得大孔徑天線的探測效果，具有很高的目標(biāo)方位分辨率，再加上應(yīng)用脈沖壓縮技術(shù)又能獲得很高的距離分辨率，因而能探測到隱身目標(biāo)。合成孔徑雷達(dá)在軍事上和民用領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如戰(zhàn)場偵察、火控、制導(dǎo)、導(dǎo)航、資源勘測、地圖測繪、海洋監(jiān)視、環(huán)境遙感等。 ⒌毫米波雷達(dá) 工作在毫米波段的雷達(dá)稱為毫米波雷達(dá)。它具有天線波束窄、分辨率高、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時它工作在目前隱身技術(shù)所能對抗的波段之外，因此它能探測隱身目標(biāo)。毫米波雷達(dá)還具有能力，特別適用于防空、地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國的高度重視。 ⒍激光雷達(dá) 工作在紅外和可見光波段的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對微波雷達(dá)的，因此激光雷達(dá)很容易“看穿”隱身目標(biāo)所玩的“把戲” ；再加上激光雷達(dá)波束窄、定向性好、測量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測隱身目標(biāo)。激光雷達(dá)在軍事上主要用于靶場測量、空間目標(biāo)交會測量、目標(biāo)精密跟蹤和瞄準(zhǔn)、目標(biāo)成像識別、導(dǎo)航、精確制導(dǎo)、綜合火控、直升機(jī)防撞、化學(xué)試劑監(jiān)測、局部風(fēng)場測量、水下目標(biāo)探測等。三、雷達(dá)天線點(diǎn)頭技術(shù)隨著雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用的越加廣泛，雷達(dá)系統(tǒng)的不足也越加凸顯。其中掃描范圍的不足就是雷達(dá)技術(shù)的一個嚴(yán)重缺陷。傳統(tǒng)的雷達(dá)已經(jīng)不能滿足日益增長的要求，如何解決這些問題已經(jīng)迫在眉睫。雷達(dá)是通過天線輻射電磁波搜尋目標(biāo)的，天線的性能會直接影響雷達(dá)的工作性能。通過增大雷達(dá)天線的輻射面積是擴(kuò)大搜索范圍的一個途徑。但受到安裝空間及環(huán)境等因素的影響，雷達(dá)天線的面積不可能無限制的增大。因此要通過其他方法解決這一問題。本次設(shè)計(jì)就是通過另一途徑改善雷達(dá)天線的工作模式，實(shí)現(xiàn)天線的點(diǎn)頭技術(shù)，擴(kuò)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 5 頁大電磁波的輻射范圍，增大雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。 所謂的天線點(diǎn)頭技術(shù)就是在雷達(dá)天線周向掃瞄的同時以一定的頻率作俯仰運(yùn)動，將雷達(dá)波束以天線面為基礎(chǔ)整體以一定的頻率震動，從而增大天線在垂直方向上的掃描范圍。應(yīng)用雷達(dá)天線的點(diǎn)頭搜索機(jī)構(gòu)增大雷達(dá)的掃描面積不會受到空間等因素的限制，更加利于實(shí)現(xiàn)。四、雷達(dá)點(diǎn)頭技術(shù)的發(fā)展動態(tài)及發(fā)展趨勢早期廣泛運(yùn)用的測量目標(biāo)高度的雷達(dá)是點(diǎn)頭式雷達(dá)。這種雷達(dá)通過整個天線結(jié)構(gòu)擺動或“點(diǎn)頭” ，使具有窄垂直波束寬度的扇狀水平波束在仰角上實(shí)現(xiàn)機(jī)械掃描，如圖4.1 所示。當(dāng)雷達(dá)天線連續(xù)不斷地向目標(biāo)發(fā)射脈沖時，主瓣返回的目標(biāo)回波通過距離——高度顯示器（RHI）顯示給操縱員，并通過被稱為“波束分層”的處理，即通過測量顯示的目標(biāo)視頻信號的中心，操縱員可精確地直接測量目標(biāo)的高度。盡管一些點(diǎn)頭式天線測高雷達(dá)有一種慢方位旋轉(zhuǎn)搜索模式，但大多數(shù)仍依靠操縱員的方位指示。操縱員通過兩坐標(biāo)監(jiān)視雷達(dá)觀察探測對象，同時由測高雷達(dá)測量高度。測高雷達(dá)旋轉(zhuǎn)到所需的方位從而得到高度和距離的測量值。和 3D 雷達(dá)相比，這種操作方法速度較慢且在多方位目標(biāo)跟蹤能力上受到限制，從而嚴(yán)重限制了人工點(diǎn)頭式天線的測高雷達(dá)在軍事上的使用。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 6 頁4.1 點(diǎn)頭天線示意圖有幾種采用點(diǎn)頭式天線的測高雷達(dá)，如著名的英國 13 型雷達(dá)（AMES 13 型雷達(dá)）和得到廣泛應(yīng)用的美國 AN/TPS—10 雷達(dá)出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 40 年代的中后期，且高頻技術(shù)也開始出現(xiàn)[6]。AN/TPS—10 X 波段點(diǎn)頭式天線測高雷達(dá)系列被 AN/FPS—6，即一種專為美軍設(shè)計(jì)的 S 波段點(diǎn)頭式天線雷達(dá)所取代。AN/MPS—14 雷達(dá)是這種雷達(dá)的移動型，AN/FPS—89 是其改進(jìn)的固定型。AN/FPS—6 雷達(dá)的仰角波束寬度是 0.9°，方位波束寬度是 3.2°，整個天線以每分鐘 20～30 次的速率點(diǎn)頭。這種雷達(dá)能以每秒 45°的速率進(jìn)行方位掃描，以 300～400Hz 的重復(fù)頻率發(fā)射 2?s 的脈沖，其峰值功率為 4.5MW。后繼型號的點(diǎn)頭式雷達(dá)數(shù)據(jù)率比它的先輩有了明顯的提高。例如，S600 系列 C 波段點(diǎn)頭式天線測高雷達(dá)由計(jì)算機(jī)控制和管理，以便最大限度地提高數(shù)據(jù)率，每分鐘能夠獲得 22 個高度測量值。當(dāng)然，利用機(jī)電手段代替通過機(jī)械擺動的整個天線結(jié)構(gòu)，也可使得在仰角上快速掃描水平扇狀波束成為可能。許多使用巧妙的波束掃描方法的點(diǎn)頭波束測高雷達(dá)已經(jīng)成功地應(yīng)用了許多年。兩個著名的例子是二戰(zhàn)中使用的 SCI 雷達(dá)和 AN/SPS—8 艦載雷達(dá)，它們都運(yùn)用 Robinson 型的機(jī)電方式來實(shí)現(xiàn)仰角上波束的快速掃描。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 文 獻(xiàn) 綜 述 ） 第 7 頁五、參考文獻(xiàn)[1] 丁鷺飛, 張平編. 雷達(dá)系統(tǒng)[M]. 西安：西北電訊工程學(xué)院出版社, 1984[2] 劉永坦. 雷達(dá)成像技術(shù)[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 1999.[3] 張直中, 合成孔徑、逆合成孔徑和成像雷達(dá). 現(xiàn)代雷達(dá)編輯部, 1986[4] http://wenku.baidu.com/view/32f10d7202768e9951e738f8.html[5] 林瑞平，火控雷達(dá)搜捕目標(biāo)的方式. 桂林空軍學(xué)院，2003[6] S.A. 霍凡尼斯恩, 合成陣與成象雷達(dá)導(dǎo)論[M]. 北京: 宇航出版社, 1986[7] 保錚, 邢孟道, 王彤. 雷達(dá)成像技術(shù)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2005 畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 羅 睿 楨指 導(dǎo) 教 師 王 飛2012 年 03 月 10 日 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 1 頁雷達(dá)概述雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備。英文 radar 原是“無線電探測與定位”的英文縮寫，其基本任務(wù)是探測感興趣的目標(biāo)，測定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問、速度等狀態(tài)參數(shù)。主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括信號處理機(jī)）和顯示器等部分組成。那么，雷達(dá)具體是怎么工作的呢，下面來做簡單地介紹。雷達(dá)是通過比較發(fā)射信號和目標(biāo)產(chǎn)生的反射信號來獲取信息的。反射信號只能說明目標(biāo)的存在，但僅僅知道這些是不夠的，有時候還必須了解更多關(guān)于目標(biāo)的信息。所以就要求雷達(dá)不僅能夠提供目標(biāo)的位置，還應(yīng)該反映出更對的關(guān)于目標(biāo)的信息。如目標(biāo)物體的樣式、方向、速度等。測量距離或范圍也是雷達(dá)的一個重要功能。雷達(dá)主要是通過測定發(fā)射的信號和接收到的反射波的時間延遲來進(jìn)行距離或是范圍的測量。到目前為止，還沒有其它的任何一種傳感器能夠像雷達(dá)一樣測定到遠(yuǎn)距離目標(biāo)的動態(tài)范圍。一些專用的特殊雷達(dá)能夠精確的測定千米以外的目標(biāo)范圍，其精確度可達(dá)厘米。小到交通測速大到測量臨近星球的距離都可以用雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)，雷達(dá)的應(yīng)用廣泛由此可見一斑。幾乎所有雷達(dá)都帶有定向天線。定向天線不僅為微弱信號提供傳遞增益和必要的接收孔徑，而且它的窄波束寬度能夠確定目標(biāo)的方位。一個典型的雷達(dá)波束寬度一般為 1~2 度。波束寬度還決定了角坐標(biāo)分辨率，但后者具有更高的準(zhǔn)確度。對一個典型的雷達(dá)來說，出現(xiàn)波束分裂是很正常的。一些雷達(dá)還能更精準(zhǔn)的檢測角坐標(biāo)的準(zhǔn)確度，最好的追蹤雷達(dá)甚至可能達(dá)到 0.1 毫拉德的均平方根誤差。由于多普勒效應(yīng)，雷達(dá)所發(fā)射的波束從一個移動的目標(biāo)反射所產(chǎn)生的回波會產(chǎn)生電子頻移——多普勒效應(yīng)用于測定相對速度。相對速度還可以通過變動率的范圍來確定。追蹤雷達(dá)通常就是用這種方法來確定目標(biāo)的相對速度，而不是多普勒頻移。但是，用來監(jiān)測和追蹤地球以外的目標(biāo)，例如衛(wèi)星和飛船的雷達(dá)通常直接利用多普勒頻移來測量目標(biāo)的相對速度，但是這一方法很少被用于飛行器的監(jiān)視雷達(dá)。在飛行器監(jiān)視雷達(dá)中，多普勒頻移被用于區(qū)分所需的運(yùn)動目標(biāo)和不需要的固定雜波回波，如活動目標(biāo)指示雷達(dá)。如果雷達(dá)可以從多個方位對目標(biāo)進(jìn)行觀測，就可以確定它的形狀?？臻g物體識別雷達(dá)就是能夠提取目標(biāo)形狀信息的例子。另外一個例子就是能夠描繪地形的黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 2 頁合成孔徑雷達(dá)。能夠確定目標(biāo)形狀的雷達(dá)有時也稱成像雷達(dá)。通過確定距離分辨力和角分辨力可以得到目標(biāo)大小和形狀。好的距離分辨率通常比同等的角分辨率更容易獲得。在一些雷達(dá)應(yīng)用中，如果監(jiān)測分散式或是與雷達(dá)之間有相對運(yùn)動的物體時，可以用多普勒頻率分辨率代替角分辨率。這是因?yàn)橐恍〔糠值姆稚⒛繕?biāo)有不同的相對速度，所以測得的分辨率是不可用的。這一原理被用于合成孔徑雷達(dá)地面測繪，逆 SAR 地面成像，空間物體識別，星體成像和根據(jù)入射角測量地表和海洋回波散射。目標(biāo)探測雷達(dá)是一種專用監(jiān)視雷達(dá)，通常與控射雷達(dá)緊密相連。這種雷達(dá)主要用于監(jiān)控一個相當(dāng)有限的掃描區(qū)域并且為射控雷達(dá)或者武器本身提供打擊目標(biāo)的指定數(shù)據(jù)。目標(biāo)探測雷達(dá)既可以單獨(dú)使用，又可以多功能雷達(dá)的模式使用。這兩種方法都有人使用，就目前來說更趨向于多功能雷達(dá)，即雷達(dá)同時執(zhí)行目標(biāo)探測，武器引導(dǎo)和控制的功能（如愛國者相控陣?yán)走_(dá)） 。測高雷達(dá)具是一種經(jīng)典的多功能雷達(dá)，目前仍被應(yīng)用于許多空中防御系統(tǒng)。這種雷達(dá)的功能是通過二維監(jiān)視雷達(dá)提供選中目標(biāo)的高度基準(zhǔn)。測高雷達(dá)一般工作在 C 頻和 D 頻波段，并且提供一定程度的與二維監(jiān)視雷達(dá)相一致的 ECCM 頻率分隔，通常工作在 L 波段和較低頻率。典型的測高雷達(dá)(FPS-6) CAN 可在四秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)至方位角內(nèi)的任一位置。然后雷達(dá)在高程點(diǎn)以每分鐘二十到三十赫茲的頻率擺動。方位波束寬度近似于三度，從而確立了二維監(jiān)控雷達(dá)的越區(qū)轉(zhuǎn)接精確度。使用兩個測高雷達(dá)的空中防御系統(tǒng)以平均每分鐘四十的頻率擺動。峰點(diǎn)是通過測量目標(biāo)仰角和范圍，再根據(jù)三角形關(guān)系確定的。高度精確度是范圍的函數(shù)，并且是以目標(biāo)區(qū)間范圍內(nèi)每公里一到兩米為標(biāo)準(zhǔn)的。在當(dāng)今的空中防御系統(tǒng)中，由于目標(biāo)密度過于密集因此需使用三維監(jiān)視雷達(dá)?，F(xiàn)代的三維監(jiān)視雷達(dá)可在五到十秒內(nèi)提供在它監(jiān)視范圍內(nèi)的每一個目標(biāo)的高度信息。三 D 雷達(dá)的使用同時也推動了平衡雷達(dá)頻率（通常在 S 波段）的使用。應(yīng)用于 Hawk 地空導(dǎo)彈系統(tǒng)的連續(xù)波搜索雷達(dá)也是目標(biāo)探測雷達(dá)的一種。這種雷達(dá)用于搜索探測視野（零到四度高程范圍）內(nèi)的低空飛行器和導(dǎo)彈，但是在帶有活動目標(biāo)指示器的傳統(tǒng)脈沖雷達(dá)中通常被地面雜波屏蔽。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 3 頁高效率發(fā)射機(jī)（X 波段）用于使雷達(dá)多路徑的影響最小，這種多路徑會在低高度（ ）產(chǎn)生破壞性干擾。窄頻帶多普勒濾波器儲庫從雜波中提取???
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