2007-2008 雷达原理与设备试卷A
一、简述下列术语。（20分，每小题2分）
1、RCS
雷达截面积 2、虚警概率
不是目标判为目标的概率。 3、STC
灵敏度时间控制(近程增益控制)。 4、检测因子
检测目标信号所需的最小输出信噪比 5、等信号法测角
以两波瓣等信号轴方向来测量目标的方法 6、船首脉冲
指示船首位置的标志脉冲。 7、脉冲重复周期
指脉冲体制雷达发射探测脉冲的重复周期。
8、雷达工作频率 220M-35GHz 9、全相参系统
雷达系统的发射信号、 本振电压、相参振荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供, 那么所有这些信号之间均保持相位相参性, 通常把这种系统称为全相参系统。
10、有益电子
电子在运动过程中，不断从直流电场取能，又不断向高频场供能，故称之为“供能电子”或“有益电子”。 二、在下述每题下画线标示的空格内填入正确答案。（20分，每小题2分） A,C,A,B,B,ABC,A,A,C,B
三、说明下述问题（40分，共4小题，每题10分）
1、主振放大式发射机的优点？实验中用到的雷达属于哪种类型的发射机？（10分） 1）具有很高的频率稳定度 2）发射相位相参信号 3）是用于频率捷变雷达
4）能产生复杂波形
实验中用到的雷达的发射机是单级振荡式发射机。
2、画出AFC基本原理图，并根据此图说明其工作原理（10分） fs 混频器 fI 中频放大器 fI f L E c fI 本振 Ec fs fI Ec1 fI1
AFC电路 fL （5分） f I Ec1 fL1 UL fL Ec
从混频器输出的中频是回波信号频率 fS与本振频率 fL之差频，即： fI = fL － fS
相对于固定调谐的中频放大器频率响应曲线的中心频率称为额定中频fI0。它是相对固定的信号频率fS0与本振频率fL0
之差，即：
fI0 = fL0 － fS0
频率变化的结果，使fI ? fI0，即使偏离量?fI =fI - fI0不是很大，由于中放失谐，中频增益下降，也会使雷达观测能力下降。中放通频带越窄，这种情况越严重。
当fL或fS变化时，AFC电路能够鉴别出差频?fI变化的大小和方向，并产生相应的控制信号，自动调整fL，使实际中频接近于额定中频fI0。
AFC系统利用自动反馈，将输入较大的频差变为输出较小的频差，但不能完全消除频差。这种保持频差不变的AFC电路为差频式AFC电路。
3、磁控管的基本组成？简述磁控管中“车辐式”电子云的形成过程？请给出图示（10分） 多腔磁控管的四个组成部分：阴极、阳极块及振荡系统、微波能量耦合输出系统和磁系统。（5分）
高频磁场 高频电场 电子D 电子C 电子A 电子B
电子c在相互作用区受到电场径向分量的作用，而作用方向与E的作用方向相同，加大了电子c向阳极运动的速度，从而受磁场B的作用力加强，切向速度增大，于是电子c向处在最佳相位的电子a靠拢。电子d受到的作用方向与E的作用方向相反，速度降低，使电子d也向电子a靠拢。结果电子都向中心聚集。 电场径向分量的作用是使电子产生群聚到与高频场最有利交换能量的位置。
电子群聚的结果，使从阴极发出的无数供能电子的运动轨迹合并到每两个阳极瓣之间，形成一条“车辐状”的与高频场同步旋转的电子云。每个“车辐”中的电子在“车辐”旋转过程中，经过多次摆动，最后到达阳极。而耗能电子在高频加速场和恒定磁场共同作用下，迅速折回阴极。（5分） 4．简述分支型收发开关的工作原理
a发射机?4a′bb′天线?4ATR?4TR
在发射时, 气体放电管TR(称为 “接收机保护放电器”)和ATR(称为“发射机隔离放电器”)被电离击穿, 对高频短路。 它们到主馈线的距离约为1/4波长, 因此在主馈线aa′和bb′处呈现的输入阻抗为无穷大, 发射的高功率信号能顺利送至天线。 因为此时TR短路, 发射能量不能进入接收机。接收时, TR和ATR都不电离放电。 此时ATR支路的1/4波长开路线在主馈线aa′呈现短路,aa′与接收支路bb′处相距1/4波长, 从bb′端向发射机看去的阻抗相当于开路, 所以从天线来的回波信号全部进入接收机。由于分支线型收发开关带宽较窄, 承受功率能力较差, 通常已被平衡式收发开关所代替。
接收机
2007-2008雷达原理与设备试卷B
一、简述下列术语。（15分，每小题1分）
1、 AGC
自动增益控制
2、发现概率
有目标判为目标的概率。
3、发射机频谱纯度
雷达信号在应有信号频谱以外的寄生输出，是衡量发射性能的重要指标。 4、积累检测
将同一目标的多次回波积累起来以后再进行目标检测，从而提高信噪比。 5、单级振荡式发射机
只有一级射频振荡器，非相参的发射机 6、接收机动态范围
接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化的范围 7、雷达工作频率
220M-35GHz 8、有害电子
电子从高频电场吸取能量，在返回阴极时高速撞击阴极，使阴极发热，故称之为“耗能电子”或“有害电子”。 9、非相参
指各次发射脉冲之间在高频上无相位同步关系。 10、最大值法测角
在波束扫描目标的过程中，以接收回波达到最大值时的天线指向作为目标方位。 二、C,A,C,A,A.ABC,A,A,B,B
三、说明下述问题（40分，共4小题，每题10分）
天线2TR1和TR2假负载3发射机13 dB 裂缝桥天线2(a)TR1和TR24接收机保护器假负载3发射机143dB 裂缝桥(b)接收机保护器1.
平衡式收发开关原理图
（a）发射状态; (b) 接收状态
发射时，如a图。来自发射机的高频大功率能量从1端输入，TR1和TR2都放电，所以绝大部分能量都被发射回来，进入天线。漏过发电管的两路高频信号在4端是反相相消，从而保护了接收机，而在3端则是同相相加，被假负载所吸收。
接收时，从天线输入的回波信号很微弱，两个电管均不放电，信号将通过放电管，在4端同相相加而进入接收机，在3端则是反相相消无输出。
2、磁控管的基本组成？简述磁控管中“车辐式”电子云的形成过程？请给出图示（10分） 多腔磁控管的四个组成部分：阴极、阳极块及振荡系统、微波能量耦合输出系统和磁系统。（5分）
电子c在相互作用区受到电场径向分量的作用，而作用方向与E的作用方向相同，加大了电子c向阳极运动的速度，从
高频磁场 而受磁场B的作用力加强，切向速度增大，于是电子c向处在最佳相位的电子a靠拢。电子d受到的作用方向与E的作用方向相反，速度降低，使电子d也向电子a靠拢。结果电子都向中心聚集。
电场径向分量的作用是使电子产生群聚到与高频场最有利交换能量的位置。
电子群聚的结果，使从阴极发出的无数供能电子的运动轨迹合并到每两个阳极瓣之间，形成一条“车辐状”的与高频场同步旋转的电子云。每个“车辐”中的电子在“车辐”旋转过程中，经过多次摆动，最后到达阳极。而耗能电子在高频加速场和恒定磁场共同作用下，迅速折回阴极。（5分）
高频电场 电子D 电子C 电子A 电子B
3、采用对数中频放大器的必要性及对数放大的几点功能？（10分）
（5分）必要性：由于雷达观测的目标距离远近不一，目标的有效散射面积大小不同，会使雷达接收机输入端的目标回
波信号功率产生约100dB的变化。而接收机的总增益和灵敏度是按弱信号进行设计的，有效散射面积很大的近目标产生的强回波信号会引起线性接收机的饱和甚至过载。采用对数中放提高接收系统的过载能力，提高接收机的动态范围。 （5分）功能：①当输入电压较小时，为线性放大，对弱信号的增益比全对数时大，减小了接收弱信号时的灵敏度损失；当输入电压较大时，为对数放大，动态范围较宽，线性—对数放大器具有较强的抗过载能力。②当输入电压大小变化时，增益（斜率）始终是个正值，同样说明它具有抗过载性。在对数段内，增益自动地与输入电压成反比例变化。线性—对数放大器实质上是一个具有起始延时的自动增益控制电路。③对数段的振幅特性对较强的输入信号有“压缩”作用。
4、画出AFC基本原理图，并根据此图说明其工作原理（10分） fs 混频器 fI 中频放大器 Ec Ec fI （5分） fI fL 本振 fs fI AFC电路 fL Ec1 fI1 f I Ec1 fL1 UL
fL Ec
从混频器输出的中频是回波信号频率 fS与本振频率 fL之差频，即：
fI = fL － fS
相对于固定调谐的中频放大器频率响应曲线的中心频率称为额定中频fI0。它是相对固定的信号频率fS0与本振频率fL0 之差，即：
fI0 = fL0 － fS0
频率变化的结果，使fI ? fI0，即使偏离量?fI =fI - fI0不是很大，由于中放失谐，中频增益下降，也会使雷达观测能力下降。中放通频带越窄，这种情况越严重。
当fL或fS变化时，AFC电路能够鉴别出差频?fI变化的大小和方向，并产生相应的控制信号，自动调整fL，使实际中频接近于额定中频fI0。
AFC系统利用自动反馈，将输入较大的频差变为输出较小的频差，但不能完全消除频差。这种保持频差不变的AFC电路为差频式AFC电路。
相关推荐：
loading