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船舶导航雷达的缺点(船舶雷达作用)
来源:www.ascsdubai.com 时间:2022-11-08 03:00 点击:305 编辑:admin

1. 船舶雷达作用

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似,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,在真空中传播的速度都是光速C,差别在于它们各自的频率和波长不同。

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。

2. 船舶雷达的作用

现代商船雷达一班都是日本古野、JRC,英国凯文休斯,德国斯博瑞用的比较多

3. 船舶雷达作用是什么

地球上的洋面被划分成了A1,A2,A3,A4四个海区, 主要是根据不同频率的无线电波岸基电台的覆盖范围(当然还有INMARSAT卫星,后面会提到)来划分的

A1海区属于沿海海区。至少有一个甚高频海岸台的无线电话能够覆盖的海区,并且连续的数字信号变换器是有效的,可从海岸台延伸至30-50海里,VHF(甚高频)岸基电台的覆盖范围内;

A2海区为至少有一个中频海岸台的无线电话能够覆盖的海区,并且连续的数字信号变换器是有效的,一般可从海岸延伸至50-150海里(在中频MF覆盖范围,但不包括A1区域);

A3海区是国际海事卫星的静止卫星能够覆盖的海区,并且连续的警报是有效的,该区域处于北纬70度与南纬70度之间。A4是除A1、A2、A3区域以外的地区,本指南北极区,因南极基本是陆地,所以主要指北冰洋那块区域。 考虑到北冰洋那块只有少量科考船还有核潜艇会去,绝大部分的船(主要是商船),都在A1、A2、A3的区域内。

现代船舶上都安装有一整套完整的求救信号发送系统

4. 船用雷达是一种什么雷达

在船用雷达的组成部分中,用以发射无线电波的是发射机。

航海雷达(Marine radar)是装在船上用于航行避让、船舶定位、狭水道引航的雷达,亦称船用雷达。航海雷达在能见度不良时为航海人员提供了必需的观察手段。它的出现是航海技术发展的重大里程碑。

5. 船用雷达作用

是雷达都有盲区,包括低空盲区和顶空盲区,和船没有关系

6. 船用雷达频率

ITU定义频段其中用于卫星通信的有:

UHF(Ultra High Frequency)或分米波频段,频率范围为300MHz-3GHz。该频段对应于IEEE的UHF(300MHz-1GHz)、L(1-2GHz)、以及S(2-4GHz)频段。UHF频段无线电波已接近于视线传播,易被山体和建筑物等阻挡,室内的传输衰耗较大。

SHF(Super High Frequency)或厘米波频段,频率范围为3-30GH。该频段对应于IEEE的S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、Ku(12-18GHz)、K(18-27GHz)以及Ka(26.5-40GHz)频段。分米波,波长为1cm-1dm,其传播特性已接近于光波。

EHF(Extremly High Frequency)或毫米波频段,频率范围为30-300GHz。该频段对应于IEEE的Ka(26.5-40GHz)、V(40-75GHz)等频段。发达国家已开始计划,当Ka频段资源也趋于紧张后,高容量卫星固定业务(HDFSS)的关口站将使用50/40GHz的Q/V频段。

L频段IEEE将1-2GHz频段称为L频段。该频段主要用于卫星定位、卫星通信以及地面移动通信。

根据ITU的划分,卫星移动业务可使用:(1)带宽为34MHz的1626.5-1660.5/1525-1559MHz上下行频段(其中,1535-1559MHz上行频段占据优先地位,下行频段为卫星移动业务专用);(2)带宽为7MHz的1668-1675/1518-1525MHz上下行频段(优先地位低于地面固定和移动业务);(3)带宽为16.5MHz的1610-1626.5MHz上行频段(占优先地位,其对应的下行频段为S频段2483.5-2800MHz)。

根据ITU的划分,卫星广播业务可使用带宽为40MHz的1452-1492MHz下行频段,其优先地位低于地面固定、移动和广播业务。

Inmarsat等使用1525.0-1646.5MHz频段,Thuraya使用1525-1661MHz频段,铱星系统使用1616.0-1626.5MHz频段。

很多国家将1452-1492MHz频段分配给数字声音广播业务,WorldSpace卫星声音广播系统使用其中的1468-1492MHz频段。

地面移动通信系统多工作于800-900MHz、以及1800-1900MHz频段此外,L频段还被众多地面和航空等业务所使用。

S频段IEEE将2-4GHz频段称为S频段。该频段主要用于气象雷达、船用雷达、以及卫星通信。

根据ITU的划分,卫星移动业务可使用:(1)带宽为30MHz的1980-2100/2170-2200MHz上下行频段;(2)带宽为16.5MHz的2483.5-2800MHz下行频段;其优先地位均低于地面固定和移动业务。

根据ITU的划分,卫星固定和移动业务可使用:带宽为20MHz的2670-2690/2500-2520MHz上下行频段,其优先地位交错低于地面固定和移动业务。

根据ITU的划分:(1)卫星固定和广播业务可使用带宽为15MHz的2520-2535MHz下行频段(其优先地位交错低于地面固定和移动业务);(2)卫星广播业务可使用带宽为120MHz的2535-2655MHz下行频段(优先地位低于地面固定和移动业务);(3)卫星固定和广播业务可使用带宽为15MHz的2655-2670MHz下行频段(其优先地位交错低于地面固定和移动业务)。

Inmarsat和Eutelsat将1.98-2.01/2.17-2.20GHz频段用于卫星移动业务。

美国NASA用S频段用于航天飞机和国际太空站与地面的卫星中继业务,FCC将2.31-2.36GHz频段分配用于卫星声音广播。

印尼等国家将2.5-2.7GHz频段用于DTH业务。2.6GHz频段也被很多国家分配用于声音和电视节目的卫星移动广播业务。

地面无线网络工作于2.4GHz频段,WiMAX工作于3.5GHz频段。

S频段的可用带宽较窄,地面终端天线的指向性较差,因此,S频段卫星通信的轨位和带宽资源有限。根据ITU先占先用的协调惯例,新入行者几无可能使用相关频率资源。

C频段IEEE将4-8GHz频段称为C频段。该频段最早分配给雷达业务,而非卫星通信。

商用通信卫星是从C频段起步的。早在1960年代,就有Intelsat卫星采用C频段全球波束和半球波束,提供国际电话和电视转播等越洋通信业务。当时的Intelsat A标准地球站的天线口径为15-30.5m。

在亚太地区,固定卫星业务多使用5850-6425/3625-4200MHz频段,带宽为575MHz,简称为6/4GHz频段。固定卫星业务也可使用6425-6725/3400-3700MHz,带宽为300M的扩展C频段。随着地面通信业务量的增长,3400-3700MHz卫星下行频段正在被地面业务逐渐侵蚀中。

C频段通信卫星多使用尽可能覆盖可见陆地的赋型波束,EIRP可达45dBW。

C频段卫星通信的双向小站通常使用2.4-3m天线。

C频段的传播条件比较稳定,几乎不受降雨衰耗影响。

常规C频段也被地面微波中继业务所使用,卫星地球站选址不当时,易受地面微波干扰。

随着地面通信业务的发展,原用于卫星通信的C频段频率资源有逐渐被地面通信业务侵占的趋势。

X频段IEEE将8-12GHz频段称为X频段。X频段主要用于雷达、地面通信、卫星通信、以及空间通信。

雷达多工作于7.0-11.2GHz频段。卫星通信多使用7.9-8.4/7.25-7.75GHz频段,简称为8/7GHz频段。该频段通常被政府和军方占用。

有些国家将10.15-11.7GHz频段用于地面通信。

Ku频段IEEE将12-18GHz频段称为Ku频段。Ku频段主要用于卫星通信,NASA的跟踪和数据中继卫星也用该频段与航天飞机和国际空间站作空间通信。

卫星通信分为固定卫星业务(FSS)和广播卫星业务(BSS)。在亚太地区,固定卫星业务多使用14.0-14.25/12.25-12.75GHz频段,简称为14/12GHz频段;固定卫星业务也可使用上行为13.75-14GHz、下行为10.7-10.95和11.45-11.7GHz的扩展Ku频段;广播卫星业务通常使用带宽为500MHz的11.7-12.2GHz下行频段。

Ku频段通信卫星多使用区域波束,EIRP在55dBW上下。也有高吞吐量通信卫星(HTS)使用Ku频段复合点波束,其EIRP可达60dBW。

Ku频段卫星通信的双向小站通常使用1.8-3m天线,便携式终端的天线可为1m上下,电视广播的单收天线可小到0.5m。

与C频段相比,Ku频段的天线增益较高,可使用较小口径的地面天线;但因其波长较短,易受降雨衰耗影响。

Ka频段IEEE将18-27GHz频段称为K频段,将26.5-40GHz频段称为Ka(K above)频段。因为相关频段最容易受降雨衰耗影响,且因频率过高而不容易使用,在早期被划分用于雷达业务和实验通信

卫星通信可使用27.5-31/17.7-21.2GHz频段,简称为30/20GHz频段。高吞吐量通信卫星(HTS)多将27.7-29.5/17.7-19.7GHz频段分配给关口站,将29.5-30.0/19.7-20.2GHz分配给用户点波束。

早期Ka频段通信卫星多使用区域波束和可移动点波束,EIRP为50-60dBW。HTS卫星多使用多色频率复用的密集点波束,其EIRP可达60dBW或更高。

HTS卫星的用户终端可使用0.75m天线,其收/发速率可达50/5Mbps。

Ka频段的波长接近于雨滴直径,降雨衰耗最为严重,南方多雨地区很难避免短时间的通信中断。

7. 船舶雷达作用原理

第一部 分触发电路(定时器)

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)

第二部分 发射系统

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。

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。

3:磁控管:在调制器输出的负高压作用下,磁控管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。

二.特高压电源开关

1:3分钟延时开关:保护磁控管

2:发射开关(雷达电源:off->Standby)3分钟后,再接通。

第三部分 收发开关(双工器)

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。

第四部分 接收机系统

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。

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。

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80r/min)

2、选用S波段(10cm)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。

第五部分 雷达电源

由于船舶上存在低频、高频电源干扰,有船电负载多变化大等等现象。所以船用雷达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:雷达电源主要使用中频逆变器。而中频变流机组(淘汰)

第六部分 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。

1.天线

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):天线通过波导,与收发机相连。

2.波导

雷达波导用来传送超高频电磁波。

3.天线的方向性

天线由窄边隙缝波导构成。

1):天线方向性图

2):水平波束宽度ӨHl天线俯视图中,半功点宽度称为水平波束宽度。ӨH<>°,一般ӨH为1°左右。

3):垂直波束宽度Өv天线侧视图中,半功点宽度称为水平波束宽度。Өv=15°~30°防止船舶摇摆时,丢失目标。

4):偏离角隙缝波导天线的主瓣轴向与天线窗口法线方向之间约有3°-5°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。

8. 船舶雷达作用有哪些

1.1 无线电频率

雷达设备工作的无线电频率在任何时刻均应在国际电信联盟颁发的“无线电规则”所规定的范围内。

2. 目的

雷达设备应能相对于本船的其他水面船舶和障碍物、浮标、海岸线以及导航标志的位置,这将有助于导航和避碰。设备的安装应满足该设备所规定的性能标准。3. 性能要求

所有雷达设备均应满足下述最低要求。

3.1 作用距离

在正常传播条件下,当雷达天线架设在海面以上15米高度时,在无杂波的情况下,设备应清楚地显示出:

3.1.1 海岸线

高度为60米的陆地,距离为20海里。

高度为6米的陆地,距离为7海里。

3.1.2 水面目标

对5000吨(总吨,下同)的船舶,不管其首向如何,距离为7海里。

对10米长的小船,距离为3海里。

对有效反射面积约10平方米的导航浮标之类的目标,距离为2海里。

3.2 显示

3.2.1 雷达设备应提供首向向上非稳定相对平面位置显示,在没有外部放大装置的情况下,其有效显示直径不小于下列规定:

3.2.1.1 500 吨到1600 吨以下的船舶为180毫米;

3.2.1.2 1600 吨到10000 吨以下的船舶为250毫米;

3.2.1.3 10000 吨和10000 吨以上的船舶,一台雷达的显示器为340毫米,另一台雷达的显示器为250毫米。

3.2.1.4 若放大后的显示精度在本标准的精度范围内,也可以使用光学放大装置。

3.2.1.5 与雷达导航或避碰无关的任何信息只允许显示在屏幕有效直径的外面。

3.2.2 设备应供应下列两组显示量程中的任一组:

3.2.2.1 1.5、3、6、12、24海里以及一档不小于0.5海里且不大于0.8海里的量程组;

3.2.2.2 1、2、4、8、16、32海里的量程组。

3.2.3 设备还可以提供其他量程。

3.2.3.1 所提供的其他量程应比第3.3.2条所要求的最小量程更小,或者比第3.3.2条所要求的最大量程更大。

3.2.3.2 不应提供扫描起点延迟的量程。

3.2.4 设备在任何时刻都要清楚地指示所用的量程及两距标环的间距。

9. 船舶雷达使用

前雷达的使用方式:

1、汽车前雷达是能够探测车头前方区域,以警示声音来帮助驾驶者在向前停车的时候判断前方障碍物的距离,以保障不被位于前方视线死角的障碍物刮蹭;

2、目前,装备前泊车雷达的车型并不是很多;

3、但这个功能对于新手而言非常实用和方便,在向前泊车和在城市拥堵路段保持前车距离的时候能帮助新手掌控状况。

10. 船用雷达工作原理

  雷达属于物料学科,雷达发出的是电磁波,是属于物理领域,主要专业是雷达工程,电磁波两类专业,机械、电子工程、电磁波专业、通信专业也可以从事与雷达相关的工作。  工程类专业有:  土木工程、建筑学、电子科学与技术、电子信息科学与技术、计算机科学与技术、采矿工程、勘察技术与工程、矿物加工工程、交通工程、测绘工程、船舶与海洋工程、港口航道与海岸工程、水文与水资源工程、水利水电工程、冶金工程、热能与动力工程、安全工程、环境工程、无机非金属材料工程、金属材料工程、石油工程、材料成形及控制工程、油气储运工程、化学工程与工艺、制药工程、生物工程、建筑环境与设备工程、给水排水工程、电子信息工程、通信工程、过程装备与控制工程、测控技术与仪器、机械工程、电气工程及其自动化等。 

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