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QQ交談東京美船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域
點擊次數(shù)：1375 發(fā)布時間：2014-4-18
船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展簡況
1904年德國工程師胡爾斯邁耶制成能發(fā)射和接收電磁波以探測船舶
東京美船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域
的裝置，但因作用距離不到1英里，未引起重視。1935年法國班輪“諾曼底”號zui先安裝航海雷達，其天線不能旋轉(zhuǎn)，用以探測前方冰山。30年代末，英國和美國制成船用米波對空搜索雷達。第二次世界大戰(zhàn)期間，研制了厘米波對海雷達。1940年英國人蘭德爾和布特制成空腔磁控管，解決了微波源問題。1941年美國首先制成帶有平面位置顯示器的脈沖微波海面搜索雷達。這種雷達在第二次世界大戰(zhàn)的反潛艇作戰(zhàn)中發(fā)揮了重大作用，戰(zhàn)后用作商船航海雷達，以保證航海安全。60年代末到70年代初出現(xiàn)了自動雷達標繪儀，進一步發(fā)揮了雷達在避碰上的作用，得到廣泛應(yīng)用?！?972年海上避碰規(guī)則》規(guī)定了正確使用雷達和進行標繪的要求?！?974年海上人命安全公約1981年修正案》規(guī)定了不同噸位船舶安裝雷達和自動雷達標繪儀的臺數(shù)和日期。海事組織也先后通過航海雷達和自動雷達標繪儀的性能標準。
東京美船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域
通常由天線、發(fā)射機、接收機、顯示器和電源5部分組成。
①天線：
東京美船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域
早期用拋物面反射天線，現(xiàn)已為波導(dǎo)隙縫天線取代。天線輻射以水平線性極化為主；為提高雷達在雨雪中的探測能力，有的天線裝有圓極化裝置。發(fā)射和接收一般合用一個天線，由雙工器（收發(fā)開關(guān)）轉(zhuǎn)換。天線由馬達驅(qū)動，作360°連續(xù)環(huán)掃。為保證方位測量精度和方位分辨力，天線波束水平寬度要窄，很多3厘米航海雷達在1°以內(nèi)。為防止船舶搖擺時丟失目標，波束垂直寬度較寬，約為25°。
②發(fā)射機：
采用脈沖體制。脈沖寬度約為 0.05～2微秒。近距離檔用較短脈沖，以提高距離分辨力；遠距離檔用較長脈沖，以增大作用距離。工作波段以X波段（9320～9500兆赫）和S波段（3000～3246兆赫）為主，這兩種波段的雷達通常分別稱為 3厘米雷達和10厘米雷達。在天線尺寸相同的情況下，前者有較高的方位分辨力，有利于近距離探測；后者受雨雪雜波和海浪雜波的干擾較小，電磁波經(jīng)過雨區(qū)的衰減也小，如果發(fā)射功率相同，遠距離靈敏度較高，有利于遠距離探測。雷達同時安裝這兩種波段，可取長補短。
③接收機：
采用直接混頻超外差式，設(shè)有海浪干擾抑制電路和雨雪干擾抑制電路。為防止相同波段的雷達干擾，有的雷達設(shè)有抗同頻異步干擾電路。發(fā)射機和接收機組裝在同一機柜內(nèi)，合稱收發(fā)機。
④顯示器：
采用距離方位極坐標的平面位置顯示，掃描線和天線同步旋轉(zhuǎn)，有若干檔距離量程可供選用。測距可用活動距標或固定距標；測方位可用電子方位線或機械方位圈。70年代出現(xiàn)的高亮度顯示器，可不用遮光罩，白天在駕駛臺正常光線下供數(shù)人同時觀察。有的采用彩色顯示器，用不同顏色表示不同內(nèi)容，使屏幕畫面更醒目。
⑤電源：
早期
航海雷達
用變流機，現(xiàn)已普遍采用逆變器，也有直接用船電的。
船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用
航海雷達用于測定船位、*和避
航海雷達
讓。
定位
雷達測距比測向精度高。按照定位精度順序，雷達定位方法為：距離定位、孤立目標的距離方位定位和方位定位。如用雷達測距和目測方位結(jié)合，定位精度更高。雷達測量距離和方位的準確性受多種因素影響。按照海事組織1981年提出的性能標準，要求測距誤差不超過所用量程的1.5%或70米，取其大者。物標在顯示屏邊沿的測方位誤差應(yīng)在±1°以內(nèi)。
由于雷達本身性能和物標反射特性的影響，雷達圖象具有以下特點，需要
船用雷達的發(fā)展狀況和應(yīng)用領(lǐng)域的正確辯認。
①失真，由于波束水平寬度和光點直徑的影響，物標回波往往比實物為大；觀測物標回波邊沿的方位時，需修正半個波束水平寬度。由于雷達地平以遠和受遮擋的地物無回波，所得岸線圖形往往與海圖上形狀不*一致。
②有干擾，包括雨雪雜波、海浪雜波、同頻雜波等的干擾，輕者影響觀察，重者掩沒物標回波。
③可能出現(xiàn)假回波，包括旁辨回波、間接回波、多次反射等。
④其他如由于船上煙囪、桅桿的遮擋，熒光屏上形成扇形陰影，超折射時出現(xiàn)第二行程回波等。
*
在較寬水道航行，利用雷達連續(xù)在海圖上定位進行導(dǎo)航。在狹水道航行，須
航海雷達
直接在顯示器上進行導(dǎo)航。航海雷達有相對運動顯示和真運動顯示兩種方式。
相對運動顯示方式為航海雷達的基本顯示方式。其特點是代表本船船位的掃描起始點在熒光屏上（一般在熒光屏中心）固定不動，所有物標的運動都表現(xiàn)為對本船的相對運動。相對運動顯示方式分兩種。①舷角顯示方式：又稱“船首向上”顯示方式。不管本船航向如何改變，船首標志線始終指向固定方位刻度盤的正上方（零度），便于讀取舷角。但物標在屏幕上的位置隨本船航向改變而改變，因此在改向或船首由于風浪而發(fā)生偏蕩時，會使圖像不穩(wěn)，且由于余輝而使圖像模糊（圖1）。②方位顯示方式：又稱“真北向上”顯示方式。將本船陀螺羅經(jīng)（見羅經(jīng)）的航向信息輸入顯示器，使船首標志線隨本船航向而改變，其所指固定方位刻度盤讀數(shù)就是當時本船航向，此時固定方位刻度盤正上方（零度）代表真北，本船改向時，物標在屏幕上的位置不變，保持圖像穩(wěn)定（圖2）。船舶主要依靠浮標航行，而且航道彎度不大，可選用舷角顯示方式；船舶航行轉(zhuǎn)向頻繁，而且需要大角度轉(zhuǎn)向時,選用方位顯示方式為宜。
真運動顯示方式為在熒光屏上能反映船舶運動真實情況的顯示方式。實現(xiàn)真運動顯示，要將本船羅經(jīng)的航向和計程儀的速度信息輸入顯示器。其特點是代表本船船位的掃描起始點以相應(yīng)于本船的航向和速度在屏幕上移動，海面上的固定物標在屏幕上則固定不動，活動物標按其航向和航速在屏幕上作相應(yīng)移動，根據(jù)活動物標的余輝，即能看出其真實航向和估計其速度（圖3）。真運動顯示方式主要是便于駕駛員迅速估計周圍形勢。
避讓標繪
為了判別與會遇船有無碰撞危險，應(yīng)根據(jù)雷達觀測信息進行標繪作業(yè)，標繪
航海雷達
內(nèi)容通常是求zui近會遇距離和來船的真航向，真航速。
人工標繪作業(yè)可在極坐標圖上進行：按一定時間間隔把來船回波的相對位置移標在圖上，其聯(lián)線就是該船的相對運動線。它離中心的垂直距離，稱為zui近會遇距離。zui近會遇距離太近就是有碰撞危險。已知本船真航向、真航速，通過作矢量三角形，就能求出會遇船真航向、真航速。60年代出現(xiàn)了套在雷達顯示器屏幕上的反射作圖器，它使駕駛員能直接在屏幕上標繪而無視差，從而提高了標繪效率，但準確性有所降低，也不能留下記錄。以后又出現(xiàn)了在屏幕上增加一些被稱為“火柴桿”的電子標志和基于光、磁、機械等方法進行標繪的其他裝置。60年代末到70年代初出現(xiàn)自動雷達標繪儀。
自動雷達標繪儀是附屬于航海雷達的自動標繪裝置，一般用電子計算機控制，可與雷達組裝在一起，也可以作為單獨部件。工作時，需向它輸入本船航向、速度、雷達觸發(fā)脈沖、雷達天線角位置和雷達視頻回波信號，由人工或自動錄取會遇船，然后自動跟蹤。通常用矢量線在屏幕上表示各會遇船的航向和航速，其長短可以設(shè)定。矢量線末端代表到設(shè)定的時間時各會遇船的位置，可以很容易看出有無碰撞危險（圖4）。也有用橢圓形或六角形顯示預(yù)測危險區(qū)，其大小取決于所設(shè)定的zui近會遇距離。如會遇船的航向、航速和本船的航速均不變，本船航向線通過預(yù)測危險區(qū)時，即有碰撞危險（圖5）。當電子計算機算出zui近會遇距離和到zui近會遇點時間小于所設(shè)定的允許范圍時，會自動地以各種方式（視覺和音響）報警，提醒駕駛員采取避讓措施。如果需要，可進行模擬避讓（模擬改向、改速或倒車），以確定所要采取的避讓措施。為準確顯示各種避碰信息，如選定船舶的方位、距離、航向、航速，zui近會遇距離和到zui近會遇點時間等，標繪儀中還有數(shù)字顯示器或字符顯示器。