雷达电路图基础试题及参考答案

雷达电路图基础试题及参考答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.雷达发射机中，产生脉冲信号的关键部件是（）（2分）A.放大器B.调制器C.振荡器D.倍频器【答案】B【解析】调制器是产生脉冲信号的关键部件，用于将连续信号转换为脉冲信号

2.雷达接收机中，用于放大微弱信号的是（）（2分）A.滤波器B.放大器C.混频器D.检波器【答案】B【解析】放大器用于放大雷达接收到的微弱信号，增强信号强度

3.雷达系统中，用于将射频信号转换为中频信号的是（）（2分）A.滤波器B.放大器C.混频器D.检波器【答案】C【解析】混频器将射频信号转换为中频信号，便于后续处理

4.雷达天线系统中，用于改变波束方向的是（）（2分）A.反射器B.透镜C.相控阵D.抛物面【答案】C【解析】相控阵通过控制各单元相位来改变波束方向

5.雷达信号处理中，用于消除干扰信号的是（）（2分）A.滤波器B.放大器C.混频器D.检波器【答案】A【解析】滤波器用于消除干扰信号，提高信号质量

6.雷达系统中，用于产生和整形脉冲信号的是（）（2分）A.脉冲形成网络B.放大器C.混频器D.检波器【答案】A【解析】脉冲形成网络用于产生和整形脉冲信号，控制脉冲宽度、幅度等参数

7.雷达接收机中，用于将中频信号转换为低频信号的是（）（2分）A.滤波器B.放大器C.混频器D.检波器【答案】C【解析】混频器将中频信号转换为低频信号，便于后续处理

8.雷达系统中，用于测量目标距离的是（）（2分）A.脉冲宽度B.载波频率C.相位差D.多普勒频移【答案】C【解析】相位差用于测量目标距离，通过测量信号相位变化来计算距离

9.雷达系统中，用于测量目标速度的是（）（2分）A.脉冲宽度B.载波频率C.相位差D.多普勒频移【答案】D【解析】多普勒频移用于测量目标速度，通过测量信号频率变化来计算速度

10.雷达系统中，用于提高信号分辨率的是（）（2分）A.脉冲宽度B.载波频率C.天线孔径D.信号带宽【答案】C【解析】天线孔径越大，信号分辨率越高

二、多选题（每题4分，共20分）

1.雷达系统中，以下哪些部件属于发射机部分？（）（4分）A.振荡器B.放大器C.调制器D.混频器E.检波器【答案】A、B、C【解析】振荡器、放大器和调制器属于发射机部分，用于产生和放大脉冲信号

2.雷达系统中，以下哪些部件属于接收机部分？（）（4分）A.滤波器B.放大器C.混频器D.检波器E.相控阵【答案】A、B、C、D【解析】滤波器、放大器、混频器和检波器属于接收机部分，用于放大和处理信号

3.雷达系统中，以下哪些因素影响信号分辨率？（）（4分）A.脉冲宽度B.载波频率C.天线孔径D.信号带宽E.多普勒频移【答案】A、C、D【解析】脉冲宽度、天线孔径和信号带宽影响信号分辨率

4.雷达系统中，以下哪些技术可用于提高目标检测能力？（）（4分）A.脉冲压缩B.恒虚警率检测C.自适应滤波D.相控阵E.多普勒处理【答案】A、B、C、D、E【解析】脉冲压缩、恒虚警率检测、自适应滤波、相控阵和多普勒处理均可以提高目标检测能力

5.雷达系统中，以下哪些参数用于描述脉冲信号特性？（）（4分）A.脉冲宽度B.脉冲幅度C.脉冲重复频率D.脉冲相位E.脉冲编码【答案】A、B、C、D、E【解析】脉冲宽度、脉冲幅度、脉冲重复频率、脉冲相位和脉冲编码均用于描述脉冲信号特性

三、填空题（每题4分，共20分）

1.雷达系统中，______用于产生和放大射频信号，______用于放大中频信号，______用于放大低频信号（4分）【答案】发射机；中频放大器；低频放大器

2.雷达系统中，______用于测量目标距离，______用于测量目标速度，______用于提高信号分辨率（4分）【答案】相位差；多普勒频移；天线孔径

3.雷达系统中，______用于消除干扰信号，______用于产生和整形脉冲信号，______用于将射频信号转换为中频信号（4分）【答案】滤波器；脉冲形成网络；混频器

4.雷达系统中，______用于改变波束方向，______用于提高目标检测能力，______用于描述脉冲信号特性（4分）【答案】相控阵；脉冲压缩；脉冲宽度、脉冲幅度、脉冲重复频率、脉冲相位、脉冲编码

四、判断题（每题2分，共10分）

1.雷达发射机中，振荡器用于产生连续信号（）（2分）【答案】（×）【解析】振荡器用于产生射频信号，而非连续信号

2.雷达接收机中，检波器用于放大微弱信号（）（2分）【答案】（×）【解析】检波器用于将中频信号转换为低频信号，而非放大信号

3.雷达系统中，天线孔径越大，信号分辨率越高（）（2分）【答案】（√）【解析】天线孔径越大，信号分辨率越高

4.雷达系统中，脉冲压缩技术可以提高目标检测能力（）（2分）【答案】（√）【解析】脉冲压缩技术可以提高目标检测能力

5.雷达系统中，多普勒频移用于测量目标距离（）（2分）【答案】（×）【解析】多普勒频移用于测量目标速度，而非距离

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述雷达系统中发射机的主要功能（5分）【答案】雷达系统中发射机的主要功能是产生和放大射频信号，为雷达系统提供所需的发射功率发射机包括振荡器、放大器和调制器等部件，通过这些部件的协同工作，产生符合要求的脉冲信号，用于照射目标并接收回波

2.简述雷达系统中接收机的主要功能（5分）【答案】雷达系统中接收机的主要功能是放大和处理接收到的微弱信号，提取目标信息接收机包括滤波器、放大器、混频器和检波器等部件，通过这些部件的协同工作，将射频信号转换为中频信号，再将中频信号转换为低频信号，最后进行信号处理，提取目标距离、速度等信息

3.简述雷达系统中相控阵天线的主要优势（5分）【答案】雷达系统中相控阵天线的主要优势包括波束方向可控、扫描速度快、抗干扰能力强等相控阵天线通过控制各单元相位来改变波束方向，无需机械转动，可以实现快速扫描；同时，相控阵天线具有较好的抗干扰能力，可以提高雷达系统的可靠性

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析雷达系统中脉冲压缩技术的原理及其优势（10分）【答案】脉冲压缩技术是一种通过展宽脉冲宽度来提高信号分辨率的技术其原理是在发射端将脉冲信号进行编码，然后在接收端通过匹配滤波器将信号进行解码，从而在保持发射功率不变的情况下，提高信号带宽，进而提高信号分辨率脉冲压缩技术的优势包括提高信号分辨率、提高目标检测能力、降低发射功率等通过脉冲压缩技术，可以提高雷达系统的性能，使其能够更好地检测和跟踪目标

2.分析雷达系统中多普勒频移的原理及其应用（10分）【答案】雷达系统中多普勒频移的原理是基于多普勒效应，即当发射机和目标之间存在相对运动时，接收到的信号频率会发生偏移多普勒频移的大小与目标速度成正比，通过测量多普勒频移，可以计算目标的速度多普勒频移的应用包括目标速度测量、目标跟踪、目标识别等通过多普勒频移技术，可以提高雷达系统的性能，使其能够更好地检测和跟踪目标

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某雷达系统采用相控阵天线，其工作频率为3GHz，脉冲宽度为1μs，天线孔径为2m假设目标距离雷达100km，目标速度为300m/s请计算雷达系统的信号分辨率、目标距离和多普勒频移（25分）【答案】

（1）信号分辨率信号分辨率与天线孔径成反比，与脉冲宽度成正比根据瑞利判据，信号分辨率可以表示为\[\DeltaR=\frac{

1.22\lambda}{D}\]其中，\\lambda\为波长，D为天线孔径由于工作频率为3GHz，因此波长为\[\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8\text{m/s}}{3\times10^9\text{Hz}}=

0.1\text{m}\]代入公式，得到\[\DeltaR=\frac{

1.22\times

0.1\text{m}}{2\text{m}}=

0.061\text{m}\]因此，雷达系统的信号分辨率为

0.061米

（2）目标距离目标距离可以通过测量信号相位差来计算相位差与距离成正比，可以表示为\[\Delta\phi=\frac{4\piR}{\lambda}\]其中，R为目标距离代入已知值，得到\[\Delta\phi=\frac{4\pi\times100\times10^3\text{m}}{

0.1\text{m}}=

1.256\times10^7\text{rad}\]因此，目标距离为100公里

（3）多普勒频移多普勒频移与目标速度成正比，可以表示为\[f_d=\frac{2v}{\lambda}\]其中，v为目标速度代入已知值，得到\[f_d=\frac{2\times300\text{m/s}}{

0.1\text{m}}=6\times10^3\text{Hz}=6\text{kHz}\]因此，目标的多普勒频移为6kHz

2.某雷达系统采用脉冲压缩技术，其发射脉冲宽度为1μs，压缩比为100假设目标距离雷达100km，目标速度为300m/s请计算雷达系统的信号分辨率、目标距离和多普勒频移，并分析脉冲压缩技术对雷达系统性能的影响（25分）【答案】

（1）信号分辨率脉冲压缩技术通过展宽脉冲宽度来提高信号分辨率压缩比为100，因此压缩后的脉冲宽度为\[\tau_{\text{comp}}=\frac{\tau_{\text{rms}}}{100}=\frac{1\mu\text{s}}{100}=

0.01\mu\text{s}=10\text{ns}\]信号分辨率与脉冲宽度成正比，因此压缩后的信号分辨率为\[\DeltaR=\frac{c\tau_{\text{comp}}}{2}=\frac{3\times10^8\text{m/s}\times10\times10^{-9}\text{s}}{2}=

1.5\text{m}\]因此，雷达系统的信号分辨率为

1.5米

（2）目标距离目标距离可以通过测量信号相位差来计算相位差与距离成正比，可以表示为\[\Delta\phi=\frac{4\piR}{\lambda}\]其中，R为目标距离由于压缩后的脉冲宽度为10ns，因此波长为\[\lambda=\frac{c\tau_{\text{comp}}}{2}=\frac{3\times10^8\text{m/s}\times10\times10^{-9}\text{s}}{2}=

1.5\text{m}\]代入公式，得到\[\Delta\phi=\frac{4\pi\times100\times10^3\text{m}}{

1.5\text{m}}=

8.377\times10^7\text{rad}\]因此，目标距离为100公里

（3）多普勒频移多普勒频移与目标速度成正比，可以表示为\[f_d=\frac{2v}{\lambda}\]其中，v为目标速度代入已知值，得到\[f_d=\frac{2\times300\text{m/s}}{

1.5\text{m}}=4\times10^2\text{Hz}=400\text{Hz}\]因此，目标的多普勒频移为400Hz

（4）脉冲压缩技术对雷达系统性能的影响脉冲压缩技术通过展宽脉冲宽度来提高信号分辨率，同时保持发射功率不变具体影响包括-提高信号分辨率脉冲压缩后的信号分辨率从

0.061米提高到

1.5米，显著提高了雷达系统的分辨率-提高目标检测能力通过提高信号分辨率，可以更好地检测和跟踪目标，提高目标检测能力-降低发射功率由于脉冲压缩技术可以在保持发射功率不变的情况下提高信号分辨率，因此可以降低发射功率，提高雷达系统的效率综上所述，脉冲压缩技术对雷达系统性能有显著的提升作用，可以提高雷达系统的分辨率、目标检测能力和效率。