雷达原理习题与解答.pdf-资料库

雷达原理习题集西安电子科技大学信息对抗技术系《雷达原理教研组》 2007.9

雷达原理习题集第一章 1-1. 已知脉冲雷达中心频率 f0＝10000MHz，回波信号 V 60 相对发射信号的延迟时间为 500μs，回波信号的 Vr 频率为 10000.03MHz，目标运动方向与目标所在 R 方向的夹角 60，如图 1-1 所示，求此时目标距离 R、径向速度 Vr 与线速度 V。图 1-1 解：波长，多卜勒频率径向速度目标距离，线速度 1-2. 已知某雷达对=5m2 的大型歼击机最大探测距离为 100Km， a）如果该机采用隐身技术，使减小到 0.1m2，此时的最大探测距离为多少？ b）在 a）条件下，如果雷达仍然要保持 100Km 最大探测距离，并将发射功率提高到 10 倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？解：根据雷达方程，作用距离与目标 RCS 的 4 次方根成正比，因此： a）此时的最大探测距离为 b）根据雷达方程，作用距离的 4 次方与目标 RCS、发射功率成正比，与灵敏度成反比，故当 RCS 减小到 50 倍，发射功率提高到 10 倍，还需要将灵敏度提高到 5 倍（数值减小），才能达到相同的作用距离。 1-3. 画出 p5 图 1.5 中同步器、调制器、发射机功放、接收机高放和混频、中放输出信号的基本波形和时间关系。解：同步器 Tr 调制器  f0 发射机功放 tr f0+fd 接收机高放 fi+fd 混频器输出中放输出第二章 - 1 - mfc03.0101031080KHzMHzfd3003.01000003.10000smfVdr/450103015.024smVVr/90060coskmtcRr752105103248kmkmR6.3751.01004max

雷达原理习题集 2-1. 某雷达发射机峰值功率为 800KW，矩形脉冲宽度为 3s，脉冲重复频率为 1000Hz，求该发射机的平均发射功率和工作比解：平均发射功率工作比 2-2. 一般在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？答：单级振荡式发射机简单、经济、效率高，相对体积重量小，使用方便，适用于对脉冲波形、频率精度和稳定度、射频信号相位调制要求不严格的非相参雷达系统；主振放大式发射机具有很高的脉冲波形和频率、相位稳定度，能够适用于对波形、频率、相位有复杂调制，且有很高的稳定性要求的雷达系统。但其组成复杂、造价高，体积和重量也较大。 2-3. 用带宽为 10Hz 的测试设备测得某发射机在距主频 1KHz 处的分布型寄生输出功率为 10W，信号功率为 100mW，求该发射机在距主频 1KHz 处的频谱纯度（相位噪声）。解：根据定义，相位噪声为 2-4. 阐述 p44 图 2.18 中 V2 和 p47 图 2.23 中 VD1、VD2 的作用，在 p45 图 2.21 中若去掉 V2 后还能否正常工作？答：（1）p44 图 2.18 中 V2 的作用是：在阴极负高压作用期间，在管腔内产生高功率的电磁振荡，并通过腔内的耦合探针将电磁能由波导输出到腔外；（2）p47 图 2.23 中 VD1 的作用是当 PFN 谐振充电到 2 倍电源电压后，防止 PFN 向电源的放电，而保持在 2 倍电源电压状态；VD2 的作用是在 PFN 放电期间改善其与负载的匹配，并抑制不匹配时产生的振荡；（3）在 p45 图 2.21 中若去掉 V2，则在 C0 上可进行正常充电过程，但没有放电开关 V2 后，只能通过 R 放电，放电时间过长，且波形很差，微波管可能因连续工作时间过长而损坏，不能正常工作。 2-5. 某刚性开关调制器如图，试画出储能元件 C 的充放电电路和点的时间波形答：  E 0 E 0   - 2 - 368001031010002400()2.4avttrrPpPfWkWT631010000.003rrDfTHzdBHzfLm/5010101001010lg1036ERC充电放电12435

雷达原理习题集 2-6. 某人工长线如图，开关接通前已充电压 10V，试画出该人工长线放电时（开关接通）在负载 RH 上产生的近似波形，求出其脉冲宽度 K L L L L L L RH C C C C C C L=25h，C=100pF，RH=500 解：PFN 阻抗，为匹配放电 10V  脉宽 2.7. 某软性开关脉冲调制器如图，已知脉冲重复频率为 2000Hz，C=1000pF，脉冲变压器初次极匝数比为 1：2，磁控管等效电阻 RH=670，试画出充放电等效电路和点的时间波形。若重复频率改为 1000Hz，电路可做哪些修改？ E Lch  L L L    C C C    解：谐振充电要求：匹配放电要求：等效阻抗，充电等效电路 Lch 放电等效电路 E 3C C L C L C L RH     - 3 - 500101025106s942.0103010102568106HLLchch44.8103105,1051031924495.1674/670/2nRRHHHLL28105.167.5.16710929

雷达原理习题集  若重频改为 1000Hz，可在 Lch 后加二极管，或将 Lch 改为 33.76H。 2.8．某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知 E0=120KV，Eg=70V，C0=100pF，充放电电流 I=80A，试画出 a,b,c 三点的电压波形及电容 C0 的充电电流 ic 波形与时间关系图。若重频为 600Hz，求 G1、G2 的平均功率和调制脉冲的上升时间、下降时间。 G1 c 偏压与激励 a E0 Eg C0 b 偏压与激励 G2 解： a） b） c） ic 上升时间下降时间 G1 管平均功率 G2 管平均功率 3-1. 已知行波管高放 F=6dB，参放 F=1.8dB，量子放大器 Te=10k，试比较三者的噪声性能。如果天线噪声温度 TA=300k，试比较三者内外噪声的相对大小。第三章 - 4 - siCEEtcgs15.08010120070)(100siCEEtdgd15.08010120070100WtfiEEsrcg4321015.06008060035260WtfiEEsrdg4321015.06008060035260

雷达原理习题集解：行波管高放：F=6dB=3.98，Te=（3.981）290K=864.2K 参量放大器：F=1.8dB=1.51，Te=（1.511）290K=147.9K 量子放大器：10K ；外噪声 TA=300K 因此，仅从高放的噪声系数来说：量子放大器噪声性能最好，参量放大器次之，行波管放大器性能最差。外噪声功率比行波管内噪声小，比参放和量放的内噪声大。 3-2. 已知接收机输入端在接匹配负载的条件下，于其输出端测得的噪声功率为 0.1W，接收机额定功率增益为 1012，测试带宽为 3MHz，求等效输入噪声温度和接收机噪声系数。解： 3-3. p58 图 3.12 中的馈线、接收机放电器、限幅器功率增益均为 0.9，低噪声高放增益为 20dB，噪声系数 3，混频器增益为 0.2，相对噪声温度为 2，中放增益 120dB，噪声系数 6dB，求该接收机噪声系数。如果去掉低噪声高放，则噪声系数为多少？解：无源总损耗，混频器噪声系数总噪声系数去掉低噪声高放 3-4. 某雷达接收机噪声系数为 6dB，接收机带宽为 1.8MHz，求其临界灵敏度。解：临界灵敏度 3-5. 某雷达发射矩形脉冲宽度 3s，接收机采用矩形频率特性的匹配滤波器，天线噪声温度为 380k，系统组成和参数如下图，求：含天线噪声在内的系统噪声系数和临界灵敏度。天线馈线收发开关高放混频中放 G=0.9 G=0.8 G=150 F=4.2 G=0.3 tc=2 G=1010 F=3 解：接收机总噪声系数内外噪声引起的总噪声系数接收机带宽含外噪声的接收机临界灵敏度 3-6. 某雷达脉冲宽度 1s，重复频率 600Hz，发射脉冲包络和接收机准匹配滤波器均为矩形特性，接收机噪声系数 3，求接收机等效噪声温度 Te、临界灵敏度 Simin 和最大的单值测距范围。解：等效噪声温度 - 5 - KTFTGNNFWNWNWNNGNNeiio7.212529033.71,33.8012.0088.011032901038.110088.011,088.0012.01.01.0102.1101032901038.1062312212623729.09.09.09.0102.02cF44.42.010729.01410729.0110729.013729.0122F29.342.0729.014729.0110729.01FdBmdBmSi45.1058.1lg106.114min282.43.015072.01315072.017.672.012.472.01F92.5290380282.40TTFFAMHzB46.010337.16dBmdBmSi65.10992.5lg1046.0lg10114minKTe58029013

接收机带宽临界灵敏度雷达原理习题集单值测距范围第四章 4-1. 已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度 10V/cm，量程 Rmax 对应扫略线长度 l=30cm，标尺系数 m=0.2cm/Km，现保证全程测量，采用 A/R 显示方法，将 70Km~80km 一段标尺系数扩大 5 倍，画出加于 x 偏转板、y 偏转板上的偏转信号和加于阴极上的辉亮信号，表明锯齿电压的斜率，对准时间关系 4-2. 若将下图中 A、B、C、D 扫略电压分别加于显示器水平偏转板上，试比较扫略线的长度和量程。 A B C D 4-3. 单枪 A/R 显示器画面如图所示，试画出左、右 x 偏转板的扫略电压及上、下 y 偏转板上回波信号和偏转电压的时间关系图。 4-4. 动圈式示波管 PPI 显示器（1）若使 0Km 位置处于圆环上（空心显示），画出发射脉冲、扫略线圈电流、辉亮信号波形（对准时间关系）（2）若使显示器原点代表 10Km，上述波形应如何变化？ 0Km 10Km 4-5. 已知静电偏转示波管偏转灵敏度 10V/cm，A 显水平扫略电压斜率为 100V/ms，现有一目标回波里扫略线起点的长度为 10cm，扫略线全长 20cm，求该目标的距离、显示器距离量程？若将量程提高一倍，扫略电压应如何变化？ 4-6. 已知静电偏转示波管各极的电压波形如下图，画出该显示器的显示画面。如果扫略和辉亮电压波形改为 ux、ug，画出此时显示画面。 - 6 - MHzB37.110137.16dBmdBmSi86.1073lg1037.1lg10114minKmfcRr250600210328

雷达原理习题集发射脉冲 y 上偏转板 y 下偏转板 x 扫略辉亮信号 x 扫略 ux 辉亮信号 ug 4-7. 试用顺序点阵法和程控点阵法给出字符“5” 的分解点阵表，并给出两者在书写速度、存储容量方面的比较。第五章 5-1．如图所示：雷达观察同一方向的两个金属圆球，它们的雷达截面积分别为和，离雷达的距离为和，若此时两球的回波功率相等，试证明： 5-2．设目标距离为，当标准金属圆球（截面积为）置于目标方向离雷达处时，目标回波的平均强度正好与金属球的回波强度相同，试求目标的雷达横截面积。 5-3．已知雷达视线方向目标入射功率密度为，在雷达接收天线处目标反射功率密度为，目标为雷达站的距离为。 ⑴求目标在该方向上的雷达截面积。 ⑵求该视线方向目标等效球体的总散射功率。 ⑶如果入射功率提高 10 倍求的变化。 5-4．设雷达参数为： W， m2， cm， W。 ⑴用该雷达跟踪平均截面积 m2 的飞船，求在自由空间的最大跟踪距离。 ⑵设该飞船上装有雷达应答器，其参数为 W， m2， W，求采用信标跟踪时自由空间的最大作用距离。 5-5. 某雷达要求虚警时间为 2 小时，接收机带宽为 1MHz，求虚警概率和虚警数。若要求虚警时 - 7 - 121R2R42121RR0R20R1S2SR610tP10rA1013min10S201tP10rA7min10S1R2R12

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