航海雷达与

<航海雷达与A R P A>

第一章基本工作原课

第一节测距测方位基本原理

1．测距

a）利用电磁波特性：

1）.直接传播（微波波段）

2）.匀速传播（同一媒质中）

3）.反射特性（在任何两种媒质的边界面）

b）计算公式:

S = C( t2 - t1 ) / 2

其中：S：目标和本船距离; t1 ：发射时刻;

t2 ：接收时刻；C：电波速度；为300000公里/秒

为准确测量( t2 - t1 ) ，发射信号包络为矩形脉冲。

2．测向

天线为定向天线，只向一个方向发射，也只接收这个方向的目标回波，实现这个方向的测距。随着天波的转动，实现不同方向的测距。

第二节基本组成及各部分作用

1）触发电路：

每隔一段时产生一个尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间)

2）发射机：

触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。

3）发收开关：

发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。

接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。

第二章船用雷达设备

第一节中频电源设备

为满足船用雷达工作、及工作环境的要求，雷达对电源的电压值、频率值及各指标的稳定性均有具体的要求，船舶上存在低频、高频电源干扰，有船电负载多变化大等等现象。采用专门的中频电源，正是为了防止这些干扰和有害的现象。目前；雷达电源有中频逆变器、中频变流机组二种。

第三节雷达发射机

一、主要组成及各部分作用

1：触发脉冲产生器：

相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。

2．调制器及预调制器：

触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度的小功率正方波，控制预调制器产生的方波的起始时刻，预调制器产生的方波控制调制器，使调制器产生大功率负高压脉冲。有的雷达没有预调制器，预调制器的功能由调制器完成。

所以；调制器是产生高压的部件。

3：磁控营：在调制器输出的负高压作用下，磁控营产生矩形调制的微波振荡脉冲.实现能量转换，调制器相当于高压电源。

）：磁控营基本结构及工作原理

磁控营是实现微波振荡的元件，其结构、工作原理，与实际使用中的调试、维护等等事宜有关。下面我们扼要介绍之。

A：基本结构

阴极和阳极之间的空间, 称为空腔，空腔内为真空。空腔内,有永久磁铁提供的恒定磁场，如图示。

阴极内含有灯丝，加调制器送来的负高压前，灯丝先通电3min，用于加热阴极，阴极表面有氧化物涂层，加热使其产生自由电子，能量转换是自由电子完成的，没有3min加热，磁控管不能正常工作。

B：工作原理

调制器负高压脉冲一到，阴极和阳极之间激起微波振荡。

阴极附件的自由电子，在飞向阳极过程中，由调制器提供的高压，使电子获得能量。

又在恒定磁场的作用下，把自由电子获得的能量，传给微波振荡，使原本微弱的微波振荡强大起来。

载波频率采用下列二种：

S波段—（2900~3100）MHZ — 10cm（波长）

X波段—（9300~9500）MHZ —3cm（波长）

）：工作状态判断：

●磁控管正常工作时，有稳定的阳极电流，所以；能够输出稳定的大功

率微波，氖灯遇大功率微波辐射会发亮。

●这样；我们可以采用氖灯法、电流观察法、雷达性能监视器三种方法来

判断磁控管工作状态。

●①电流法：

●a）：电流值为规定值，磁控管工作正常。否则为不正常。

●②氖灯法：

●氖灯放在距收发机波导口10~15（cm）处，若氖灯发亮，说明正常。不发亮，

管子不工作。

●③雷达性能监视器

●（后续章节介绍）

）：磁控管保存及使用：

由于磁化作用，磁控管保存有如下规定：

木箱内，磁控管离铁磁体至少10cm，二个磁控管之间至少距离20cm。

备用磁控管应经常轮流使用。

）：老练

●“老练”是更换磁控管时，为确保设备安全，要进行的一个步骤。

●什么是“打火”

●磁控营空腔内为真空，如果空腔内有气体，高压会使气体电离，就会有

负离子飞向阳极，形成阳极电流，这一现象称为“打火”。

●什么是“老练”

●气体一下子全部电离，就会有大量负离子飞向阳极，形成很大的阳极电

流，会损伤阳极。

●逐步加高压，逐步电离，慢慢去除气体，可以避免对磁控管的伤害，

这一过程称为老练，步骤如下：

●“老练”步骤

●a）：先加灯丝电压半小时。

●b）：再加较低的高压半小时或更长时间，之后加较高的电压。

●c）：若在某电压灯火，退回先前的电压，一段时间后，再返回该电压，若再打

火，则再退回，直到不打火，这样；电压慢慢向上升，直到额定值。

●老练前提：新管，6个月未用的旧管。

●三．特高压电源的三种开关

●发射开并、延时开关、门开关三种开关各自有不同的用处，三种开关同

时合上、高压才能加到磁控管。

1：3分钟延时开关：保护磁控管

2：门开关：收发机箱的盖板没有合上，门开关断开，调制器没有特高压电源供电，不能发射。这样就确保了人员的安全。

3：发射开关（雷达电源：off -> Standby）：

由操作人员控制。开启雷达电源后，“预备”指示灯亮，延时开关，保证在发射开并合上3分钟后，再接通。

●第四节微波传输及天线系统

●天线系统实现了雷达微波信号的径向发射与接收，微波传输部件实现了

天线与收发机的连接。

●微波传输及天线系统采用的器件是微波器件，有别于雷达的其他部分。

下面我们予以介绍。

●1．组成及基本工作原理

●天线系统由天线、驱动电机、传动装置、船首线电路、方位同步发

送机、波导等组成。各部分作用如下：

●1)：驱动电机：

●通过传动装置，带动天线、船首线电路及方位同步发送机转动。天线约

每3秒转一圈。

●2)：方位同步发送机：

●将天线的转动角信号，送去显示器，使得显示器产生的扫描线，扫描

线相对于固定方位圈0°刻度方向的夹角，与天线发射方向相对于实际船首线的夹角相同，如图示。

●3)：船首线电路：

●将产生的船首线信号，送到显示器，使显示器显示出船首线时，恰为天

线向实际船首线方向发射的时刻。如图示。

●4): 天线通过波导，与收发机相连。

●2．波导

●雷达波导由铜制成的内部空心外形为矩形的金属管，天线由窄边开缝波

导构成，微波传输也由波导完成，所以；我们首先讲解波导。

●1）：采用波导的原因：

●天线发射与接收的信号，均为微波信号，微波信号不能用普通导线传输，

这是因为微波信号频率太高的原因，下面我们分析之，并提出解决的方法。●A: 趋肤效应：

●由电磁场理论和天线理论知：频率f上升，导致电流集中在表面，中

心无电流，相当于导电体积减少，电阻上升，电阻热损耗上升，同时；使辐射增加，这就是所谓趋肤效应。所以不能采用普通导线。

●1：采用波导传输信号：

●雷达波导由铜制成的内部空心外形为矩形的金属管，按边的尺寸分为

3cm 、10cm二种。

●采用波导后（见图），由电磁场理论知，电流在内表面，所以无辐射。

●又由于，内表面的面积，比普通导线的面积大很多，所以电阻热损耗

很小。

2：采用波导的若干问题

2）：波导不能进水，

●否则微波加热积水，使该处发热。

●在收发机入口处、波导接口处

●加入防水云母片。

3）：另由电磁场理论知：

●波导尺寸与电波波长成正比，损耗与电磁波的振荡模型有关。

●所以；3cm雷达采用波导，10cm雷达因波导太大改用同轴线。

4）：收发机天线之间的波导管，总长度不宜超过20米，整个波导系统的弯头不宜超过5个。

●3．天线的方向性

●

●天线由窄边开缝波导构成。

●这种天线，它辐射的电磁波，其空间分布是怎样的？

●下面；我们首先介绍天线方向性图这个基本概念，再介绍辐射电磁波的空

间分布。

●

●1）：天线方向性图：

●天线方向性图是表示辐射方向，与该方向辐射强度关系的图形。可用场

强表示，也可用功率表示。

●雷达三维方向性图近似为细长的橄榄球。

●

●场强图中，最大值的们的二个线段的夹角；或功率图中，最大值的倍

的二个线段的夹角称半功点宽度。

●

●方向性图可分为水平方向性图和垂直方向性图二种。

2）：水平波束宽度?H

●天线俯视图中，半功点宽度称为水平波束宽度。?H < 2 °，一般?H为1°

左右。

3）：垂直波束宽度?v

天线侧视图中，半功点宽度称为水平

波束宽度。?v=15 ° ~ 30 °

防止船舶摇摆时，丢失目标。

4）：编转角

方向性图中最大值方向与天线的辐射平面的法线方向的夹角称为编转角。

编转角与发射频率有关，更换磁控管，编转角将改变。

补充：

隙缝波导天线的主瓣轴向与天线窗口

法线方向之间约有°°的偏差。在安

装天线时应加以校正。应调船首线装置，使

最大值方向与首线一致。

5 ）：根据电磁场理论：

发射频率愈高，方向性愈尖锐。

4：极化

电磁波中的电场矢量的方向，称为极化。

船舶雷达极化有下列三种：

电场矢量沿水平方向振动的，称水平极化。

电场矢量沿垂直方向振动的，称垂直极化。

电波的电场矢量，作圆周旋转，称圆极化。

理论分析及实验表明：

●海浪高<（m）；水平极化海浪干扰最小。规定X波段采用水平极化（包

括雷达，航标）。

●海浪高<1~3（m）；垂直极化海浪干扰最小。某些S波段采用垂直极

化（主要是雷达）

●由电磁场理论知：

●圆极化波段对称物体，右旋转波变为左旋转，左旋波变为右旋波。

●雨雪，浮简，灯塔为对称物件。易知；使用圆极化可抗雨雪干扰，但

易丢失对称目标。

天线互易性：

●具有互易性的天线，发射和接收的电波在下列指标上必须相同，否则

不能接收：

●a）：载波频率

●b）：极化（若是圆极化必须电场旋向相同）。

●规定：10cm雷达采用圆极化，3cm雷达一般采用水平极化。

●天线保养：

●雷达天线的辐射窗口暴露在外面，每个月应检查一次，如有灰尘粘在上面，应

用清水冲洗掉。

●接收机框图及工作原理

●

●要点：

●1：船舶雷达探测要得到回波信号中什么物理量？

●2：怎样的电路组成可以实现从目标调制的微波波段的微弱回波信号中得到目

标的信息？

●3：怎样使接收机接收回波性能良好？

●1：接收机框图及工作原理

●船用雷达的载波，采用微波波段, 目标反射微波时，目标的回波强弱，

是由回波信号的包络反映出来的。

●接收机的任务就是把包络检测出来。其框图如下图示。

●1）：混频器

●混频器由A、B、C三部分组成：

●A：由速调管组成本机振动器（本振）

●B：晶体二极管组成混频器电路

●C：选频电路

●以上三部分完成混频的功能，也就是把接收信号的频率降低为中频信号。

●2）：放大电路

●完成低噪放大中频信号的功能，雷达中频为：30MHz、45MHz、60MHz三种。

接收机的机内噪声主要来源于中频放大器。

●3）：检波电路：完成检出用来显示的视频信号的功能

●==========================海浪干扰===================

●=================海浪或多或少存在，雨雪则不是这样====

●======知识点：=====海浪干扰与距离、工作波长、风向、极化、脉冲宽度

=========

●======知识点：=====海浪干扰定义=========

●======知识点：=====海浪干扰抑制方法、操作注意事项===(CFAR ===S

波段=对数放大器=园极化=

●=========================================================

=

●海浪控制电路(STC):

●

●要点：

●1：海浪的危害（简述）是什么？

●2：了解海浪回波概念是处理海浪问题的基础，浪回波概念具体是什么？

●3：处理海浪的方法是怎样的？

●4：处理海浪的方法及海浪干扰有什么特点？

●5：这些特点产生什么样的海浪干扰抑制措施？

●5：海浪控制电路(STC):

●1）：海浪回波信号的概念：

●在屏幕上；以本船为中心，呈鱼鳞状，近距离强、远距离弱，来风方

向强。

●2）：海浪控制电路工作原理：

●用一个随时间按指数规律变化的电压去控制中放的增益，使中放的近

距离增益大大减小，而随着距离的增加便逐渐恢复正常。

●3）：效果

●这样；就能抑制近距离的很强的海浪干扰回波，而使明显的强物标突

出出来，但对稍远距离上的目标没有影响。调STC钮，使不丢失近距离小目标为好。

●海浪干扰特点：

●海浪反射雷达电波，从而产生海浪干扰回波，形成屏上以本船周围6

nmile～8nmile（风浪大时甚至达3nmile~10nmile）内的鱼鳞状闪亮斑点。

强海浪为圆盘状亮斑回波。

●1．干扰回波分布在扫描中心周围，上风舷方向伸展得远且回波强，下风舷稍

近一些。

●2．入射角大即垂直波束宽度宽或天线高度高，则海浪回波强。

●3．水平波束宽度大，脉冲宽度宽，则反射面积大，回波就强。

●4．根据电磁场理论；垂直极化波比水平极化产生的海浪回波要强得多。在X

和S波段，采用水平极化波与采用垂直极化波相比，海浪干扰减小1／4～1／10。

●5．根据电磁场理论；频率高，天线转速慢，干扰回波强。

●很强的海浪回波会使荧光屏产生饱和而淹没其覆盖区内的物标回波，

甚至会使接收机产生饱和或过载，失去放大能力而丢失物标。

●海浪干扰抑制措施：

●

●1、如有双速天线，选用高速天线（如80 r/min）

●2、选用X波段（3cm）雷达

●3、选用窄脉冲

●

●4、采用恒虚警率(CFAR)检测器（使海浪产生的虚警保持恒定）、对数中频放

大器（防止荧光屏产生饱和）

●

●5、使用STC旋钮调节到既不丢失目标，又能抑制海浪干扰。

●在上述操作中：防止丢失小目标是重要的操作原则。

●第七节雷达显示器

●要点：

●1：怎样计算出距离？

●2：怎样显示出方位？

●3：怎样显示出机内产生的测量信号？

●显示器框图如右图示：

●径向扫描部分：

●回波及本机产生的信号，这二大类信号经混波电路后，再加到CRT阴极，

对电子束进行调制，从而显示出对应的信号。

●

●距离扫描系统使CRT阴极发射的电子束从中心向边缘移动，从而产生某

方位的扫描线。完成径向扫描。

●园扫描部分：

●同步接收机电子束的经向扫描方向与天线的电磁波发射方向相同。●为使驾驶员能够进行连续观察，船用雷达显示器的荧光粉是采用长余

辉。

●2．某些部分的作用及要求：

1）：延时线的作用

发射机和显示器的组成不同，所

以发射和扫描的起点时刻不同，调整

延时线，使发射和扫描同时进行。

5）：抗雨雪干扰电路

雨雪回波特点：棉絮状，无明显边缘，从无到有，变化缓慢

工作原理：

雨雪回波经过微分，信号为零，如图示。

●(一)雨雪、雾、云干扰的特点

●1．雾

●只有能见度距离在30m以内的雾对雷达影响（衰减）才校大。一般地；在

雷达屏上看不到它的回波。

●2．云

●船用雷达的垂直波束宽度一般为15°～30°，远处的云块往往也在它的作用

范围以内。如果云中水颗粒大(内部有降水现象)，在雷达屏上将出现呈密集的点状回波，无明显边缘。如用微分电路，更易看出这一特点。如云块较厚，含水量较大(如雨层云)，则回波也较强，与小岛等物标回波相仿。

●3．雨雪干扰

●由雨雪反射雷状波产生干扰回波，在屏上形成无明显边缘的疏松的棉絮

状连续亮斑区。

●特点：降雨(或雪)量越大，雨点(或雪片)越粗，雷达工作波长越短，天线波束

越宽，脉冲宽度越宽，则雨雪反射越强。

●(二)雨雪干扰抑制措施

●1、可选用S波段(10cm)圆极化天线雷达。

●2、选用窄脉冲宽度。

●3、用“雨雪干扰抑制”(FTC)控钮或开关加以抑制。

●顺便指出，有时含水量较高的云层，若高度较低被雷达波束扫到，也会在屏

上产生类似于雨雪干扰那样的连续亮斑区。其特点和抑制方法均同于雨雪干扰。

了。

●一般来说，小雨不会有反射回波出现，雨的回波特点与云的回波类似，在

小雨量情况下，雨回波强度要比船与陆地等的回波弱得多，运用微分电路并适当调节“增益”是不难把它们区分出来的。

●但是在热带大暴雨情况下，却很难把小岛等回波从大暴雨回波中区分出

来。在暴雨前，应抓紧时机了解周围海况。

●由于微分电路减弱了回波，探测雨雪区域后的物标，关掉FTC, 适当增大增益●探测雨雪区域中的物标，使用FTC，适当减小增益

●6）：抗同频干扰电路

●（1）：什么是同频干扰：

●二台同波段雷达相互之间的干扰称为同频干扰。根据脉冲重复频率的

的不同，干扰回波图像可以分为下列三种。

二台雷达脉冲重复频率相差很大，图像为散乱的光点。

二台雷达脉冲重复频率很接近，图像为螺旋线状。

二台雷达脉冲重复频率相同，图像为辐射状。

●（2）：抗同频干扰原理

●相邻几个脉冲重复周期，目标基本不移动，称为时间相关，而同频干

扰则移动，称时间不相关，利用这一属性，可以去除同频干扰。

●

●（3）：注意事项：干扰过于严重时，换用近量程观测，可减小其影响或选用另

一波段雷达工作。使用抗同频干扰功能时，应该关掉FTC（雨雪干扰抑制）●

●

第八节雷达显示方式

雷达采用PPI平面位置显示，显示各要素及基本输入如下：

1）：固定方位圈：

固定方位圈0°刻度到屏几何中心的连线与船首线平行。

2）：可动方位圈：

可动方位圈由罗经带动其转动，其0°代表真北。

3）：计程仪：

提供对水速度或对地速度。

4）：主罗经与罗经复子器：

二者读数应一致，均表示航向。

●

●2．船首向上图像不稳相对运动显示。

●

●1）：扫描中心表示本船，始终在屏幕几何中心上。

●2）：船首线始终指固定方位圈0°，代表本船航向。

●3）：转向时，首线不动，图转像动（因为长余辉）。故称为图像不稳。（有些雷

达有动圈、可读相对方位、真方位、而另一些雷达只有固圈，只能读相对方位。）●4）：无计程仪输入，一般也无罗经输入。

●

●4．真北向上图像稳定相对运动显示。

●1）：扫描中心代表本船，始终在屏几何中心上。

●2）：固定方位圈0°代表真北方向，首线表示真航向，船舶转向时，首线同步转

动。

●

●3）：可读出真方位，相对方位，图像稳定。

●4）：有罗经输入。

●特点：窄水道航行时，用来定位。

●第九节双雷达流及性能监视器

●一、互换装置

●1．目的：为提高工作的灵活性和可靠性。

●2．互换部件：

●1）：同频双雷达系统：a）：天线可以互换。b）：收发机可以互换。c）：显示

器可以互换。d）：电源可以互换

●2）：导频双雷达系统

●a）：天线和收发机作为一个整体，可以互换。b）：显示器可以互换。c）：电

源可以互换

●二、性能监视器

●分类：辐射接收总性能监视器，辐射监视器，收发机性能监视器，显示图像，

一般分羽毛状。

●第三章使用性能及影响因素

●第一节最大探测距离

1．定义：最大探测距离Rmax是考虑地球曲率、天线高度、目标高度、电波折射时，雷达观测的最大距离。

第二节最大作用距离r max

一、几种常见回波特性

1．船舶回波范围：万吨船：10～16海里，救生艇：2海里

2．浮标：增设角反射器，增强反射能力

3．冰山：葫芦形冰山反射能力最差

4．孤立小岛：定位好

5．陡岸、岬角：定位导航用

6．过江电缆：回波是一个点回波

7．快速目标：回波是跳跃式回波

（一串回波点，亮度较暗）

8．平板形物体：

光滑表面（如大建筑物的墙、礁石、冰山、沙滩及泥滩的斜面、没有植物覆盖的山坡等）：垂直入射波将全部返回，如入射角不是垂直方向，则反射波偏离雷达而去。

9．粗糙表面（如断裂成很多面的断崖峭壁、覆盖有树林灌木或鹅软石的斜丘等）：则不管入射角如何，仍有部分散射波返回雷达。

10．球形物体：反射性能很差，表面光滑者尤其如此。

11．圆柱形物体：如烟囱等，其水平方向的影响与球体相似，垂直方向与平板相似。12．锥体：反射性能很差，只有雷达波与其母线垂直时，其反射性能才与圆柱形物体相似。

13．不同材料：导电性能好的材料其雷达波的反射系数也高。

●第三节最小作用距离rmin

●最小作用距离分为二种；rmin1、rmin2

rmin1，rmin2取最小值为rmin，最小作用距离又称盲区。

观测法：雷达观测近距离内逐渐靠扰的小船，测出其亮点消失的距离即为盲区。第四节距离分辨力

定义：

距离分辨力△rmin 表示雷达分辨同方位二

个点目标的能力，二个点目标距离小于

△rmin ，二个目标不能分辨，变成一个目

标。

R D——量程；

d——光点直径（或半径）；

D——荧光屏直径（或半径）；

△f ——频带宽度

一般d和△f的影响可以略去。

●5．物标（回波）闪烁引起的误差

●由于本船和物标摇摆及它们之间的相对运动，造成雷达波束照射物标部位的发

生变化，引起物标回波的反射中心不稳，从而产生物标回波的闪烁现象，导致测距误差

●6．人为测读误差及操作技术

●注：

●1）控钮调节不当

●2）量程选择不当

●3）测量选择不当

●4）测量顺序不当（先测相对本船运动快的目标，后测慢的。）

●5）未垂直观测

●雷达天线高度引起的误差：

●雷达测得的物标距离是天线到物标的距离，不是水平距离，天线越高影响

越大，距离越远，影响越小（天线位置移动应注意高度是否改变）。另外天线

移动导致波导长度变化，即便高度没有变换，也需要调整延迟线，否则导致测距离误差。

●IMO“性能标准”规定，用固定和活动距标测距误差不能超过所用量程最大

距离的1．5％或者70m中较大的值。

●三、距离分辨力对雷达显示的图像的影响

●1．图像径向（距离）扩展原因：

●1）脉冲宽度（主要原因）

●2）CRT光点直径

●3）目标的闪烁

●距离分辨力△r min表示；雷达分辨相同方位二个点目标的能力，公式如下：●四、测量注意事项：

●1．尽量用X波段雷达

●2．选择合适的目标

●3．选择合适的量程：小量程，目标到2/3半径处。

●4．各种控钮调好：使图像清晰、饱满

●5．检查测距误差

●6．测量选择：雷达地平以内测岸线，地平以外测山峰

●7．测量顺序：先测正横方向，后测首尾方向。

●注：

●具体分析如下：

●纵摇加上横摇，引起方位闪烁，方位方向反射中心变化。

●具体为；正横向时，单纯横摇方位不改变，加上纵摇则引起方位闪烁，

首尾向时，单纯纵摇方位不改变，加上横摇则引起方位闪烁。

●所以: 纵摇小横摇大，正横向测量时，因为纵摇小，其导致的闪烁引

起反射中心改变导致的测距误差小，正横测量优先

●三、方位精度

●影响方位精度的因素主要有下列几种：

●1．水平波束宽度及波束形状的不对称

●在测量物标的方位时，通常是以物标回波的中心方位作为物标的方位。若波

束形状不对称，则回波的中心位置就可能发生畸变，对方位精度的影响会很明显。

●2．方位同步系统的角数据传递误差

●天线的角位置，由方位同步系统传输给显示器，使扫描线与天线作同步旋转。

因角数据的传递有误差，使同步旋转产生误差，导致方位误差。

●3．船首标志的宽度与精度

●雷达显示器屏幕上的船首标志线代表本船的船首，此亮线的出现时间应与

电磁波波束扫过船首的时间一致。

●另外，船首标苏线的指向还需与方位刻度盘的读数校准，例如在船首向上

显示方式时，船首标志线应指方位日度盘的0°。

●船首标志线的宽度过宽，将使校准不精确而产生误差。

●6．本船倾斜或摇摆导致的误差

●本船倾斜或摇摆时雷达天线旋转面跟着倾斜，从而使天线扫过的物标方

位角与没有倾斜或摇摆时天线扫过的物标方位角不同，显示器扫描线园扫描的方位角度是与没有倾斜或摇摆时天线扫过的物标方位角保持同步的。这项误差在船首尾和正横方向较小，在45°、135°、225°、315°上误差最大。

●7．方位测量设备的误差

●机械方位指针(及其方位刻度盘)或电子方位线(及其读出装置)都有可能存在

误差，从而引起方位误差。

●IMO“性能标准”规定，测量位于显示器边缘物标回波的方位，精度应为±1°

或优于±1°，即误差不能超过1°。船首标志线的最大误差不能大于±1°，船首标志线的宽度不大于0 . 5°。

●8、船摇摆时，选船正平

●测定：选择摇摆方向一致的目标，避开隅点方向（相对船首线）的物标：45°、

135°、225°、315°。

●实在不能在正平时测量，则测量原则为：纵摇时测首尾方向，横摇时测正横方

向。

●在基本正平时，测量方位的次序，简化为：先测首尾方向，再测正横方向

四、方位精度对雷达显示的图像的影响――图像横向（方位方向）扩展的因素：

1）天线水平波束宽度θH（荧光屏边缘是主要因素，如下图）

2）CRT光点直径（荧光屏中心是主要因素）

3）目标闪烁

很小目标在水平方向扩展θH，也就是二边各扩展θH / 2，所以，二目标切向距离接近于θH则不能分辨，光点直径不随量程改变而发生变换，所以；

可减小量程来提高方位分辨率。

●第八节各类假回波

●1：间接反射假回波：

●船上的烟囱、前桅、吊杆柱及其附近的大船、陆上的高大建筑物等，

能阻挡雷达波的传播，而在其后方形成阴影扇形区。同时，它们又能作为二次辐射源向外辐射雷达天线发射的电波，并接收其他物标对二次辐射的反射回波，再将该反射回波辐射至天线。这种回波，我们称其为间接反射假回波。

●多次反射假回波：假回波一般由正横方向的宽大目标引起，雷达发射波在目标

与本船的两边多次反射，形成多次反射假回波。

●

●二类故障信号：

●海浪干扰、雨雪干扰中，有时混有下列故障信号，下面给出分析：

●1：电火花干扰

●雷达屏上出现的电火花干扰有多种。有的是在固定位置出现不规则的径向

亮线，一般是偏转线圈电刷和滑环接触不良引起的。有的是位置不定的径向亮线，可能是机内电源、发射机、接收机等有关器件跳火形成的，这是故障，应即检查、排除后使用。

●2：明暗扇形

在使用自动频率跟踪时，荧光屏上有时会出现明暗扇形图像，是自动频率跟踪控制电路（AFC）失调所引起的。应改用“手控”工作，待自动跟踪电路正常后方可改用“自控”工作。

主要控钮及一般操作步骤

开机

1）：合上船电闸刀：加热电阻通电，用来驱潮。然后启动中频电源。

2）：雷达电源开关：置于“standby”

3）：合同“天线开关”；决定矢线是否转动

4）：调节：照明亮度

5）：选择“显示方式”；先选“首向上相对运动”方式

6）：选择“量程”；1.狭水道用近量程，2.开阔海域用远量程，3.所测目标在1/2~2/3层范围转换“量程”前，先将“亮度关小”。

7）：调节“亮度”；顺时针调节旋纽，使扫描线刚见未见。

8）：调节“固标亮度”；使屏幕上出现距离围。（使用时调大固标亮度，不用时减少亮度，使屏清晰）。

9）：调节“聚焦”，使固标围最细。

10）：调节“扫描中心”；使之对准屏中心。

11）：调节“首线校正纽”共首线对0°，使之指0°（使用活标时固标亮度，不用时减少亮度，使屏清晰）

12）：调节，“活标亮度”；校核活标固标二者读数是否一致，关掉固标，调小活标亮度

13）：调节，“EBL亮度”；校核EBL方位读数与固定方位图读数是否一致，调小EBL 亮度。

14）：调节“增益”；使屏上噪声班点刚见未见。

15）：雷达电源开关：置于“on”；置于“standby”上的时间已超过3min。16）：调节“调谐”；使屏上回波图像多，且饱满清晰。

17）：检查分罗经读数与主罗经读数是否一致，不一至则校准之。

18）：调节“可动方位置”，使之与主罗经读数一致。

19）：调节“STC”、“FTC”、“同频干状抑制”；清除相应的干扰回波，并尽量不丢失小目标（STC海浪，FTC雨雪）。其中“FTC”和“同频干状抑制”不能同时使用，细中对应→抗饱和，极化选择→抗雨雪、浪

20）：选用航速输入方式：模拟真运动速度输入/计程仪速度输入0（对地速度：导航）（对水速度避碰）。

21）：根据风流及航速偏转：输入适当的航迹校正值。

22）：酌情选择航速输入模式（计程仪/模拟）

23）：检查调整分罗经航向，使其与主罗经一致。

24）：如选用“模拟速度真运动”则用速度调节钮调节输入的船速。

25）：根据风流和航迹的偏移情况，适当输入航迹校正值。

26）：用“中心重调”钮，调节扫描中心起始位置。

关机：

1）：雷达电源开关，转到“standby”。

2）：将“亮度”，“STC”等反时针旋到底。

3）：天线开关，置于“off”。

4）：雷达电源开关，

转到“off”。

5）：关闭中频电源，

再断开“船电闸刀”。

第三、四、五节杂题

●1）：收发机和磁罗经的大于说明书规定值。

●2）：雷达电源和通讯电源不可放在一起。

●3）：天线辐射口，至少每半年清除一次，用软湿布，软毛刷，清水洗净不准加

涂油漆。

●4）：荧光屏用干的软布轻轻抹去灰尘。

●5）：修船时，雷达每周开机一次，每次加电30分钟。

●6）：雷达目纪见书P101，共6小桌。

●7）：雷达天线安装高度，不超过30米。

●8）：波导养保，检查是否开裂，进水及密封情况。

●第五章雷达定经与导航

●1．正确选择定位物标的原则：

●1）：选清晰稳定，海图上精确标识的目标回波。（如孤立小岛、岬角等。避免

选用平坦的岸线、山坡等回波有严重变形或位置难以在海图上确定）

●2）：选择近的物标：近距物标定位精度高，特别是测方位。尽可能用测距定位，

不用测方位定位，因为雷达测距精度高于测方位。

●3）：三条位置立角≈120°二条位置线立角≈90°

●2．定位优劣次序：

●雷达测距精度高于测方位。尽可能用测距定位，不用测方位定位。所

以有下列定位次序。

●1）：三目标距离定位

●2）：二目标距离+一目标方位

●3）：二目标距离

●4）：二目标方位+一目标距离

●5）：一目标距离+方位

●6）：三目标方位

●7）：二目标方位。

●雷达导航方法：

●连续短时间定位、距离避险线（又称雷达安全距离线）法、方位避险线（又称

安全方位线）法三种。

●一、距离避险线法

●使船舶在航行中离岸、或选定目标点（参考物标）保持一定距离，从而

确保航行安全。

●注：

●距离避险线由各危险点(包括浅滩、暗礁等)的安全距离圈的切线组成(参见

图中虚线)。图中的实线表示船舶的计划航线。航行时必须使船舶始终保持在距离避险线的外侧。

●雷达安全距离的选定，由驾驶员或船长根据当时当地的情况(如天气情

况、能见度情况、流向、流速、船舶类型及密度等)、本船操纵性能、值班驾驶员的技术状态等决定。

●1．适用范围：当各危险点与计划航线接近垂直时可用距离避险

●2．实际操作时，可用方位标尺线协助：将方位标尺指向航向，并用活动距标

圈定出避险线距离相对应的一根平行方位标尺线(避险方位标尺线)，航行时随时保持使危险物标(上述各危险点)的回波处在上述避险方位标尺线的外侧即

可。

二、方位避险线法

当船舶的航向和岸线或多个危险物连线的方向近于平行时，为了安全地避离航线附近的危险物标，可用方位避险线来表明危险物标的所在方位。

航行中，应将物标回波始终放在方位避险线外侧，船首线始终放在方位避险线的安全一侧。

注：

在海图上求得物标的危险方位，在显示器上将方位标尺置于该危险方位(真方位)上。航行中，应将物标回波始终放在方位避险线外侧，船首线始终放在方位避险线的安全一侧。船首线与方位避险线之间距可由活动距标指示，应随时核实船位，保证船位确实位于方位避险线的安全一侧，如图所示。图中，左侧是危险的，右侧是安全的。

1．适用：当船舶的航向和岸线或多个危险物连线的方向近于平行时。

2．使用方法：使参考物标处于方位避险线（平行标尺）的外侧，以此来保障航向安全。

3、导航注意事项

采用避险线法时，应注意下列问题：

1）．制定计划航线，选好参考物标，设定好避险线。

2）．应有合适的雷达参考物标、特点明显不易搞错、回波亮而清晰、测距误差小

3）．雷达选择对地真运动、北向上、量程合适

大海上通常选择12海里量程。每隔5～10 min变换量程（大、小）

4）．雷达目标的航向航速作图求解，ARPA可由自动计算标绘得到。

●2．雷达方位信标（Ramark）（有源主动式）

●按一定时间间隔，向四周发射信号，在雷达上的图像为经向亮线、或

小扇形，指示雷达方位信标所在方位。

●A）：雷达方位信标组成及特点如下：

●1）．只有发射机，雷达方位信标的工作不受船上雷达控制。所以是有源、主动

式信标。

●2）．它按一定时间间隔(如15s)向四周发射信号。雷达收到后，在荧光屏上显

示出一条径向亮线、或一个夹角为1度～3度的点线或扇形，以指示出该信标所在方位。

●3）．为了区分各个不同位置的雷达方位信标，雷达方位信标发的信号用“点”

“划”组成莫尔斯码来加以相互区别。

●4）．只能测方位。

●B）：雷达方位信标类型：

●雷达方位信标分为扫频式和固定频率式两类：扫频式的发射频率是变化的，变

化范围可包括船用雷达使用的整个频率范围(现大多工作在X波段) 。固定频率式的发射频率在船用雷达工作频率范围之外，需另配一套接收设备才能接收。

其优点是可视需要关掉接收设置，保持雷达屏幕清晰。

●当雷达方位信标信号很强时，可能在雷达屏上产生间接假回波和旁

瓣假回波，这种假回波可用FTC(微分电路)电路消除之。

●雷达方位信标发射的信号比物标回波强得多，故作用距离远，一般

可达20nmile～30nmile，作为重要识别标志，安装在狭水道、重要屿和山等其他物标密集区及海岸线平坦、低缓难以被雷达探测和分辨的地区。

●3．雷达应答标(Racon)

●雷达应答标又称雷康(Racon)，（有源被动式）

●雷康在接收到雷达的发射信号后，约经过0．5微秒，便自动发出经编

码的回答脉冲信号，故又称之为“雷达应答器”或“二次雷达”。是一种被动式的有源雷达信标。

●雷达应答标组成及特点如下：

●组成：天线、接收机、发射机、电源等。

●特点：

●1）．雷达可以测得雷达应答标的方位和距离。（与雷达测量目标距离方位类似，

测量距离应减去0．5微秒乘以电波速度）

●2）．常用的雷康信号，把发射的脉冲编成莫尔斯码，如A(．一)，B(一…)，N(一·)

等。故便于相互识别。

●3）. 雷康可在整个船用雷达工作频率范围内产生脉冲信号(一般是X波段，

少数也有S波段)

●4）. 大多数雷康发射机工作几分钟（如）再停几分钟，故雷达屏上每隔一

定时间，才能见到它的回答信号。

●雷康一般探测距离在十几海里以内，理想情况下，可达17nmile～30nmile。

●4、搜救雷达应答器SART

●1)．信号特征：同一方位上连续、等间隔12点，12个点代表8 nmile长。

●2)．工作波段和极化方式：X波段，水平极化。

●3)．频率：扫频式，频率范围为：9200～9500MHZ

●4)．使用注意：有意调偏本振频率（使接收机处于失谐状态），合理选择量程，

关闭FTC或A/C RAIN开关、增益调到大。这样做的目的是

●使接收机处于失谐状态，使其他回波或海浪干扰消失或减弱，而SART信号能

正常显示。

第二篇ARPA

第二篇ARPA

第一节雷达避碰的局限性

一、基本概念

1): 速度矢量：

经过设定的时间，目标按现有速度

航行到新的位置，现在的船舶位置到新位置的

长度表示速度大小，现在的船舶位置到新位置

的方向为速度矢量的方向。

2): CPA和TCPA

CPA：它船离本船的最近距离/最接近点，

TCPA：到最接近点所需时间。

设置MINCPA的依据：

船的大小，机动性及海域开阔程度，

一般在海上航行时，要求MINCPA：＞2-3海里

设置MINTCPA一般不小于15分钟。

3): 安全船和危险船的区分

CPA＞minCPA 安全船

TCPA＞minTCPA

CPA≤minCPA 危险船

TCPA＞minTCPA

CPA≤minCPA

0＜TCPA≤minTCPA 非常危险船

●ARPA主要组成、功能

●接口：将模拟信号变成数字信号，既模/数转换。

●预处理：包括抑制杂波和信号量化。检测：凡满足目标存在的判断条件的回波，

判断为目标。

●录取：用人工或自动的方式，将已经检测到的信号送跟踪器。

●

●跟踪器：对已被录取的目标进行自动跟踪，建立目标的运动轨迹

●计算器：用于控制录取、跟踪、计算参数及自动标绘。

●

●PPI综合显示器：显示目标回波信号、本船、各类图形字符等。

●数据显示器：目标相对航向、真航速、距离、方位，。其中；操作者最关心的

是目标的距离和方位。（故障：方位数据连续闪烁，需要重调罗经）

●第二章ARPA基本工作原理

●第一、二节

●1）：目标检测：

●在杂波背景中，判断目标是否存在，采用MOON判据（M/N）准则。

●其中；N为探测次数，M为积累次数

●如：M/N=6/8

●在连续8次探测中出现回波的次数为6次，判断为存在目标。

●

●2）：人工录取：

●IMO规定：ARPA必须要有人工录取，人工清除功能.

●①优先次序：近距离>船首向>右舷>左舷

●②特点：费时间，录取速度慢。

●

●3）：自动录取

●排队控制：

●按目标距离，方位及发现时间,编码从而使之有序地进入计算机。

●辅助控制：

●在排队控制处输入辅助控制，使数据有序进入计算机（能不能进，进的先后次

序）

●提高录取的目的性。

●辅助控制的几种方法：

●①设置优先区，如图I区＞II区＞III区

●②设置限制区，ARPA拒绝录取区如，陆地、岛屿

●③设置警戒圈，对闯入成圈的目标报警并自动录取和跟踪。

●（已在圈内的目标不报警，也不录取）

●自动录取的缺点：容易造成虚假录取。

●

●IMO规定：只有人工录取功能的ARPA，录取目标总数≥10。

●具有自动人工录取功能的ARPA，

●录取目标总数≥ 20。

●IMO 规定；ARPA 有效距离范围至少为12海里或16 海里。

●录取跟踪，受最大作用距离，

●最小作用距离，最大速度限制。

●

●4）：录取满了已后，应清除一个

●不太危险的目标，才能再录取一个。

●

●波门设置：初始录取目标时，

●用大波门，初始建立跟踪后用

●中波门，进入稳跟踪后用小波门。

●5）：自动跟踪的局限性。

●目标丢失：

●

●下列情况容易目标丢失

●a）目标变弱（易于噪声混淆）

●b）杂波干扰（杂波目标叠合）

●c）目标快速机动

●d）机内特大误差

●

●连续跟踪的条件：在10 圈天线扫描中，有5 次能清楚显示目标跟踪范围：一

般为1海里至24多海里。

●

●

●情况不明、或初始阶段故用大波门，以后可减小为中、小波门。

●6）：误跟踪

●二个或二个以上的目标，同时落入一个跟踪波门，从而引起跟踪错误

的现象。

●7）：误跟踪种类

●①二个同向行驶的目标逐渐靠近

●②二个被跟踪的目标对驶靠近

●③被跟踪目标靠近岸边，则误跟踪到陆地。

●

●8）：采取的措施

●a）拒绝人工录取正在逼近另一个

●已被跟踪目标的目标

●b）二个被跟踪目标靠近，

●ARPA停止跟踪，让波门滑行，

●直到二者分开。

●c）跟踪门波内出现≥2个目标，

●只跟踪最接近波门中心的目标

●d）缩小跟踪窗尺寸

●

●下列情况ARPA不予跟踪计算：

●1：目标的相对速度超过限定值

●2：目标尽寸大于跟踪窗。

●3：目标在较远的距离上占据50以上方位宽度。

●

●9）所谓虚警是指把不存在目标判为有目标。所谓漏井是指把存在的目标判为

没有目标。

●ARPA造成漏警的目标可能为：

●弱小物标、突然出现警戒圈以内的物标、超过录取内容量而未被录取的物标.。

●10）跟踪目标超过最大跟踪距离，

●手动服消，不报警。

●第三节碰撞危险判断

●1）矢量：

船用雷达

船用雷达是一种传统的无线电导航设备，在船舶近海定位、引导船舶进、出港，窄航道航行以及在避碰中发挥作用。GPS导航仪在海洋船舶中已普遍使用，它与雷达相比具有全球、连续、实时、高精度、多功能等优点。随着海用信标差分GPS(DGPS)基台的不断建立，可将使用GPS C/A码的定位精度提高到米量级。因此，还可应用DGPS或GPS导航仪来改善雷达的使用性能，测定雷达测距、测向精度，弥补雷达在避碰和锚位监视等方面的某些局限性。 2 GPS与雷达的定位与导航功能 2.1 定位功能 船用雷达发射无线电波，并接收该电波从目标反射的回波，在显示器上一目了然地显示周围物标相对于本船的图像。测定一个或几个固定物标相对于本船的方位和距离，可在海图上作出船位。由此可见，雷达对于船舶在近岸海区或窄航道上安全航行发挥重要作用，特别是在雾航中更加显示它的重要性。但是，由于受到雷达电波传播的视距所限，探测物标的距离通常只有几至几十海里，不能用于远洋定位。GPS导航仪同时跟踪3颗或4颗卫星信号，测定到达卫星的伪距，通过导航仪内部计算机解算，实现实时、连续、全球、高精度定位，可弥补雷达不能实现远洋定位以及定位不连续、定位操作工作量大等缺点。 2.2 导航功能 30m左右的中型引航船。考虑到天津港冬季多大风， 锚地无遮蔽，以及在海况好时的工作方便，可考虑配置1艘不小于40m的大型子母引航船。天气及海况不好时，可单独执行任务；海况好时，可将其携带的2艘高速艇放下，共同执行任务。如子母船的设想不能成立，也可只配置1艘大型引航船，另配置2艘高速艇。无论任何型号的引航船(艇)，在设计上必须考虑到靠船的要求和引航员上、下船的方便。 3.3 对速度和操纵性能的要求引航船在速度上不能低于16kn。高速艇一般不能低于20kn。从操纵灵活的要求出发，采用可变螺距船；驾驶操纵系统，应以方便1人操作为原则；大型引航船，还应加装首侧推器。 3.4 要配置先进的雷达及通信设备 另外，船身应为白色，并在明显处标注英文“引航(PILOT)”。 以上仅是对引航船提出一些的初步设想，根据规范化及国际大港口的要求来考虑，配置专用引航船是非常必要的。 普通船用雷达要获得航速、航向航迹等航行数据，需通过几次定位，由人工标绘实现。自动雷达标绘仪(ARPA)虽然自动显示上述数据，但存在跟踪延迟和雷达、计程仪、罗经等传感器引入的误差。另外，由于ARPA设备昂贵，不能在所有的船上安装。GPS导航仪采用现代电子计算机技术，可实时计算并显示航速，航向，航迹偏差，风、流压差，还具有设置航路点、计划航线、显示到达航路点的距离、时间等导航功能。 3 GPS的避碰功能 船用雷达测定海上运动物标和静止物标的距离、方位等相对参数，通过人工标绘得到最近会遇距离(CPA)和到达最近会遇点的时间(TCPA)等避碰数据，驾驶员根据这些数据及时采取避让措施。但是，有些物标反射回波微弱，操作人员难以看清它们的回波图像，ARPA有可能对它们漏跟踪或错误跟踪而不能提供避碰数据。在气象条件恶劣时，出现严重的海浪回波干扰或雨、雪回波干扰，上述丢失物标的现象时有出现。对于未露出海面的暗礁、沉船、浅滩等潜在物标，雷达更是无能为力。根据海图和航海通告事先查出在航线附近水面危险的小物标和水下的潜在障碍物，把它们作为航路点在GPS导航仪中存贮，并根据障碍物和船舶状

船舶驾驶JRC航海雷达中文操作说明书

ARPA雷达(JMA 9823/9833)操作说明 一、按下PWR键，绿灯亮，3分钟后出现STAND BY，按下TX/STBY键，雷达开始工作；再按TX/STBY可停止发射，设备在预备状态。 二、调整SEA、RAIN、GAIN和BRILL钮，选择RANGE量程，调节TURN钮至物标清晰出现在荧光屏上；SEA、RAIN和TURN分别有手动和自动，但是雨雪和海浪不能同时自动。 三、捕捉物标，按下ACQ MANUAL键，移动光标到物标上，按下左键，物标被捕捉。最多可捕捉50个物标。 四、读取物标数据，按下TGT DATA键，将光标移动到物标上，按下左键，物标数据被读取。 五、取消物标，按下ACQ/CANCEL键，将光标移动到物标上，按下左键，物标被取消。 六、设置方位线、距离圈，按下EBL和VRM键，荧光屏出现方位线、距离圈，旋转EBL 和VRM钮，设置方位和距离。 七、按下AZI/MODE键，进行真北、真运动、相对运动等选择。 八、按下PL键改变发射脉冲宽度。 九、按下TRUE/REL、VECT/TIME键进行真矢量和相对矢量选择。 十、按下TM/RM键，进行真运动和相对运动选择。 十一、按下OFF/CENT键进行偏心显示。 十二、按下MENU键有9个子菜单， 1.IR，按下此键抑制同频干扰（如附近有SART信号应关闭此键）。 2.TGT ENH，按下此键为目标放大功能。 3.PROCESS，程序键。 4.FUNCTION，功能键。 5/ 6.EBL1/EBL2，电子方位线。 7.DATA OFF，按下此键关闭荧光屏部分数据。 8.SUB1 MENU子菜单，按下此键进入下一子菜单： ①SETTING-设置罗经、速度、日期时间等内容，此雷达关机后罗经不能跟踪，故开机后要输入罗经航向。 ②LEVEL-按此键调节亮度。 ③NA V/MAP-导航及转向点信息。 ④TRACK-航迹设定。 ⑤APRA/AIS-设定CPA、TCPA、AIS功能。 ⑥PIN-设置个人信息。 ⑦ISW-两部雷达互换发射机和天线。 ⑧EBL MANEUVER-手动电子方位线。 ⑨SUB2-此菜单调节显示器的颜色。 9.DEGAUSS-按下此键荧光屏消磁。 10.EXIT-按此键退出菜单。 十三、按下DAY/LIGHT钮可调整亮度。 十四、TRAILS钮为尾迹显示。

航海雷达与ARPA

CPA : closest point of approach 最接近点，至CPA 的距离 TCPA : time to CPA 到达CPA 的时间 PPC : possible point of collision 可能碰撞点 PAD : predicted area of danger 预测危险区 VRM : variable range marker 可移动距标，活动距标 EBL : electronic beaning line 电子方位线 STC : sensitivity time control 海浪干扰抑制 FTC : fast time constant 雨雪干扰抑制 AFC : auto frequency control 自动频率控制 IR/RIC : radar interence cancel 同频雷达干扰抑制 1.测距原理：因为超高频无线电波在空间传播时具有等速，直线传播的特性，并且遇到物标有良好的反射性，记录雷达脉冲波离开雷达的时间t1和无线电脉冲遇到物标反射回到天线的时间t2，则物标距离天线的距离S 可由下式求的：T C T T C S ?=-=2 )(212 2.提高雷达的测距精度注意事项：1.正确调节显示器控制面板上的各控制按钮，使回波饱满清晰。2.选择包含所测物标的合适量程，使物标回波显示于1/2~2/3量程处。3.应定期将活动距标与固定距标进行比对，进行校准。4.活动距标应和回波正确重合，即距标圈内缘与回波前沿相切。5.尽可能选用短脉冲发射工作状态，以减少回波外侧扩大效应。 3.提高雷达的测方位精度注意事项：1.正确调节各控钮，使回波饱满清晰。2.选择合适量程，使物标回波显示于1/2~2/3量程区域，并注意选择图像稳定显示方式（如“北向上”）。3.调准中心，减少中心差。实现应垂直屏幕观测，以减少视差。 4.检查船首线是否在正确的位置上。应校准罗经复示器、主罗经及船首线所指航向值三者是否一致。 5.使用机械方位标尺线测点物标时，应使方位标尺线穿过回波中心；测横向岬角、突堤等物标时，应将方位标尺线 切与回波边缘进行读数，再减去或加上“角向肥大”值 (22??H +d θ）。6.使用电子方位线 测物标时，应使其和物标回波边缘进行“同源外侧”重合，以消除光点扩大效应，并进行水平波束宽度扩大效应的修正（2?H θ）。此外，应经常将电子方位线的方位读数和机械防方 位标尺读数进行校准。7.船倾斜或摇摆时,应伺机测定，即待船身回正瞬间时快测。当实在不可避免船摇时，则横摇时尽可能远测正横方向物标，纵摇时尽可能选择首位方向物标，避免测四个偶点方向的物标。 4.雷达定位方法的种类，并比较他们的精度：1.三物标距离定位；2.两物标距离加一物标方位定位；3.两物标距离定位；4.两物标方位加一物标距离定位； 5.单物标距离方位定位； 6.三物标方位定位； 7.两物标方位定位；值得指出的是，在条件许可的情况下应采用方位分罗经目测方位，其精度要比雷达测定的方位精度高。 5.如何利用ARPA 进行碰撞危险估计：1.用相对矢量判断---根据本船的实际情况和当时的态势，设置MINCPA 圆延长相对矢量线，若相对矢量线与MINCPA 圆相交，表示该目标与本船有碰撞危险。还可以读出该物标的CPA 和TCPA 值，进一步予以核实。2.用真矢量判断---调整矢量的时间长短，若本船真矢量与物标船真矢量的终端重叠或非常接近，则表示存在碰撞危险。当采用PCP 或PPC 显示时。当PCP(PPC)标志出现在本船船首线上或船首线附近时，则有碰撞危险。当采用PAD 时，若本船航向线与PAD 相交，则表示存在碰撞危险。3.用仅存危险矢量判断--当采用仅存危险矢量显示时，不论用相对矢量或真矢量模式，凡是在屏幕上显示适量的目标，既是与本船有碰撞危险的目标。

航海雷达_简答题

1试述雷达测距、测方位原理 利用电磁波特性： 直线传播（微波波段） 匀速传播（同一媒质中） 反射特性（在任何两种媒质的边界面） 测距：通过无线电信号往返时间的精确测量，并在雷达显示器内设置一个计时系统实现测距。 公式：s=（c*Δt ）/2 物理量：s 物标离天线的距离；c 电磁波在空间的传播速度，c=300m/us ；Δt 无线电波往返于雷达天线与物标之间的时间 示意图： 测方位：在天线缓慢旋转时测量反射信号的最大幅度，即当在某个方向收到物标回波时，只需记下此时的天线方向就可知道物标的方向了。 示意图： 2.试画出船用雷达基本组成框图，并说明各部分的作用 框图： 天 线 显示器 触发电路 接收机 方位同步系统产生的方位信号 收发开关 发射机 雷达电源 船电

1）触发电路：每隔一段时产生一个尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间) 2）发射机：触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。 3）发收开关：发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。 4）天线：把发射机送来的微波能量聚成细束朝一个方向发射出去，同时只接收从该方向反射的回波。 5）接收机：将天线送来的回波信号，进行混频、放大、检波处理。得到表示目标大小的视频信号。 6）显示器：在屏上扫描出一条径向亮线，用径向亮线上的加亮点或线段，来显示目标的距离，该扫描亮线随天线同步转动，扫描亮线与0°刻度线用来显示目标的方位。 7）雷达电源设备：把各种船电变换成雷达所需的具有一定频率、功率和电压的专用电源。 3.发射机由哪些部分组成？各部分作用是什么？ ⑴触发脉冲产生器：相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。 ⑵调制器及预调制器：触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度、一定幅度的正极性矩形控制脉冲去控制调制器，使调制器产生具有一定宽度、一定幅度的负极性高压矩形脉冲加到磁控管的阴极。 ⑶磁控管振荡器：在调制脉冲的作用下产生超高频振荡，经波导送至天线向外辐射。

航海雷达 简答题

1.试述雷达测距、测方位原理 利用电磁波特性： 直线传播（微波波段） 匀速传播（同一媒质中） 反射特性（在任何两种媒质的边界面） 测距：通过无线电信号往返时间的精确测量，并在雷达显示器内设置一个计时系统实现测距。 公式：s=（c*Δt ）/2 物理量：s 物标离天线的距离；c 电磁波在空间的传播速度，c=300m/us ；Δt 无线电波往返于雷达天线与物标之间的时间 示意图： 测方位：在天线缓慢旋转时测量反射信号的最大幅度，即当在某个方向收到物标回波时，只需记下此时的天线方向就可知道物标的方向了。 示意图： 2.试画出船用雷达基本组成框图，并说明各部分的作用 框图： 1）触发电路：每隔一段时产生一个尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间) 2）发射机：触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。 3）发收开关：发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。 4）天线：把发射机送来的微波能量聚成细束朝一个方向发射出去，同时只接收从该方向反射的回波。 5）接收机：将天线送来的回波信号，进行混频、放大、检波处理。得到表示目标大小的视频信号。 6）显示器：在屏上扫描出一条径向亮线，用径向亮线上的加亮点或线段，来显示目标的距离，该扫描亮线随天线同步转动，扫描亮线与0°刻度线用来显示目标的方位。 7）雷达电源设备：把各种船电变换成雷达所需的具有一定频率、功率和电压的专用电源。 3.发射机由哪些部分组成？各部分作用是什么？ ⑴触发脉冲产生器：相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。 ⑵调制器及预调制器：触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度、一定幅度的正极性矩形 天 线 显示器 触发电路 接收机 方位同步系统产生的方位信号 收发开关 发射机 雷达电源 船电

航海雷达介绍

目录 目录 .................................................................................................................................................. I 图录 ................................................................................................................................................ I V 表格目录.......................................................................................................................................... V 缩略语 ............................................................................................................................................ V I 1.雷达/ARPA产品概述 (1) 1.1.概述 (1) 1.2.航海雷达/ARPA系统结构图 (3) 1.3.天线收发单元 (4) 1.4.雷达显示单元 (4) 1.5.其他配件 (5) 1.5.1.电缆线 (5) 1.5.2.电源线 (6) 1.5.3.输入信号数据线 (7) 2.航海雷达安装 (9) 2.1.天线收发单元安装 (9) 2.1.1.天线收发单元安装注意事项 (9) 2.1.2.天线收发单元安装步骤 (10) 2.2.显示单元安装 (13) 2.2.1.注意事项 (13) 2.2.2.安装步骤 (14) 2.3.配线 (16) 2.3.1.布线要求 (16) 2.3.2.收发机接线 (16) 2.3.3.电源线接线 (20) 2.3.4.输入信号线接线 (20) 2.4.对外接口 (22) 2.4.1.电源接口 (22) 2.4.2.电缆接口 (22) 2.4.3.输入信号接口 (23) https://www.wendangku.net/doc/6416376374.html,B接口 (23) 2.4.5.RS-232接口 (23) 2.5.调试和验收 (23) 2.5.1.开机 (23) 2.5.2.日期时间设置 (24) 2.5.3.方位调整 (24) 2.5.4.距离调整 (24) 2.5.5.按键检查 (24) 2.5.6.系统检测 (24) 3.雷达系统操作 (25) 3.1.控制面板介绍 (25) 3.2.雷达界面介绍 (27) 3.3.雷达开机 (28) 3.4.雷达待机 (28) I

航海雷达与

<航海雷达与A R P A> 第一章基本工作原课 第一节测距测方位基本原理 1．测距 a）利用电磁波特性： 1）.直接传播（微波波段） 2）.匀速传播（同一媒质中） 3）.反射特性（在任何两种媒质的边界面） b）计算公式: S = C( t2 - t1 ) / 2 其中：S：目标和本船距离; t1 ：发射时刻; t2 ：接收时刻；C：电波速度；为300000公里/秒 为准确测量( t2 - t1 ) ，发射信号包络为矩形脉冲。 2．测向 天线为定向天线，只向一个方向发射，也只接收这个方向的目标回波，实现这个方向的测距。随着天波的转动，实现不同方向的测距。 第二节基本组成及各部分作用 1）触发电路： 每隔一段时产生一个尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间) 2）发射机： 触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。 3）发收开关： 发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。 接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。 第二章船用雷达设备 第一节中频电源设备 为满足船用雷达工作、及工作环境的要求，雷达对电源的电压值、频率值及各指标的稳定性均有具体的要求，船舶上存在低频、高频电源干扰，有船电负载多变化大等等现象。采用专门的中频电源，正是为了防止这些干扰和有害的现象。目前；雷达电源有中频逆变器、中频变流机组二种。 第三节雷达发射机 一、主要组成及各部分作用 1：触发脉冲产生器： 相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。 2．调制器及预调制器： 触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度的小功率正方波，控制预调制器产生的方波的起始时刻，预调制器产生的方波控制调制器，使调制器产生大功率负高压脉冲。有的雷达没有预调制器，预调制器的功能由调制器完成。

JRC航海雷达 JMA-7725、7710中文操作说明书

JMA-7725/7710 雷达中文操作说明书

二、面板操作控制和按键Display Control Panel

2．[MAIN MENU]显示主菜单 3．Trackball 移动光标到所需位置 4．5 [-] [+] 选择0.125~96/120海里量程 6．[TUNE] 控制调谐使目标到最清晰的显示 7．[GAIN] 控制雷达的接收灵敏度 8．[RAIN] 在下雨/雪时减小杂波干扰 9．[SEA] 减少海面的反射杂波干扰 10．[BRIL] 调整显示器亮度 11．[COLOR] 选择本船和其它船跟踪、标记和航迹颜色 12．[FUNC] 选择预先设定的功能 13．[GZ MENU] 显示设定的报警菜单 14．[MAP] 雷达复合标绘模式开关 15．[AZI MODE] 真北向上、船首向上、航向向上模式开关 16．[HL OFF] 按住它可以使船首线暂时消隐 17．[DAY/ NIGHT] 选择荧屏的颜色和亮度 18．[OFF CNET] 移动本船位置到需要的地方（66%以内）或返回到中心位置（再 长按一次） 19．[RR] 开关固定距标圈 20．[TRAILS] 显示/删除雷达尾迹 21．[TX/ STBY] 选择雷达发射/预备状态 22．[PANEL] 调节每个开关和控制盘上的控制字符的亮度23．[ALARM ACK] 报警确认，报警消音 24．[VRM I / VRM 2 ] 选择活动距标圈1或2 25．[VRM OFF] 选择开/关活动距标1/2 26．[VRM] 改变可变距标的尺寸 27．[EBL 1/EBL 2 ] 选择电子方位线1或2 28．[EBL OFF] 选择开/关电子方位线1或2 29．[EBL] 改变电子方位线1或2 30．[F EBL] 开/关移动的EBL 31．[TM RST] 在真方位显示下人工复位本船位置32．[TM/ RM] 开/关真方位显示或相对方位显示33．[TGT DATA] 显示目标数据或用ATA设置清除目标数字

船用导航雷达简介

船用导航雷达简介 摘要：本文简单介绍了雷达的工作原理，并以此为基础重点介绍了船用导航雷达与普通雷达的区别、相关规范要求、基本组成及作用，技术指标。 关键词：雷达雷达的工作原理船用导航雷达盲区基本组成及作用技术指标自动雷达标绘仪 Abstract: this paper briefly introduces the working principle of the radar, and, on this basis, focusing on the Marine navigation radar and common radar difference, relevant specification requirements, basic composition and function, the technical indexes. Keywords: radar radar principle of work of the Marine navigation radar blind area basic composition and function technical indicators to be automatic radar instrument plot 0引言 雷达(radar)概念形成于20世纪初。雷达是英文radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距的电子设备。它是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方向、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐渐扩大到民用商船。 1雷达的基本工作原理 雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。 2船用导航雷达 2.1 船用导航雷达简介

航海雷达实验报告

实验一船用雷达开关机及主要按钮 内容： 一.控制电源的开关 1.1船电闸刀(SHIP’S POWER SWITCH) 船电闸刀开关设在雷达电源间或机舱配电间。此开关合上后，雷达各分机的加热电阻即通电，用于潮湿天气时加温或驱潮。当显示器上的雷达电源开关合上时，加热电阻即断电。在干热天气又不用雷达或在雷达机内进行维修保养时，应拉开船电闸刀。 1.2雷达电源开关(RADAR POWER SWITCH) 该开关设在显示器面板上，用于控制雷达中频电源通断，一般有三个位置： 1)关(OFF)：整个电源切断。 2)预备(STAND-BY)：各分机低压电源供电，此时除发射机特高压电源外，全机已供电。 3)发射(ON)：低压供电3min～5min，使磁控管阴极充分预热后置该开关于"ON’’位置，此时发射机加上特高压，开始发射。注意：当雷达短时间不用时，应将开关扳回到"STAND一BY”位置，处于热备用状态。有的雷达在"ON”位置又分为短、长(SHORT—LONG)两档，以切换脉冲宽度 1.3天线开关(SCANNER POWER；ANTENNA POWER) 该开关在显示器面板上，用来控制天线驱动电机电源的通断。接通前应先检查天线上

有无障碍。切断前应先将屏幕“亮度”钮反时针旋到底。有的雷达天线开关与雷达电源开 关同轴安装。有的雷达在“预备”位置时天线即旋转。有的雷达则在“发射”位置时天线 才旋转，显示器才能调出扫描线。天线驱动电机的电源常用船电而非中频电，在安装或维 修时应予注意。 二、调节图像质量的控钮 1．亮度(BRILIAANCE；INTENSITY) 该控钮用来调整扫描线的亮度。开关机前或转换量程前，应先关至最小，开机后应调 到扫描线刚见未见。 2．聚焦(FOCUS) 该控钮用来调整屏上光点的粗细。应调到固定距标圈最细、图像清晰为止。 3．增益(GAIN) 该控钮用来调整接收机中放放大量，以控制回波和杂波的强弱。应调到屏上杂波斑点 刚见未见，但在观测远距离弱回波时可适当增大。 4．调谐(TUING) 该控钮用来微调接收机本振频率，使本振频率与回波信号频率(即发射频率)之差为中频，从而使屏上回波图像最饱满、清晰。雷达开机工作稳定后或在工作过程中必要时应重 调该钮，以保持图像清晰。设有自动频率控制(AFC)电路的雷达，当“手动／自动”开关置 于“自动”时，此调谐控钮无用。一般雷达还设有“调谐指示器”，可用来指示调谐的好坏。 5．脉冲宽度选择开关(PULSE LENGTH SELECTOR) 该开关用来选择发射脉冲的宽度，以适应远、近量程不同的使用要求。一般设有2～3 种宽度供选用。有些雷达则不单独设此开关，而由量程开关同轴转换。 三、抑制杂波的控钮 1．海浪干扰抑制(ANTI—CLUTTER SEA；SEA ECHO SUPPRESSION) 该电路又称灵敏度时间控制电路(SENCITIVITY TIME CONTROl。缩写为“STC”)。该控 钮用来调整一个随时间按指数规律变化的脉冲电压的幅度，以控制中放增益(灵敏度)，使 中放的近距离增益大大减小，而随着距离的增加便逐渐恢复正常，达到抗海浪干扰的目的。海浪干扰抑制的范围和深度由该控钮控制，一般最大范围可达6n mile～8n mile，有的 可达8n mile～10n mile。注意：该控钮应酌情调节，力求达到既抑制海浪干扰，又不 丢失近距离海浪中的小物标回波的效果。 2．线性／对数中放转换开关(LIN／LOG) 该开关用来选择接收机用线性中放还是对数中放。当近距离有强物标回波或强海浪等 干扰时用对数中放。由于对数中放对灵敏度有损失，因此有远距离观测或近距离不存在强 回波或强干扰时，应选用线性中放。 3．雨雪干扰抑制控钮(或开关)(ANTI CLUTTER RAIN) 雨雪干扰抑制电路实际上是在回波视频放大器输入电路部分接入的一个微分电路,又称 快时间常数电路(FAST TIME CONSTANT，缩写为FTC)。可用来抑制雨雪等大片连续的干扰 回波，也可增加距离分辨力。该控钮有开关式和旋钮式两种。因为微分处理对回波信号有 损失，会引起失真，所以开关式"FTC"控钮在雨雪天开，晴天时关；旋钮式"FTC"应酌情调节，达到既去除雨雪干扰杂波，又不丢失雨雪中物标回波的效果。 4．极化选择开关(POLARIZATION) 该开关用来选择雷达天线发射波极化方式，它有三个位置：水平(HOR)一准备(READY) 一圆极化(CIR)。在准备(READY)位置时，发射机停止发射。在转换极化方式时，开关应先 在“准备”位置停一下，然后再拨到“圆极化”位置。因为圆极化天线对灵敏度是有损失