电子科技大学雷达原理与系统期末考题

第一篇：电子科技大学雷达原理与系统期末考题

大四上学期雷达原理与系统期末考题（大部分）

一．填空选择：

1下列不能提高信噪比的是（B）

A，匹配滤波器B，恒虚警C，脉冲压缩D，相关处理

2，若一线性相控阵有16个阵元，阵元间距为波长的一半，其波束宽度为（100/16）

3，模糊图下的体积取决于信号的（能量）

4，对于脉冲多普勒雷达，为了抑制固定目标，回拨方向加入对消器，这措施对运动目标的检测带来的影响是出现了（盲速）

5，雷达进行目标检测时，门限电平越低，则发现概率（越大），虚警概率（越大），要在虚警概率保持不变的情况下提高发现概率，则应（提高信噪比）

6，对于脉冲雷达来说，探测距离盲区由（脉冲宽度）参数决定。雷达接受机灵敏度是指（接收机接收微弱信号的能力，用接收机输入端的最小可探测信号功率Smin表示）

7，不属于单级站脉冲雷达系统所必要的组成部分是（B）A收发转换开关B分立两个雷达

8，若要求雷达发射机结构简单，实现成本低，则应当采用的结构形式是（单级振荡式发射机）

9，多普勒效应由雷达和目标间的相对运动产生，当发射信号波长为3m，运动目标与雷达的径向速度为240m/s，如果目标是飞向雷达，目标回波信号的频率是（100MHz+160Hz）注：多普勒频率2drfv

10，在雷达工作波长一定情况下，要提高角分辨力，必须（增大天线间距d），合成孔径雷达的（方向分辨力）只与真实孔径的尺寸有关

11，只有同时产生两个相同且部分重叠的波束才能采用等信号法完成目标方向的测量

12，当脉冲重复频率fr和回波多普勒频率fd 关系满足（fr）》fd）时，不会出现（频闪和盲速）

13，只有发射机和接受机都是（相参系统），才能提取出目标多普勒信息 14，大气折射现象会增加雷达（直视距离）15，尔逊准则是在检测概率一定的条件下，使漏警概率最小，或者发现概率最大。

曼奈16，相控阵雷达随着扫描角增加，其波束宽度（变大）17，雷达波形模糊函数是关于（原点）对称的。

第二篇：西安电子科技大学雷达对抗原理第一次大作业

雷达对抗原理大作业

学校：西安电子科技大学 专业：信息对抗 指导老师：魏青 学号/学生：

雷达侦查中的测频介绍与仿真

如今，战争的现代水平空前提高，电子战渗透到战争的各个方面。军事高技术的发展，使电子对抗的范围不断扩大，并逐步突破了原有的战役战斗范畴，扩展到整个战争领域。海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争和最近的利比亚战争都表明，电子对抗在现代战争中有着极其重要的作用。电子对抗不仅在战时大量使用，在和平时期侦察卫星、侦察飞机、侦察船和地面侦察站不停地监视着对方的电磁辐射，以探明阵地布置、军事集结和调动；也不断收集对方电磁设备的性能参数，以期在战前进行模拟的对抗试验，确保在战争中有效地压制对方的电子设备。

侦察是对抗的基础。电子侦察的基本任务是截获、分析对方的辐射信号，测量信号的到达方向、频率、信号调制特性，最终目的是识别辐射源的属性，以便有针对性的对抗。自电子对抗出现后的60多年来，电子技术的飞跃发展引起了雷达、通信、导航等技术的飞速发展。使对电子侦察设备同时处理多信号的能力、快速反映能力及信号特征处理能力的要求是越来越高。但是现在雷达参数的搜索变化，给信号的分选、识别带来很大困难。所幸大多数辐射源是慢运动或固定的，因此刹用到达角这一参数将来自很大空域内的辐射源进行分离，然后对各个辐射源分析，成了现代电子侦察的一个特点。1.概述

图1典型雷达接收机原理框图

对雷达信号测频的重要性

载波频率是雷达的基本、重要特征，具有相对稳定性，使信号分选、识别、干扰的基本依据。

对雷达信号测频的主要技术指标

a.测频时间

定义：从信号到达至测频输出所需时间，是确定或随机的。要求：瞬时测频，即在雷达脉冲持续时间内完成载波频率测量。重要性：直接影响侦察系统的截获概率和截获时间。

频域截获概率:即频率搜索概率，单个脉冲的频率搜索概率定义为

(Δfr测频接收机瞬时带宽，f2-f1是测频范围，即侦察频率范围)截获时间:达到给定的截获概率所需的时间，如果采用瞬时测频接收机，则单个脉冲的截获时间为

(其中Tr是脉冲重复周期，tth是侦察系统的通过时间)b.测频范围、瞬时带宽、频率分辨力和测频精度 测频范围：测频系统最大可测的雷达信号的频率范围；

瞬时带宽：测频系统在任一瞬间可以测量的雷达信号的频率范围； 频率分辨力：测频系统所能分开的两个同时到达信号的最小频率差； 测频精度：把测频误差的均方根误差称为测频精度 ；

晶体视频接收机：测频范围等于瞬时带宽，频率截获概率＝1，但频率分辨率很低，等于瞬时带宽。

窄带搜索接收机：瞬时带宽很窄，频率截获概率很低，但频率分辨率很高。

最大测频误差为：

瞬时带宽越宽，测频误差越大。c.可测信号形式

现代雷达信号可以分成脉冲和连续波。

脉冲信号：低工作比脉冲信号、高工作比的脉冲多普勒信号、重频抖动和参差信号、编码信号、宽脉冲线性调频信号（其中宽脉冲线性调频信号的测频比较困难）测频系统允许的最窄脉宽尽可能窄、是否可以检测脉内频率调制等是其重要的指标。d.同时信号分离能力

同时到达信号按照两个脉冲前沿的时差分成两类：

第1类同时到达信号：<10ns 第2类同时到达信号：10ns<<120ns 要求测频接收机能够对同时到达信号的频率分别进行精确的测定，而且不丢失其中的弱信号。e.灵敏度和动态范围

灵敏度是保证正确的发现和测量信号的前提。它域接收机体制和接收机的噪声电平有关。动态范围是指保证测频接收机精确测频条件下信号功率的变化范围，它包括：

工作动态范围：保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率之比，也称为噪声限制动态范围。

瞬时动态范围： 保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的功率之比。

现代测频技术分类

2.典型的几种测频技术 频率搜索测频技术

1．搜索式超外差测频技术的基本原理

图2 搜索式超外差接收机方框图

超外差接收机的工作原理是利用中放的高增益和优良的频率选择性特性，对本阵与输入信号变频后的中频进行检测和频率测量。由于变频后的中频信号可以保留窄带输入信号中的各种调制信息，消除了变频前输入信号载频的巨大差异，便于进行后续的各种信号处理，特别是数字信号处理，因此超外差接收机被广泛地应用于各种电子战接收机中，频率搜索主要是对变频本阵的调谐和控制。

2．寄生信道及其消除方法

如果在混频器输入同时加入信号fR和本振信号fL, 由于混频器的非线性作用，许多频率组合可以产生中频信号，其一般关系为：

m,n 为整数，其中当m=1, n=-1时为主信道，m=-1,n=-1为镜像干扰，主信道和镜像信道示意如图：

主信道：超外差 寄生信道： 主要寄生信道：镜像信道：

m=1,n=-1除外

镜像抑制比：

提高镜像抑制的方法：微波预选-本振统调、宽带滤波-高中频、镜像抑制混频器、零中频

3.几种典型超外差接收机

a.窄带超外差接收机

采用微波预选器与本振通调，对每个分辨单元顺序搜索。射频带宽：20～60MHz。优点：频率分辨率高、灵敏度高、抗干扰能力强、输出信号密度低、对信号处理要求低。缺点：截获时间长，截获概率低，不能检测频率捷变、线性调频、编码信号。

b.宽带超外差接收机

瞬时带宽：100～200MHz。优点：能检测频率捷变、线性调频、编码信号；截获时间缩短。

c.宽带预选超外差接收机

采用宽带预选器和高中频，扩展瞬时带宽。

比相法测频技术

比相法测频是一种宽带、快速的测频技术，也称瞬时测频技术（IFM）。

1.基本工作原理

比相法通过延迟频率变换成相位差，由宽带微波相关器将相位差换成电压，再经信号处理，输出信号频率测量值。

图3 比相法测频的基本电路图

2.极性量化法

极性量化法是根据鉴相输出信号的正负极性进行信号频率测量和编码输出的。

图4实用的微波鉴相器原理图

3.主要技术参数

不模糊带宽：F倍频程或者更高

频率分辨率：1～2MHz 测频精度：

1～2MHz 频率截获概率：1 频率截获时间：脉冲重复周期 灵敏度：－40dBm~ －50dBm 动态范围：50～60dB 信道化测频技术

信道化测频技术是利用毗邻的滤波器组对输入信号进行频域滤波和检测的测频技术。主要采用模拟滤波器组和数字滤波器组实现，分别称为模拟信道化测频技术和数字信道化测频技术。这里主要探讨数字信道化测频技术。1.数字信道化测频技术概述

信道化是将接收机带宽划分为若干个子信道，然后对每个子信道输出分别进行检测、分析，以确定信号是否存在和测量参数的方法，与其等效的关键处理就是滤波器组。因此，数字信道化可以看成一个数字滤波器组，它也可以看成有K个输出口的网络，通过测量滤波器组的输出，可以确定输入脉冲信号的部分参数，比如载频、到达时间TOA、脉宽、脉冲幅度以等。数字信道化原理框图，如下图5。

图5数字信道化原理方框图

所谓的数字滤波器组是指具有一个共同输入x(n)，若干个输出端的一组滤波器，如图5虚线框所示。图中h(k)，k=O，1，⋯，K—l为第k个滤波器的冲击响应，这K个滤波器的功能是把宽带信号s(n)分成K个子频带滤波输出，覆盖整个频带，因此，它们就构成了一个信道化滤波器组。该滤波器组将整个无模糊采样频带(复信号为[0，fs]，实信号为[-fs／2，fs／2])划分为若干个并行的信道输出，使得信号无论何时在何信道出现，均能加以截获，并进行解调分析。所以这种滤波器组信道化方法具备了全概率截获能力。由此可见，实现数字信道化的关键技术是如何设计符合要求的滤波器组。

2.数字信道化测频原理

设各滤波器3dB带宽均为B，各信道中心频率为fo，m=0，l，⋯，M-1各信道带宽ΔF=fo，m-fo,m-1。其中ΔF保持不变，改变带通滤波器的带宽可以得到不同的信道划分，主要有两种不同的滤波器配置方法：无重叠的频带分配(图6)和有重叠的频带分配(图7)。a.B=ΔF频带无折叠

其滤波器的配置方法如图所示：

图6无重叠的频带分配方案

b.信道之间相互重叠

其滤波器的配置方法如图所示：

图7叠l/3带宽频带分配方案

无论上述哪种信道分配方式，当多个信号同时落入一个信道中时，将无法把它们区分开，因此信道化的频率分辨率取决于各子信道带宽。设计时，子信道的带宽越窄，频率分辨率和测频精度就越高，相反子信道的带宽越宽，频率分辨率和测频精度就越低。

频率搜索接收机MATLAB仿真

f=input f1=10.^9;%起始频率 f2=2*10.^9;%终止频率 u=150*10.^6;%带宽 Tf=1/30;%测频周期

Tr=0.005;%脉冲重复周期 N=round(Tf/Tr);%脉冲数 fi=zeros(1,N);n=1:1:N+1;fi(n)=f1+(n-1)*u;j=1;f=f*10^9;while j<=N if f>=fi(j)&f<=fi(j+1)disp(输出 frequency is(Hz)');f=(fi(j)+fi(j+1))/2 break;else j=j+1;end if j==N+1 disp(不在测频范围内');end end 仿真结果：

总结：

通过这次大作业让我知道并了解了在雷达侦察中的测频方法，以及其原理。但依然发现许多不足之处，在程序编写方面有所欠缺，以后应该多加练习，熟悉MATLAB的运用等等。

第三篇：雷达原理与应用

雷达与声纳的共性及差别是什么？

雷达是利用无线电技术进行侦察和测距的设备。它可以发现目标，并可决定其存在的距离及方向。雷达将无线电波送出，然后经远距离目标物的反射，而将此能量送回雷达的记发机。记发机与目标物间的距离，可由无线电波传雷达的目标物，再由目标物回到雷达所需的时间计算出。雷达的基本原理与无线电通讯系统的原理同时被人所发现。赫兹与马可尼两人都曾用超短波试验其反射情形，这也就是所谓雷达回波。赫兹用金属平面及曲面证明，电波的反射完全合乎光的反射定律。同时赫兹度量脉冲的波长及频率，并且计算其速度也发现与光相同，这也就是所谓的电磁辐射。雷达送出短暂的电波讯号的程序，称为脉冲程序。雷达的基本作用原理有些相似于声波的回声。唯一与声波测量距离的不同点，在于雷达系统具有一指示器，指示器中包含有一个与电视收像管相同的观察管。此管可将雷达所发出的脉冲及回波，同时显示于其标有距离的基线上。还有其他指示器，使雷达借天线所搜索的资料，制成一个图，从图上立即可以定出目标物的区域距离及方向。因为雷达的作用完全是借电波的反射原理而成，所以必须用频率在1000兆赫到10 000兆赫的类光微波方行。雷达所发射的电波可借抛物面形的反射器，使其成为极度聚焦的波束，这就像探照灯所射出的光束一样。此波束借旋转天线及抛物体形反射器的精密控制，有系统地对空间进行搜索。当波束从目标物反回来时，天线所指的方向，就表示目标物对天线的水平方位角。以角度为单位所表示的水平方位角，通常都显示于指示器上。为了决定目标物与雷达间的距离，雷达的发射脉冲距接收到回波的时间，必须精确测定。因为雷达电波在空中以每秒约30万公里的光速进行，因此在每微秒的时间内，电波行进约为300米。由于雷达脉冲必须从雷达行至目标物，再由目标物回到雷达，但目标物距雷达的距离，为雷达脉冲总行程的一半。约为每微秒l50米。此时间可利用电子束在阴极射线管的屏幕上，以直线扫描指示出。借电子束，以已知变动率（如以每微秒0.01米）作水平偏向，因此电子束打在萤光屏上所留的痕迹，就形成一个时间标度，或直接用尺，来表示。如雷达天线送出一个1微秒长的脉冲，同时指示器的阴极射线管电子束在屏幕上，以每100微秒0.0254米的变动率开始扫描。再假设雷达脉冲在30000米的距离从一飞机反射回天线。当1微秒长的脉冲离开天线的同时，在雷达指示器的左侧也显示出一个0.025厘米长的主脉冲（发射脉冲）。由天线发射的脉冲，到飞机进行了30000米的距离，需时100微秒，然后反回天线也需100微秒。结果微弱的脉冲回波也显示于指示器上，其与主脉冲之间有5厘米的距离，或指示为200微秒。由于脉冲本身有1微秒的长度，所以量度距离时，必须量度两脉冲的前缘间距离。由于回波信号太弱，所以一个单一回波信号显示于指示器，很难被发现。因此回波信号，必须于每秒内，在指示器上重复显示数次，显示的方法是借电子束随天线扫描的速率（通常天线以每分钟15到20转转动）在指示器上扫描而得。雷达无论在平时及战时，都已被广泛的应用。在二次世界大战时使用雷达的目的，只是为了预知敌机的接近。用于预警网的预警雷达，预警雷达天线都是极大的转动抛物面形反射天线，或静止双极矩阵天线。战时雷达的应用很快就被扩展到地面拦截控制，以及高射炮和探照灯的方向控制等。这些所谓的射击控制雷达不仅能察知敌机的所在，并能自动决定高射炮的发射方向及使其发射。由于雷达可度量其与目标物间的距离，当然也可以从飞机上测量距地面的垂直高度。常用的各种脉冲式雷达就可度量一架飞机的高度，供飞行员飞行的参考。然而对很低的高度（低于1000米），因距离太近，脉冲式雷达的回波有与其发射出的主脉冲合并的趋势。因此大多数雷达测高仪都不用脉冲输出，而用等幅调频电波。雷达测高仪的发射天线，送出一垂直无线电波束，此电波的频率连续不断的变化。当信号离开发射天线的瞬间，其信号的频率为某一频率。然后当信号由地反射回到测高仪的接收天线后，因接收机内有一相位鉴别器（或简称为鉴相器），鉴相器可将接收到的回波，与正在发射出的 1 信号频率（或相角）作一比较。因为当回波回到接收天线，已经过了一段时间，当然此时发射天线所发信号的频率，也已改变。利用已知每秒周数的频率偏差，就可决定出电波由发射天线到地，在回到接收天线的时间，因此可计算出飞机距地的高度。关于电波往来所需的时间与相应的高度，事先已经算出，并直接标示在指示器上，所以可以直接从指示器上读出飞机的高度数值。除此之外，雷达还可以用在飞机和船舶的导航，作为某一城市、机场，高山或某一特定点的辨别符号用的雷达指标，都已事先标示于航行图上。

声纳的组成和工作原理

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备,用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标,进行水声对抗,水下战术通信、导航和武器制导、保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。声纳的工作原理是回声探测法。这个方法是在第一次世界大战期间研究出来的。用送入水中的声脉冲探测目标,声脉冲碰到目标就反射回来,返回声源(有所减弱)后被记录下来。如果知道脉冲的往返时间,并且知道超声在水中的传播的速度,就可以很精确地测定出目标的距离。这当然是很有价值的,尤其是在军事上。根据海洋声学的历史记载,意大利物理学家达〃芬奇曾于1490 年写过这样一段话:“如果使船停航,把一根长管的一端插入水中,而另一端贴紧耳朵,则能听到远处的航船。”这实际上是水下被动式声纳设备的雏形。

声纳按其工作方式可分为被动式声纳和主动式声纳,现在的综合声纳兼有以上两种形式。被动式声纳又称为噪声声纳,主要由换能器基阵(由若干个换能器按照一定规律排列组织组合而成)、接火机、显示控制台和电源等组成。当水中、水面目标(潜艇、鱼雷、水面舰艇等)在航行中,其推进器和其他机械运转产生的噪声,通过海水介质传播到声纳换能器基阵时,基阵将声波转换成电信号传送给接收机,经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向。被动式声纳主要搜索来自目标的声波,其特点是隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离远,但不能侦察静止无声的目标,也不能测出目标距离。

主动式声纳又称回声声纳,主要由换能器基阵、发射机、接收机、收发转换装臵、终端显示设备、系统控制设备和电源组成。在系统控制设备的控制下,发射机产生以某种形式调制的电信号,经过发射换能器变成声信号发送出去当声波信号在传播途中遇到目标时,一部分声能被反射回接收换能器再转换成电信号,送入接收机进行放大处理,根据声信号反射回来的时间和频率的高低来判断目标的方位、距离和速度,在终端显示设备上显示出来。主动声纳可以探测静止无声的目标,并能测出其方位和距离。但主动发射声信号容易被敌方侦听而暴露自己,且探测距离短。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种 2 工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

雷达 radar

利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。雷达是英文radar的音译，意为无线电检测和测距。雷达概念形成于20世纪初，在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理，是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。雷达分为连续波雷达 3 和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距，且接收回波是在发射脉冲休止期内，所以接收天线和发射天线可用同一副天线，因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时，雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展（如气象预报、资源探测、环境监测等）和科学研究（天体研究、大气物理、电离层结构研究等）。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

雷达和声纳有什么区别？

雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。

测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

声纳与雷达如何进行敌我识别？ 声纳的最基本原理 水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述入下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

声纳的最基本原理

水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述如下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

什么叫声纳?它有什作用和危害?

水下探测使用“声纳”，这是一种利用声音进行侦察的工具。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的 7 声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

倒车雷达的工作原理：

倒车雷达的主要作用是在倒车时，利用超声波原理，由装臵于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再提示给驾驶者，使停车和倒车更容易、更安全。

倒车雷达系统的组成：1．主机2．显示器3．探头2～8个

倒车雷达产品使用发射和接收一体化超声波探头，采用单片机控制超声波发射，发射的超声波遇到障碍物反射,探头接收反射的超声波送入放大电路进行放大，由单片机进行数据处理，然后送显示器显示障碍物距离和方位。

超声波探头利用压电陶瓷作为换能器件实现超声波的发射和接收。给探头压电陶瓷片施加一定的超音频电信号，压电陶瓷片将电能转换成声能发送超声波。超声波作用于探头压电陶瓷片，压电陶瓷片将声能转换成电信号，微弱的电信号经放大后送电路处理。

PDC（Parking Distance Control）系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设臵雷达侦测器，用以侦测前后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物，或停车时与它车的距离，此装臵除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。PDC是以超音波感应器来侦测出离车最近的障碍物距离，并发出警笛声来警告驾驶者。而警笛声音的控制 8 通常分为两个阶段，当车辆的距离达到某一开始侦测的距离时，警笛声音开始以某一高频的警笛声鸣叫，而当车行至更近的某一距离时，则警笛声改以连续的警笛声，来告知驾驶者。PDC的优点在于驾驶员可以用听觉获得有关障碍物的信息，或它车的距璃。PDC系统主要是协助停车的，所以当达到或超过某一车速时系统功能将会关闭。

三菱电机开发成功车载毫米波雷达MMIC芯片

〖 http://www.xiexiebang.com 2003/06/06 11:17 来源：日经BP社 作者：田野仓保雄 〗

日本三菱电机日前宣布，成功开发出用于车间距离控制系统等的车载毫米波雷达MMIC（单片微波集成电路）芯片组。目前，该芯片组已开始使用于高级车辆，采用电动控制扫描臂取代了此前通过机械性方法左右摆动扫描臂来进行扫描的方式。使用的频带为76GHz。“支持电动臂扫描方式、基于MMIC的76GHz频带芯片组的成功开发，在业界尚属首次”（该公司）。三菱电机在此次开发中，运用了此前在90GHz频带的地球观测卫星毫米波传感器等卫星防卫领域中所形成的MMIC技术。

与机械式相比，电动臂扫描方式可进行高速扫描，并且可确保较高的可信度。例如，扫描速度达到扫描1次仅需1/100万秒。“比如，即使与前行车的相对速度达到150km/小时，进行1次扫描时前行车的移动距离也不会超过1mm”（三菱电机）。

此次开发成功的芯片组共由8枚芯片组成。具体来说，包括用于信息收发天线切换开关的MMIC、5枚用于发送信息的MMIC芯片（76GHz频带放大器、38/76GHz倍频器、38GHz频带放大器、19/38GHz倍频器及19GHz频带放大器）以及2枚接收信息的MMIC芯片（76GHz频带低噪音放大器及用于接收信息的音量调节装臵）。通过组装上述芯片，可构成FMCW（频率调制连续波）及脉冲多普勒等各种方式的毫米波雷达的回路部分。

三菱电机计划在2006年投产该芯片组。该公司表示：“除向其他公司销售外，目前也正在考虑在自己公司投产嵌入有该芯片组的雷达模块”。该芯片组的目标价格为2万日元（约合人民币1250元）以下。

第四篇：计算机组成原理实验报告 电子科技大学

计算机专业类课程

实验报 告

课程名称：计算机组成原理

学院专业：计算机科学与工程 计算机科学与技术学生姓名：** 学

号：20120600***** 指导教师：吴晓华

日

期：2014年11月30日

实 验 报 告

实验一

一、实验名称：

ALU设计实验

二、实验内容和目的 ：

（1）实验内容：

设计一个4bit ALU,实现两个4bit二进制数的算术运算和逻辑运算

1、算术运算(加、减);

2、逻辑运算(与、或、置

1、清0);（2）实验目的：

1.熟悉ALU的工作原理;

2.掌握用硬件描述语言设计ALU的方法;

三、实验原理：

利用veilog hdl语言编写实现实验要求的逻辑功能实现代码。要求实现两个四位二进制数的算数运算和逻辑运算，有三个输入，分别是输入的两个四位二进制数和一个控制信号，有两个输出，分别是仅为信号和运算结果的输出。考虑到是电路的逻辑代码设计简化，采用case语句来实现。所有的输入都会对最终的结果和进位输出产生影响。在连线时，八个开关分为两组，分别控制两个四位二进制数的各位，有五个指示灯，四个显示结果的输出，一个用来显示进位信号。

四、实验器材（设备、元器件）

硬件平台：pc 软件平台：windows xp

五、实验步骤：

先利用仿真软件进行程序的编写，编译调试运行，结果无误后，在仿真软件上绑定对应开关和连线，打开电路板电源，进行控制操作，观察指示灯的亮灭情况，根据实际的逻辑结果来验证实验代码及连线的正确性，若与实际结果不相符，检查连线以及实验代码，重新进行处理。

六、实验数据及结果分析：

（1）实验代码：

module pz(in1,in2,se,count,c);input[3:0] in1,in2;input[2:0] se;output[3:0] count;output c;reg[3:0] count;reg c;always@(in1,in2,se)begin case(se)3'b000:{c,count}=in1+in2;3'b001:{c,count}=in1-in2;3'b010:count=in1 & in2;3'b011:count=in1 | in2;3'b100:count=0000;3'b101:count=1111;default:count=5'bx;endcase end

endmodule（2）实验结果照片：

八．实验结论、心得体会和改进建议：（1）思考题： 在进行算术运时, 7(0111)+8(1000)=1111 7(0111)-8(1000)=1111 其输出结果都是1111,为什么?

答：因为计算时都采用二进制补码来运算，而前者进行相加的两个数都是正数，其补码为其本身。而后者进行补码的减法运算时，要对减数求补，转换成加法运算，所以最终所得结果相同。

（2）实验结论、心得体会和改进建议：

在设计逻辑电路是使用了实现该逻辑功能最简单的方式，case语句，在编写实验代码时需要注意always语句中的输出变量必须提前声明为reg型的变量。注意根据实验指导书绑定正确的接线。

电 子 科 技 大 学

实 验 报 告

实验二

一、实验名称：

静态存储器的设计

二、实验学时：4

三、实验内容和目的：

（1）实验目的：

1.掌握存贮器的读写控制方法;(读信号、写信号、片选信号)2.掌握存储器的字扩展和位扩展方法;3.掌握用硬件描述语言设计存贮器的方法;4.了解存储器种类、工作原理和特点.(2)实验内容：

用字扩展和位扩展的方式,设计一个 32X8的静态存储器,能够对其随机的读写.其中: 32表示地址的寻址空间大小，8表示数据单元的位数;

四、实验原理：

利用veilog hdl语言编写实现实验要求的逻辑功能实现代码。

1.设计一个16X4的可随机读写的存储器模块;2.利用16X4存储器模块,通过实例化完成对所需要的存储器，因为是16X4扩展为32X 8，所以将16X4两两分为一组刚好两组。

3.数据、地址的输入/输出

a、数据/地址的输入: 开关控制;b、数据的输出: 指示灯显示;4.控制信号

a、片选: 低有效;b、读: 低有效;c、写: 上升沿有效;

五、实验器材（设备、元器件）

硬件平台：pc 软件平台：windows xp

六、实验步骤：

先根据实验内容，实验目的，实验要求编写实现所需逻辑功能的实

验代码，然后在仿真软件上进行编译链接运行，无误后进行宋旭单元与电路板相关接口的绑定，对电路板进行连线，练好后进行实际操作，观察电路板上指示灯的亮灭情况，根据实际的逻辑结果判断实验代码以及连线是否正确，若输出有误，则重新检查连线以及代码是否有逻辑问题。

七、实验数据及结果分析：（1）实验代码：

module m(din,addr,wr,rd,cs,dout);

reg[D_WIDTH-1:0] ram[(2**A_WIDTH)-1:0];wire [D_WIDTH-1:0] dout;input[D_WIDTH-1:0] din;input[A_WIDTH-1:0] addr;input wr,rd,cs;output [7:0]dout;parameter D_WIDTH = 8;parameter A_WIDTH = 5;

ram16_4 ram16_4_1(.din(din[3:0]),.addr(addr[3:0]),.wr(wr),.rd(rd),.cs(addr[4]|cs),.dout(dout[3:0]));ram16_4 ram16_4_2(.din(din[7:4]),.addr(addr[3:0]),.wr(wr),.rd(rd),.cs(addr[4]|cs),.dout(dout[7:4]));ram16_4 ram16_4_3(.din(din[3:0]),.addr(addr[3:0]),.wr(wr),.rd(rd),.cs((~addr[4])|cs),.dout(dout[3:0]));ram16_4 ram16_4_4(.din(din[7:4]),.addr(addr[3:0]),.wr(wr),.rd(rd),.cs((~addr[4])|cs),.dout(dout[7:4]));

endmodule

module ram16_4(din,addr,wr,rd,cs,dout);

parameter D_WIDTH = 4;parameter A_WIDTH = 4;

input[D_WIDTH-1:0] din;input[A_WIDTH-1:0] addr;input wr,rd,cs;output[D_WIDTH-1:0]dout;

reg [D_WIDTH-1:0] ram [(2**A_WIDTH)-1:0];wire [D_WIDTH-1:0] dout;

always @(posedge wr)if(!cs)ram[addr] <= din;

assign dout =(!(rd||cs))?ram[addr]:4'bzzzz;

endmodule

（2）实验结果截图：

八、实验结论、心得体会和改进建议：

对于存储器的扩充有字扩充和位扩充，在编写实验代码时首先得编写出实验所需要的基本单元16X4的存储器，通过对该存储器模块的

实例化来实现实验所需要用到的存储器，实验内容比较简单，只要按照实验要求和步骤结合实验目的进行正确操作，实验都能成功.

第五篇：自然辩证法概论(西安电子科技大学2014考题)0821102

自然辩证法概论—西安电子科技大学2014年试题（0821102））

1、在人与自然的关系问题上，存在哪些观点和认识？生态文明中人与自然的关系如何处理？

2、“科学”和“技术”有哪些异同？结合已有的认识谈谈你的看法。

3、美国的三大科研工程即曼哈顿工程、阿波罗计划以及人类基因组计划标志着大科学时代的到来。“大科学”的概念是普赖斯在60年代所著的《小科学与大科学》一书中首先提出来的。请阐述你对“大科学”及“大科学”与社会的双向作用的理解。

4、科学研究要讲诚信和学术道德，然而在现实中，科学研究中存在许多学术不端行为，你认为有哪些学术不端行为？并结合研究生的学习和科研生活，请你谈谈在个人的学术生涯中如何建立学术诚信。