西南科技大学雷达原理试卷及答案

卷一一、填空题（每空2分，共20分）1、以典型单基地脉冲雷达为例，雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备等组成。2、在满足直视距离条件下，如果保持其他条件不变（其中天线有效面积不变），将雷达发射信号的频率从1GHz提高到4GHz，则雷达作用距离是原来的2倍。3、雷达发射机按产生的射频信号的方式，分为单级振荡式发射机和主振放大式发射机两类。4、某雷达脉冲宽度为1μs,脉冲重复周期为1ms，发射功率为100KW,平均功率为100W.5、脉冲多普勒雷达的脉冲重复频率为=1000Hz，对动目标进行检测。其多普勒频率为，能够出现盲速的多普勒频率等于1000Hz。6、雷达测角的方法分为两大类，即振幅法和相位法。7、双基雷达是发射机和接收机分置在不同位置的雷达。8、已知雷达波长为λ，目标的径向速度为v，那么回波信号的多普勒频移=。二、单选题（每题2分，共30分）1、以下哪个部件最不可能属于雷达接收机（C）A、低噪声高频放大器B、混频器C、脉冲调制器D、信号处理机2、雷达测距原理是利用电波的以下特性（D）A、在空间介质中匀速传播B、在空间介质中直线传播C、碰到目标具有良好的反射性D、以上都是3、雷达之所以能够发射机和接收机共用一个雷达天线，是因为（C）A、雷达天线是定向天线B、雷达天线是波导天线C、首发转换开关的作用D、雷达天线用波导传输能量4、雷达射频脉冲与固定目标回波相比（D）A、二者功率相同，频率相同B、二者功率不同，频率不同A、二者功率相同，频率不同B、二者功率不同，频率相同5、雷达定时器产生的脉冲是发射机产生的脉冲是（A）A、触发脉冲，射频脉冲B、发射脉冲，视频脉冲C、触发脉冲，视频脉冲D、发射脉冲，触发脉冲6、雷达发射脉冲的持续时间取决于（C）A、延时线的调整B、3分钟延时电路的调整C、调制脉冲的宽度D、方波宽度的调整7、雷达天线的方向性系数是用来衡量天线的能量聚束能力的，其值应当（A）A、大于1B、小于1C、等于1D、都可以8、雷达接收机中混频器输出的信号是（C）A、本振信号B、视频回波信号C、中频信号D、射频回波信号9雷达接收机输出的信号是（D）A、射频回波信号B、本振信号C、中频信号D、视频回波信号10、雷达接收机中的反海浪干扰电路是用来（A）A、调节接收机的近程增益B、调节回波脉冲强度C、改变海浪回波的变化D、改变发射脉冲强度11、为了增大接收机的动态范围，中频放大器应该使用（B）A、线性放大器B、对数放大器C、A或BD、A和B都不行12、雷达波在传播中如发生超折射，则雷达波束，作用距离（C）。A、向上弯曲，增大B、向上弯曲，减少C、向下弯曲，增大D、向下弯曲，减少13、雨对雷达波的反射强度与和有关（A）A、雨的大小，雷达工作波长B、雨区的大小，雷达最大作用距离C、雨区的大小，降雨量D、雨的大小，雷达最小作用距离14、雷达发射脉冲宽度，将影响雷达的（D）A、盲区大小B、距离分辨力C、作用距离D、三者都是15、不考虑别的因素，用长的波长会使雷达作用距离，方位分辨力（B）A、增大，增强B、增大，降低C、减小，增强D、减小，降低三、判断题（每题2分，共6分）1、雷达在脉冲工作状态，是对连续发射的取样，取样后的波形和频谱均会发生变化，所以产生了盲速（对）2、动目标的雷达回波信号一定会有多普勒频移。（错）3、脉冲重复周期T决定于所要求的最大作用距离（对）四、简答题（3小题，共12分）1、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：对发射信号的频率、相位和谱纯度任一参数有较高要求的情况下选用主振放大式发射机，参数均无较高要求的情况下选用单级振荡式发射机。2、什么叫做自动频率控制？借助图1简述AFC工作原理。答：自动频率控制：能自动地调整其输出的控制电压，以微调本机振荡频率，使两者的差频稳定在额定中频附近的自调频系统。工作原理：由于限幅鉴频器的中心频率调在规定的中频上，鉴频器就可以将偏离于中频的频差变换成电压，该电压经低通滤波器和直流放大器后作用于压控振荡器，压控振荡器的振荡频率发生变化，使偏离于中频的频率误差减小。3、用取样定理来说明盲速和频闪效应。答：盲速和频闪效应均为不满足取样定理条件（多普勒频率低于脉冲重频一半），因此存在速度（多普勒频率）测量的多值性。其中盲速时的多普勒频率恰为脉冲重频的整数倍。五、计算题（4小题，共32分）1、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。min114610lg1.8105.45iSdBdBm-105.54dBm对2、设目标距离为R0，当标准金属圆球（截面积为σ）置于目标方向离雷达0.5R0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。解：根据雷达方程222244004040442162ttetetPGAPGARRRR3、三角波调频测距雷达中心频率为300MHz，调制周期40ms（正负各半），调频斜率±2MHz/ms，目标距离50Km，求计数式频率计的指示，并画出相应的波形。若终端为窄带滤波器组，每个滤波器带宽为50Hz，求测距精度及分辨力。4、某一维相扫天线由12个阵元组成，要求扫描范围为±300，不出现栅瓣，采用四位数字式铁氧体移项器（22.50,450,900,1800），波束步进扫描间隔Δθ=60，试求：（1）每个阵元间距d＝？（2）扫描角6°和30°时每个移项器的相移量和二进制控制信号。（3）当扫描角为±300时，试求θ0.5s?（1）根据无栅瓣条件，每个阵元间距130sin21sin21maxd入/d=1/0.9卷二一、填空题（每空2分，共20分）1、以典型单基地脉冲雷达为例，雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备等组成。2、某雷达接收机的输入信噪比为SNRi=10，输出信噪比SNRo=4；则该雷达接收机的噪声系数为3.97dB。3、英文“Radar”（音译雷达）的中文含义是无线电探测与测距。4、雷达脉冲累积对雷达检测性能有所改善，M个脉冲的相参积累可以使雷达信号的输出信噪比提高M倍。5、二次雷达与一次雷达不同，他不像一次雷达那样依靠目标散射的一部分能量来发现目标，二次雷达是在目标上装有应答器，当它收到雷达信号后，，发射一个应答信号。6、根据雷达发射信号的不同，测定延时通常可以采用脉冲法、频率法和相位法。7、多普勒效应是指发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。8、当雷达处于脉冲工作状态时，将区别于连续工作状态的特殊问题，即盲速和频闪效应。二、单选题（每题2分，共30分）1、雷达测方位原理是利用特性。（D）A、雷达天线定向发射和接收B、雷达天线旋转C、雷达天线与扫描线同步D、以上都是2、雷达发射机产生射频脉冲，其特点是：（A）C、周期性，大功率B、周期性，小功率C、连续等幅，小功率D、连续等幅，大功率3、雷达射频脉冲与动目标回波相比：（B）A、二者功率相同，频率相同B、二者功率不同，频率不同C、二者功率相同，频率不同D、二者功率不同，频率相同4、雷达接收机一般都采用式接收机．（C）A、再生B、直放C、超外差D、阻容耦合5、正常开启雷达，供电都正常但发射机不工作，荧光屏上没有扫描线，应首先查：（D）A、各种保险丝B、发射机C、显示器D、触发脉冲6、半功率点宽度是指功率方向性图中-------时的两个方向的夹角。（B）A、场强为最大值的0.707B、功率密度降到最大值的0.5C、场强为最大值的0.5D、功率密度降到最大值的0.7077、如果某雷达的天线水平波束宽度太宽，则它的：（B）A、距离分辨力差B、方位分辨力差C、测距精度差D、测方位精度一定高8、实用雷达中，AFC电路通过控制-------来保证混频输出的中频不变．（B）A、发射频率B、本振频率C、谐振频率D、回波频率9、使用STC旋钮，会影响雷达的哪种使用性能?（Ｄ）A、减少作用距离B、降低距离分辨力C、降低方位分辨力D、降低接收机近程灵敏度10、雷达接收机的最小可分辨功率Prmin与噪声系数N之间的关系是：（A）A、正比关系B、反比关系C、平方根关系D、没有关系11、接收机前置中频放大器的主要作用是：（B）A、放大中频信号B、抑制噪声，提高信噪比C、两者都是D、两者都不是12、雷达距离分辨力主要取决于。（C）A、发射功率B、接收机灵敏度C、脉冲宽度D、天线高度13、最大作用距离要提高，可采取（D）A、降低最小接收信号功率PrminB、降低通频带的宽度C、增加发射机的发射功率D、以上都是14、雷达发射脉冲的持续时间取决于（C）A、延时线的调整B、3分钟延时电路的调整C、调制脉冲的宽度D、方波宽度的调整15、脉冲宽度越大，则雷达最大作用距离--------，距离分辨力--------。（B）A、越大，越高B、越大，越低C、越小，越高D、越小，越低三、判断题（每题2分，共6分）1、受大气影响雷达的直视距离会增加（对）2、接收机前端对接收机噪声系数的影响最小（错）3、当虚警概率一定时，要提高发现概率，只能提高信噪比（对）三、简答题（每题4分，共12分）1、AGC电路有什么作用？它的基本组成是什么？答：AGC电路的作用：在输入信号幅值变化很大的情况下，通过调节可控增益放大器的增益，使输出信号幅值基本恒定或仅在较小范围内变化的一种电路。它的基本组成：由门限电路、脉冲展宽电路、峰值检波器和低通滤波器、直流放大器和隔离放大器等组成。2、相位法测角的物理基础是什么？试比较最大信号法，等信号法测角的原理和精度。答：相位法测角的物理基础是：利用目标回波在不同天线口面的波程差形成的信号相位差，且在一定的条件下，该相位差与回波到达方向成单值影射关系，通过测量相位差可唯一确定目标方向。最大信号法以接收信号功率最大时的天线波束指向作为目标所在方向；等信号法以相邻波束接收信号功率相等时的天线等波束指向作为目标所在方向，其精度高于最大信号法。3、天线波束有哪些扫描方法？各有什么优缺点？答：天线波束的扫描方法有机械扫描和电扫描方法机械扫描的优点是：扫描范围大，扫描控制简单缺点是：扫描速度慢，惯性大电扫描的优点是：扫描速度快，波束数量、形状、驻留时间等控制灵活缺点是：扫描控制复杂。四、计算题（4小题，共32分）1、某雷达发射机峰值功率为800KW，矩形脉冲宽度为3μs，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比？2、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1σ和2σ，离雷达的距离为1R和2R，若此时两球的回波功率相等，试证明：3、已知目标的多普勒频率fd=300Hz，ϕ0=0.3π，重复频率fr=1300Hz，加于一次相消器的脉冲振幅U0=10V，求：（1）相消器在该多普勒频率下的速度影响值？并画出相消器输出波形，标出参数。（6分）（2）多普勒频率为何值时频率响应值最大？等于多少？（4分）（1）相消器输出：,1,0,2/sin2/3.0cos203.0sin)1(3.0sin10nTTnTnTTnnTudrdrdrdrdrr，带入参数：,1,045.1667.1cos3.131300300sin1300300130030023.0cos20nnnnTur13.3Vn01234567（2）当,2,1,0,22kkTdr时，频率响应值最大，此时最大值为20V。4、动目标显示雷达，波长λ=3cm，脉宽τ=6μs，脉冲重复周期=4000μs，雷达波束在空间以一定的速度不断地作搜索扫描，在上空300Km出发现航天飞机。假定此时航天飞机正以27000Km/小时地径速离开雷达。（1）计算fd(Td)，ϕ0Δϕ0（Td为多普勒信号的周期）（9分）（2）用矢量作图法画出相干视频信号波形（单端相干检波，krUU）（4分）解：（1）,/105.73600102736smvrHzfd5310503.0105.7