第一章
1-1.已知脉冲雷达中心频率 =3000MHz,回波信号相对发射信号的延迟时间为 1000μs,回波信号的频率为 3000.01MHz,目标运动方向与目标所在方向的夹角 60°,求目标距离、径向速度与线速度。
1-2.已知某雷达对σ= 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 σ减小到 ,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?
1-3. 画出 p5图 1.5中同步器、调制器、发射机高放、接收机高放和混频、中放输出信号的基本波形和时间关系。
第二章
2-1. 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
2-2. 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?
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
10μW,信号功率为 100mW,求该发射机在距主频 1KHz处的频谱纯度。
2-4. 阐述 p44图 2.18中 和 p47图 2.23中 、 的作用,在 p45图 2.21中若去掉 后还能否正常工作?
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①~⑤点的时间波形
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 上产生的近似波形,求出其脉冲宽度
L=25μh,C=100pF, =500Ω
2.7. 某软性开关调制器如图,已知重复频率为 2000Hz,C=1000pF,脉冲变压器匝数比为
1:2,磁控管等效电阻 =670Ω,试画出充放电等效电路和①~⑤点的时间波形。若重复频率改为 1000Hz,电路可做哪些修改?
2.8.某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器,已知 =120KV, Eg=70V, =100pF,充放电电流I=80A,试画出 a,b,c三点的电压波形及电容 的充电电流 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。
第三章
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。
3-2. 已知接收机内噪声在输出端的额定功率为 0.1W,额定功率增益为 ,测试带宽为
3MHz,求等效输入噪声温度和接收机噪声系数。
3-3. p58图 3.12中的馈线、接收机放电器、限幅器增益均为 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,求总噪声系数。如果去掉低噪声高放,则总噪声系数为多少?
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。
3-5. 某雷达发射矩形脉冲宽度 3μs,接收机采用矩形频率特性匹配滤波,系统组成和参数如下图,求:接收机总噪声系数,当天线噪声温度为 380°k 、M=3dB时的接收机灵敏度。
3-6. 某雷达脉冲宽度 1μs,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,天线噪声温度 290°k,求系统等效噪声温度 Te、临界灵敏度 和最大的单值测距范围。
第四章
4-1. 已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度 10V/cm,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。
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?
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 , ,画出此时显示画面。
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
5-2.设目标距离为 ,当标准金属圆球(截面积为σ)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 R。
⑴求目标在该方向上的雷达截面积σ。
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σ的变化。
5-4. 设雷达参数为: Pt= W, Ar= 10 , λ= 10cm, . (1)该雷达跟踪平均截面积σ= 20 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 ′= 1W, ′= 10 , ,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。若要求虚警时间大于 10小时,问门限电平 /σ应取多少?
,其发生概率 P(A)=0.6,5-6. 若空间某一区域有目标存在的事件为 A,无目标的事件为
)=0.4,接收机输出超过门限的事件为 B,不超过门限的事件为 ,其发生概率为 P(B),P(
)=0.1, ),已知有目标且超过门限的概率 P(B/A)=0.8,无目标而超过门限的概率 P( B / P(
求:
) (1)超过和不超过门限的概率 P(B),P(
(2)在接收机输出已经超过门限条件下的有目标概率 P( A / B )
5-7. 已知雷达在 ,脉冲积累数 10,按照非起伏目标,对小型歼击机的作用距离为 300Km,求当 时对大型远程轰炸机的作用距离。
5-8.某雷达重复频率 = 600Hz ,水平波束宽度 ,要求以 ,发现某一型号的目标,已知不用脉冲积累和不起伏的作用距离 =300Km ,现用检波后积
累,求:
(1)线环扫速度为 15转/分时的作用距离。
⑵天线环扫速度减为 3转/分时的作用距离变换多少倍。
⑶若目标按 SWELLINGⅠ型起伏,天线环扫速度为 15转/分时,相参积累的作用距离。
5-9. 假定要设计一部低空目标探测雷达,将雷达安装在海拔 1000米的山顶上,目标飞行高度 100米,则该雷达的作用距离选取多少为宜?
5-10. 一部λ=10cm的雷达,对有效反射面积 5 的目标,脉冲积累数 20,在 Pd=0.9, 条件下的作用距离为 100Km
(1)保持天线口径不变,将波长改为 3.2cm,发射机功率降低到 1/4接收机噪声系数增大到 4倍,脉冲积累数不变,则最大作用距离 变化多少?
(2)若允许 , =0.9,在原题条件下,按照非起伏目标试估算 的变化 (3)若目标高度为 200米,要在 80Km以外发现目标,则雷达天线应架设多高? (4)现将天线扫描速度提高一倍,则对 影响如何?
5-11. 雷达采用 10cm波长、100KW发射功率时对目标的最大探测距离为 ,现用相同口径天线、改用 3cm波长、81KW发射功率,忽略大气衰减,求其对同一目标的最大作用距
离。
5-12. 已知雷达的脉冲积累数为 50,视频积累的效率为 0.4,如果改用理想的中频积累,则达到相同积累效果时需要多少个脉冲?
5-13. 已知雷达的参数是:发射功率 W,天线增益 40dB,波长 5.6cm,目标截面积 3 ,接收机带宽 1.6MHz,噪声系数 10,识别系数 2,系统损耗 4dB,天线噪声 TA=290°K忽略大气衰减,求 , 。如果其他参数不变,当目标距离为 150Km时,求接收机输入端和输出端的信噪比。
5-14. 已知某警戒雷达参数如下:发射功率 2× W,波长 10cm,矩形脉宽 2μs,目标σ=50 ,非起伏,天线噪声温度 = C,F=6dB,天线口径 7×1.2 ,矩形接收带宽,门限电压与噪声电压之比为 5,识别系数 m=12dB,试求最大作用距离 , 和
5-15. 已知某雷达和目标参数如下:λ=0.1m,Pt=3× W,重复频率400Hz,脉宽 1.6μs(矩形), =6 ,G=7500,波束宽度 1.5°, 6转/分钟,矩形滤波器, F=15, = 0.9,
,目标 σ=15 ,第一类起伏目标,高度 1000m,系统损耗 5 dB,天线高度 200m,考虑地面反射、直视距离和大气衰减影响(晴天),求该雷达的最大作用距离。
第六章
6-1.三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。
6-2.三角波调频的连续波测距雷达,当调频周期 T满足 T>>2R/C时,求距离 R的表达式已知调频斜率为 5MHz/ms,当测频带宽为 100Hz时,求测距误差
6-3. 下图为时间鉴别器的原理方框图,设回波脉冲宽度和波门脉冲宽度均为τ, (1)当准确跟踪时,画出图中 A、B、C、D、E五点波形
(2)当回波脉冲中心滞后两波门中心、且满足 0<Δt<τ/2时, 画出图中 A、B、C、D、E五点波形
(3)画出该时间鉴别器的时间误差鉴别特性波门脉冲(前波门)
第七章
7-1 试求出单向和双向方向图的辛克函数和高斯函数的近似表达式中的系数 a, ,b 。
7-2 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。
7-3 三天线相位法测角系统如教材图 7.5所示( P204)。已知 , = 3.5λ ,目标偏离法线角为θ,当不考虑相位检波器误差时, 和 的准确读数应是 ,由于相
位检波器有误差, 和 的实际读数是 和 ,求θ角并比较两天线和三天线的测角
精度。
7-4 天线波束有哪些扫描方法?各有什么优缺点?
7-5 某一维相扫天线由12个阵元组成,要求扫描范围为 ± ,不出现栅瓣,采用四位数字式铁氧体移项器( , , , ),波束步进扫描间隔 Δθ= ,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 ± 时,试求 = ?
λ
7-6 某一维相扫天线由 4个阵元组成,d = ,各馈源都安有四位数字移项器,所对应
的控制信号如图所示。求波束指向角 。若波束指向角为- ,2 ,对应的控制信号应是什么?
7-7 三座标雷达最大作用距离 300km,方位扫描为 ,仰角范围为 ~ ,脉冲积累数为 10,波束宽度为 × ,试计算扫描周期和数据率。
7-8 如教材图 7.36(P227)矩形波导蛇形馈线相邻馈源的长度 L=32cm,自由空间波长 λ=10cm ,波导宽边 a=6cm,两馈源间间距 d =λ/ 2,求波束指向角 = ?
7-9 如教材图 7.40(P231)所示,波导宽边 a=6cm,自由空间波长 λ=10cm ,馈源间间距 d =λ , β= ,求波束指向角 = ?
7-10 如图示中频多波束形成系统,阵元间距 d =λ /2,中频 =30MHz,同轴电缆延迟线介电系数ε= 2.25。
(1)简述工作原理,画出波束 1、2、3的指向位置。
(2)当 Δθ= 时,求相邻抽头的延迟时间 Δt和电缆长度 Δl。 (3)用上述系统形成 5个间隔Δθ = 的波束,延迟线应如何设置?
7-11下图为圆锥扫描雷达简化方框图,垂直于等信号轴的截面 xoy中一目标 A, =∠Aox = ,ox为时间基准,波束 反时针旋转。试定性说明误差电压的形成,画出①~⑧点的波形。
7-12 圆锥扫描雷达,目标位置为 A,o为天线对称轴,图中圆为波束中心运动轨迹。
(1)已知 ,目标与天线对称轴地误差角ε= , =5V ,测角率 =20%,分别画出度
相位鉴别器输入端角误差信号和代表它所包含地方位、仰角误差信号地波形(标明振幅和相
位)。
(2)如果目标处于位置 B,相位鉴别器地方位基准信号采用 sinω t ,仰角基准信号采用 cosω t ,此时天线将如何运动?
第八章
8-1 连续波雷达,波长为 λ(频率为 ),目标等速直线飞行,速度为 v,航线如图所示, 为有限值。
(1)目标沿该航线由西向东飞行,求 与方位角α的关系式,画出曲线表示。(设正北方向α= 0)。
(2)AO =OB<< ,又设目标飞经 O点时刻为时间轴原点,载目标由 A飞向 B的一段时间里,
(A)证明回波频率 = - kt, k =
,C为光速。
(B)画出 fd ~t 曲线。
(C)说明相干检波器输出信号形式,并画出示意波形图。
8-2 动目标显示雷达,波长 λ=3cm ,脉宽 τ= 6μs ,脉冲重复周期 = 4000μs ,雷达波束在控件以一定的速度不断地作搜索扫描,在上空 300km处发现航天飞机。假定此时航天飞机正以 27000km/小时地径速离开雷达。 (1) 计算 Δ ( 为多普勒信号的周期)
(2)用矢量作图法画出相干视频信号波形(单端相干检波, ). (3)画出相干视频信号的振幅谱。
8-3 脉冲雷达发射全相参脉冲,重复周期 Tr,载频 ,目标径向速度为 , Δ 为经过一个重复周期后,目标延迟时间的变化量。
(1)求证相邻两回波脉冲与基准信号相位差的变化量为 Δ =ω Δtr =ω Tr 。
(2)设 = 300m / s , =1000μs , =1500MHz 计算 ΔR,Δ ,Δ 各为多少?
8-4 脉冲雷达发射全相参脉冲,重复频率为 , =π /4 , << ,若 = /4 和 = /4 。用矢量作图法画出相干检波器输出波形和 A 显画面。(设目标不起伏,雷达系统稳定,噪声忽略)
8-5 全相参脉冲雷达 =1000Hz , =3000MHz , =10km , , = 25m / s 和 =125m / s 情况下,用矢量图作图法画出相干检波器输出波形,并求出 = ? ( -相干视频包络频率)
8-6 如图,目标在正北位置向正东方向直线飞行, v = 6000m / s ,雷达重复频率 = 600Hz , λ= 20cm,目标方位从 到 的范围内,在哪些方向上,雷达可能将目标误认为是固定目标?
8-7 用取样定理来说明盲速和频闪效应。
8-8 已知目标的多普勒频率 = 300Hz , =0.3π ,重复频率 =1300Hz , 加于一次相消器的脉冲振幅 =10V ,求:
(1)相消器在该多普勒频率下的速度响应值,并画出相消器的输出波形,标出参数。
(2)多普勒频率为何值时频率响应值最大?等于多少?
8-9 图为动目标显示雷达组成方框图,设在距离 处有一固定目标:
(1)写出对应目标的 A、 B、C、 E、F 、G个点电压 的表达式。 (2)扼要定性说明为什么要对相干振荡器定相。
(3) 如果本振相邻周期间频率变化值 Δ =15Hz,动目标显示范围 0~75km,求 Δfl引起的相消剩余 的值。
8-10 在 MTI系统中,采用正交双通道相干检波器,设某强固定目标回波对应的相位 =2π ,
(1)画出此目标在 A显上的波形。
(2)如果在此强固定目标的回波上迭加了一个弱的动目标回波信号,画出此时 A显上的波形。 (3)说明正交双通道检波器为什么能消除连续盲相。
8-11在参差 T条件下何在均匀 T条件下,由二次回波能否分辨固定目标何运动目标?
8-12 写出采用 MTI正交双通道处理时Q, I,ΔQ,ΔI,U 的表达式。(假定输入回波信号的振幅 << ,且 =常数)
8-13 求出 MTI正交双通道处理的对消部分的振幅频率特性何速度响应( << )。
8-14 画出图示 MTI滤波器的振幅频率特性K =1.5 。
8-15 设甲乙两雷达分别对相同的杂波背景下的同一目标进行观测。甲的水平和垂直波束宽度为 ,脉宽为 1μs;乙的水平和垂直波束宽度各为 ,脉宽为 10μs,除杂波抑制设备外,其它参数相同。已知甲的杂波下可见度 42dB时可发现目标,问乙需要改善因子为多少时才能发现同一目标?
8-16 已知动目标显示雷达,由于天线扫描限制的改善因子为 40dB,雷达系统不稳定限制的改善因子为 20dB,杂波起伏限制的改善因子为 50dB,对消器本身限制的改善因子为 45dB,求该 MTI雷达系统改善因子是多少?
8-17 已知某 MTI雷达的改善因子为 40dB,处于杂波中的动目标信号功率为 W,问
在临界灵敏度条件下该雷达能在多强的杂波功率下发现目标?
8-18 雷达工作波长 λ=10cm ,重复频率 =1.5KHz , =8×103 m / s , τ= 20μs ,航线如图所示。
(1)画出相干检波器输出端的波形图何频谱图,什么时候出现盲速? (2)天线方向图为高斯形,扫描时收到的有效脉冲数 N=16( =8KHz时)。画出固定目标和运动目标( = 2KHz 时)的频谱。若用 FFT作等效窄带滤波器,试求滤波器的数目,每一滤波器的中心频率,等效带宽及滤波器的等效滤波特性。如果这是将重复频率提高到 =16KHz ,则以上参数如何变化?
8-19 某动目标显示雷达工作载 L波段,重复周期 = 2ms ,脉冲宽度 τ= 2μs ,天线转速Ω = 3转/分 ,在天线照射目标期间获得的回波脉冲数 N=20,回波脉冲串包络近似为矩形。
(1)图为固定目标回波频谱图,计算出 A、B、C、D、E五点的频率 , , , , 。 (2) 如果天线转速增大到Ω = 6转/分,此时 , , , , 各等于多少? (3)对应于Ω =3转/分 ,画出理想滤波器的滤波频率特性。
(4)定性说明,如果雷达工作频率提高到厘米波段,理想滤波器的频率特性应有什么变化?
(5)某飞机目标飞行速度v = 250m / s,飞行方向和雷达照射方向夹角 θ= ′ ,设 MTI雷达工作波长 λ=10cm 。目标回波经 MTI滤波器 输出后,在雷达亮度显示器上能否发现此目标?从频率域加以说明。
(6)如天线方向图以辛克函数表示,且认为回波脉冲串包络也近似用辛克函数表示,定性说明此时频谱图有何变化。
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