雷达技术论文篇(1)

对近岸浅水区域的海底地形的掌握对于近岸活动比如捕鱼，码头建设，铺设石油管道以及形态动力学的研究等都有着至关重要的作用。传统获取水深的方法包括船载声呐探测、机载激光测探、潜水器测量、超光谱图像测量等。但是它们普遍具有成本高、效率低的缺点，并且测量精度会受海水清澈度的影响。为了克服传统测量方法所存在的不足，基于X波段雷达图像序列反演水深的方法得到发展。

在浅水区域，局部的海底地形对表面波的传播有着重要的影响。当波移动至浅水区域，波的周期不发生变化，但是波的传播速度会发生变化，继而波长减小，波数增加。表面流的存在也影响表面波的传播，因此水深场以及表面流速场的反演方法都是基于这种传播变化——在物理学中被描述为表面波的色散关系。

1998年 Paul Bell运用连续的雷达图像序列之间的互相关性推导出了空间变化的表面波速[1]，同时利用从浮标中获取的频率信息，通过运用线性重力波的色散关系计算出了空间变化的水深，但是没有考虑海流的存在。Hessner等人运用一维FFT变换实现了对图像序列的频率分解[2]，某一固定频率的波所对应的波长通过确定局部空间的相位梯度计算得到。但是此方法的局限性在于它不能运用到包含同一频率但不同传播方向的波的波场，同时也没有考虑到海流的存在。

对时间序列的雷达图像进行3?D FFT变化，并取模的平方得到三维图像谱，由于波数和频率被色散关系联系在一起，因此线性表面波的信号应该很好地分布于其确定的三维形状上。色散关系的形状取决于水深和表面流速，因此通过拟合理论的色散关系和三维图像谱的坐标分布便可反演出大的空间范围内的平均水深以及流速[3?4]。但是此方法中的3?D FFT是针对全局范围的算子，因此假定了波场的均匀性以及稳定性。如果在深水区存在变化的流速或者浅水区存在变化的水深，波的折射将会产生，波场变成了非均匀场，以上方法不再适用，因此需要在局部空间范围内对波参数进行分析。

自1999年以来，Seemann等人针对非均匀波场做了一系列研究[5?10]，推导出了局部三维图像谱，同时反演出了局部范围内的水深以及流速。

本文将利用模拟的X波段雷达图像展开近岸浅水区域的水深的反演工作，该工作考虑到了表面波场的非均匀性，因此采用了局部反演算法，反演出了局部的水深值。

1 色散关系与水深以及流速的关系

色散关系描述了波数[k]和角频率[ω]之间的动力学关系，正常的色散关系适用于海表面重力波，线性色散关系可表示为：

[ωk，uc，d=±gktanhkd+k.uc] （1）

式中：[g]表示为重力加速度；[d]为水深；[uc]为近表面流速。在式（1）中，第一部分称为固有频率[ζ=±gktanhkd，]第二部分称为多普勒频率[ωD=k.uc。]多普勒频率部分表明受表面流速的影响。在式（1）中，水深[d]和表面流速矢量[uc]在波数?频率域中影响色散关系的形状，因此色散关系的形状可以被用来反演这些参数值。图1显示了水深以及流速对色散关系的影响。

图1 三维波数?频率域中线性表面重力波的色散关系

2 水深及流速局部反演方法介绍

在浅水区域中，由于空间变化的水深，波的周期不变，既波场保持了稳定性，但是波长发生了变化，波场变成了非均匀场，因此需要在局部空间范围内对海态参数进行分析，得到空间分布的海态参数场。海洋表面波的特性由波长[λ、]波数[k、]角频率[ω、]振幅[ξ]和它们的传播方向[?]来描述。表面波场由一系列不同频率不同传播方向的单一成分的波（简称单波）叠加得到，因此其是多成分的，需要将其分解为单成分波。本文将按照以下步骤反演局部的水深及流速：

（1） 对时间序列的雷达图像进行3?D FFT变换，得到复数值的三维图像谱[G（k，ω）]；

（2） 对三维图像谱进行频率分解和方向分解得到单波成分的波谱 [Gk|ω，?]；

（3） 进行2?D 反FFT变化，到空间域，产生单波复数值的空间场[gx，y|ω，?]；

（4） 由单波空间场及其梯度图像得到波数场；

（5） 由单波空间场以及其对应的波数场得到5?D时空频率场[Ix，y|k，ω]；

（6） 由局部的3?D图像谱反演局部的水深及流速。

该算法是针对由岸基X波段雷达获取的时间序列的雷达图像，最终得到水深场。

3 数值模拟及分析

3.1 模拟非均匀波场及雷达图像

基于线性波理论，海浪可看成是各种不同的余弦波的线性叠加，该过程可利用频谱来模拟，本文选用与波浪相近的P?M谱。只有频谱还不足以描述海浪的特性，需要加入方向分布函数组成方向谱，才能符合实际的海面波场状况，本文的方向分布函数采用改进的光易型方向分布函数。同时考虑到波场的非均匀性，加入非等水深值及表面流速值，利用色散关系式（1），可确定不同区域的波数与频率的关系，利用不同频率和传播方向的余弦波的叠加，可模拟出浅水区的非均匀波场的时间序列。图2所示是模拟的64幅时间序列的非均匀波场的前两幅（图像中像素点的个数为128×128个，每个像素点的分辨率为7.5 m×7.5 m）。

图2 模拟的64幅时间序列的非均匀波场的前两幅

根据雷达成像机理，利用起主要作用的阴影调制及倾斜调制模拟出时间序列的雷达图像。图3所示是模拟的64幅时间序列的雷达图像的前两幅。

图3 模拟的64幅时间序列的雷达图像的前两幅

3.3 对模拟数据进行处理

（1） 对64幅时间序列的雷达图像[G（Θ）]进行三维傅里叶变化得到复数值的三维波数?频率谱：

（2）

其中三维谱的谱分辨率为：

[Δkx=2πX， Δky=2πY， Δω=2πT] （3）

（2） 对得到的三维谱进行阈值滤波，滤除信号中包含的噪声，然后利用色散关系进行带通滤波，得到海浪信号。接下来将对滤波后的三维谱进行分解，得到单波成分的波谱，既进行频率分解和方向分解。在时间轴上进行的傅里叶变化使得频率分解被执行，既一系列不同频率所对应的二维波数谱，接着进行方向分解。本文采用了一组楔形滤波器，首先产生一个原型楔形滤波器，然后再通过旋转，双线性插值，得到一组滤波器，原型滤波器如图4（a）所示，旋转得到的部分滤波器如图4（b）～（d）所示。运用这一组方向滤波器对二维谱进行分解，最终得到一系列不同频率和传播方向所对应的单一成分的波谱[Gk|ω，?]。

（3） 对单一成分的波谱[ Gkω，?]进行二维反傅里叶变化得到复数值的单波空间场[ gx，y|ω，?]：

[gx，y|ω，?=2D IFFT（Gk|ω，?）] （4）

图4 一组方向滤波器中的前四个

单波空间场包含了幅值及相位模式信息：

[gx，y|ω，?=Ax，y|ω，?expi?x，y|ω，?=Regx，y|ω，?+iImgx，yω，?] （5）

与单波空间场对应的梯度图像：

[??x，??ygx，yω，?=2D IFFTi?kx，ky?Gkω，?] （6）

其中[kx，ky]代表复数值的波数向量，其实部代表局部的波数值。局部区域的大小选为8×8个像素点，因此要得到局部区域的波数，需要分析局部点所包含的所有像素点。

位于色散关系滤波器带宽内的背景噪声重新分布在了单波波数场中，因此为了消除噪声的影响，运用方差最小拟合法得到复数值的波数向量。

[kx=-i?v+?vxv2ky=-i?v+?vyv2] （7）

其中向量[v，][vx，][vy]通过行扫描局部区域内的单波空间场及其梯度图像获得，向量[v+]是向量[v]的共轭向量。

（4） 由一系列的单波空间场以及单波波数场可得到五维的时空频率谱 [Ix，yk，ω。]表面波信号的能量谱应分布在色散关系曲面上，将由色散关系式（1）得到的谱分量[ω]与图像谱[Ix，y|k，ω]中的分量[ωi]取加权方差，得到一个函数。本文利用该函数寻找最小值的方法求得局部的流速[ux，uy]及水深[d。]该加权方差函数表示为：

[fux，uy，d=i=0Ngkitanhkid+kx，iux+ky，iuy-ωi2?Ix，y|ki，ωi] （8）

式中：[N]表示谱坐标集[{kx，i，ky，i，ωi}]中元素的个数，通过设置阈值从局部能量谱中选取出谱坐标集：

[M0=（kx，i，ky，i，ωi）Ix，y|ki，ωiMAXIx，y|ki，ωiε] （9）

式中[ε]表示能量阈值。

加权方差函数是一个非线性函数，含有三个变量，求该函数最小值属于优化问题，本文采用拟牛顿法搜索最小值，并得到局部的水深及流速。

4 数据处理结果

模拟雷达图像时输入的非等值水深场如图5（a）所示，每8×8个像素点设置一个水深值，为减少模拟时的计算量，水深值只沿一维变化。反演得到的水深场如图5（b）所示，反演时选择的局部区域的大小为8×8个像素点。反演的水深值与输入的水深值吻合较好，平均误差约为2%，相比于过去的均匀场水深反演方法，该反演方法可将水深值的分辨率缩小到8×8个像素点。

5 结 语

利用X波段雷达图像可提取出重要的海态信息，比如水深、流速等等。均匀场的水深及流速的反演方法已相对成熟，本文的工作是针对非均匀场反演浅水水深值。由于实际的海况比较复杂，并且还没有得到可以用于比测的实际水深值，本文采用数值模拟的方法，通过输入非等值的水深仿真出非均匀波场及其雷达图像。利用仿真的雷达图像反演出局部水深值，并与输入的水深值进行对比，结果吻合较好，对利用实际的雷达图像反演非均匀场的水深具有重要的指导意义。本文的工作是基于岸基X波段雷达，对于船基X波段雷达来说，还要考虑运动补偿等因素，并且实际海况复杂多变，水深的反演过程有待进一步分析研究。

图5 输入的水深场与反演得到的水深场对比图

参考文献

. Coast. Eng.， 1999， 37（3）： 513?527.

， 1999： 16?20.

[3] SENET C， SEEMANN J， ZIEMER F. An iterative technique to determine the near surface current velocity from time series of sea surface images [C]// Proceedings of Oceans MTS/IEEE Conference?500 Years of Ocean Exploration. [S.l.]： IEEE，1997： 66?72.

IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing， 2002， 40（12）： 2606?2618.

. Procee?dings of SPIE 1999， 3808： 536?546.

： IEEE， 2000： 1898?1900.

[7] SEEMANN J， SENET C， ZIEMER F. Local analysis of inhomogeneous sea surfaces in coastal waters using nautical radar image sequences. Berlin， Germany： Springer?Verlag， 2000： 179?186.

雷达技术论文篇(2)

雷达技术广泛应用于定位、导航、探测等领域，是现代化探测技术。现代雷达系统中接收机数字化已成为必然发展趋势，采样数据量成倍增加，信号接收机将采用多通道采样，这便给信号处理机显控带来挑战，显控准确性将可能出现下降。因此，要融入新的抑制技术与通信技术，从而进行高速信号采样与实时传输，并利用GDI和Direct3d技术，实现雷达探测目标多方面显示，实现信号处理机实时显控，使操作人员能清晰观察雷达探测目标动态，提高探测有效性。本文将针对雷达信号处理显控及通信技术展开研究和分析。

【关键词】信号处理 雷达信号 处理机显控 通信技术

雷达信号处理机是在各种杂波、干扰背景下，检测目标有效回波信号的关键，影响雷达信号捕捉效果，影响雷达定位探测准确性和有效性。本文将以雷达信号处理机显控与通信技术为研究对象，结合雷达信号处理基本理论，对雷达信息处理机显控问题展开研究，分析如何实现雷达信号的高速处理与显控，并提出滤波技术的应用，削弱固定杂波对信号处理机显控的负面影响，从而使雷达功能得到更好发挥，提高显控水平，保证探测质量。

1 雷达功能与特点

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，是通过无线电定位方式，来实现无线电探测与测距，通过回波测定发现探测目标空间位置信息，由于雷达通过无线电技术实现探测，所以也被称为 “无线电定位”。其探测原理是通过发射电磁波，对探测目标进行照射，在通过天线接收其回波，提取回波信息，来获取测定目标速度、方位、高度等信息。探测通信过程中信息载体是无线电波，天线接收回波后，由接收设备进行处理，提取信息数据，当前广泛应用于：气象领域、军事领域、航空领域。雷达技术最早出现于一战时期，但由于当时受到技术水平限制，探测范围和准确性都存在局限。二战时期雷达技术得到实际运用，且已十分成熟，能实现地对空、空对空、空对地的探测识别。随后更融入了脉冲跟踪技术，能通过跟踪模式对目标进行跟踪探测，且探测中系统能自动修正干扰误差，提高探测准确性和有效性。二十世纪末，微处理技术与光学探测技术融入雷达领域，使雷达探测实现智能化、自动化，能自动进行多目标跟踪探测，在军事领域中做出了巨大贡献。

2 雷达通信技术

雷达应用非常广泛，可探测飞机、舰艇、导弹。除军事用途外，还可用来为飞机、船只导航。另一方面，气象领域中的应用，可探测台风、雷雨、乌云，以实现预测天气目的。雷达通信基本过程是，发射机发射电磁波，由收发转换开关传送给天线，由天线将电磁波发送出进行传播，电磁波遇到目标后产生回波，回波被天线获取，通过接收设备进行信号处理。距离测量是根据回波延迟时间判断，计算公式为S=CT/2。方向探测通常利用天线方向性，测定方位角和俯仰角。速度测试方面则根据回波频率改变量确定，其基本原理是多普勒频移。但实际上雷达应用中，通信过程可能受到干扰设备或其他外部信号干扰，同时会被电子侦察设备探测到通信信号。因此，要加强雷达抗干扰，反侦察能力。现代雷达为提高通信稳定性与可靠性，融入了数据处理技术、加密技术、组网技术、分布式有源技术、自适应波束形成技术、光电子技术。这便使得雷达通信抗干扰能力大大提升，数据处理效率和水平明显提高，能实现多频道、多极化、多模式通信，而且通信数据形式更加多元。

3 雷达信号处理机显控

通过前文分析不难看出雷达探测的应用优势。雷达设备种类繁多，技术含量高，应用范围广。根据用途不同可分为：军用雷达、预警雷达、引导指挥雷达、机载雷达、气象雷达、航行管制雷达等。雷达探测不受天气影响，穿透力强，探测效果好。但探测有效性和准确性，通常与信号处理机显控有直接关系。近些年来，现代雷达中接收采样数据量成倍增加，信号处理机显控难度提高，使得信号处理机显控成为雷达研究领域热门课题。为提升显控有效性，修正误差，一般情况应通过MAD抑制低速杂波信号，区分杂波与目标回波。由于杂波与目标回波频率不同，所以能通过滤波器消除。但实际上，由于杂波中心频率位于零频，多普勒频移未知，却容易被滤波器忽略，所以传统MAD抗干扰滤波方式，效果并不好，会出现显控判断现象。为解决这一问题，就应利用自适应恒虚警检测，通过CFAR检测抑制杂波。另一方面，还可选择匹配数字滤波器方式，利用脉冲压缩处理方式，进行波筛选，将杂波进行掩盖，避免杂波干扰。但实际应用中，由于模拟技术缺陷，掩盖效果与理论值可能会存在差异。杂波分为：地物杂波与气象杂波几大类，不同杂波波幅与干扰程度不同，但通常杂波也具有一定规律性。因此，为了弥补理论值误差问题，则可通过改进滤波方式，实现抑制杂波，保障显控准确性与有效性。例如，对多普勒滤波器进行利用。该滤波器能有效提高显控质量，通过FIR实现滤波，抗干扰性能非常好，而且容易实现。除以上几种技术手段还，近些年来，很多雷达也在开始MTD技术，该技术是通过窄带滤波器组的方式来实现抑制杂波，从而改善信号接收机性能，全面提高接收有效性，实现高质量显控，该技术杂波抑制效果非常明显。但各类技术手段有着不同特点和适用范围，具体应用中，要根据雷达信号接收机特点和显控要求及实际杂波特性规律选择抑制方式。

4 结束语

雷达探测不受地形，天气情况影响，而且探测距离远，准确性与可靠性高，能应于海洋探测、地理探测、航空探测等众多领域。但随着雷达数字化的发生，接收机采样数据量越来越大，使得信号处理机显控难度随之提高，准确性出现下降，杂波处理面临挑战。因此，在实际应用中，要根据杂波特性与显控要求，合理选择滤波技术，保证显控质量。

参考文献

[1]梁成壮.雷达伺服系统功能仿真和性能测试软件平台研制[D].西安电子科技大学，2014，04：203-204.

[2]苏涛.并行处理技术在雷达信号处理中的应用研究[D].西安电子科技大学，2014，03：107-108.

[3]李民.毫米波雷达导引头信号处理关键技术及工程应用的研究[D].哈尔滨工业大学，2014，13：85.

作者简介

陈兵（1975-），男，四川省射洪人。大学本科学历。现为四川九洲电器集团有限责任公司第一研究所工程师。研究方向为雷达通信。

雷达技术论文篇(3)

1雷达功能与特点

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，是通过无线电定位方式，来实现无线电探测与测距，通过回波测定发现探测目标空间位置信息，由于雷达通过无线电技术实现探测，所以也被称为“无线电定位”。其探测原理是通过发射电磁波，对探测目标进行照射，在通过天线接收其回波，提取回波信息，来获取测定目标速度、方位、高度等信息。探测通信过程中信息载体是无线电波，天线接收回波后，由接收设备进行处理，提取信息数据，当前广泛应用于：气象领域、军事领域、航空领域。雷达技术最早出现于一战时期，但由于当时受到技术水平限制，探测范围和准确性都存在局限。二战时期雷达技术得到实际运用，且已十分成熟，能实现地对空、空对空、空对地的探测识别。随后更融入了脉冲跟踪技术，能通过跟踪模式对目标进行跟踪探测，且探测中系统能自动修正干扰误差，提高探测准确性和有效性。二十世纪末，微处理技术与光学探测技术融入雷达领域，使雷达探测实现智能化、自动化，能自动进行多目标跟踪探测，在军事领域中做出了巨大贡献。

2雷达通信技术

雷达应用非常广泛，可探测飞机、舰艇、导弹。除军事用途外，还可用来为飞机、船只导航。另一方面，气象领域中的应用，可探测台风、雷雨、乌云，以实现预测天气目的。雷达通信基本过程是，发射机发射电磁波，由收发转换开关传送给天线，由天线将电磁波发送出进行传播，电磁波遇到目标后产生回波，回波被天线获取，通过接收设备进行信号处理。距离测量是根据回波延迟时间判断，计算公式为S=CT/2。方向探测通常利用天线方向性，测定方位角和俯仰角。速度测试方面则根据回波频率改变量确定，其基本原理是多普勒频移。但实际上雷达应用中，通信过程可能受到干扰设备或其他外部信号干扰，同时会被电子侦察设备探测到通信信号。因此，要加强雷达抗干扰，反侦察能力。现代雷达为提高通信稳定性与可靠性，融入了数据处理技术、加密技术、组网技术、分布式有源技术、自适应波束形成技术、光电子技术。这便使得雷达通信抗干扰能力大大提升，数据处理效率和水平明显提高，能实现多频道、多极化、多模式通信，而且通信数据形式更加多元。

3雷达信号处理机显控

通过前文分析不难看出雷达探测的应用优势。雷达设备种类繁多，技术含量高，应用范围广。根据用途不同可分为：军用雷达、预警雷达、引导指挥雷达、机载雷达、气象雷达、航行管制雷达等。雷达探测不受天气影响，穿透力强，探测效果好。但探测有效性和准确性，通常与信号处理机显控有直接关系。近些年来，现代雷达中接收采样数据量成倍增加，信号处理机显控难度提高，使得信号处理机显控成为雷达研究领域热门课题。为提升显控有效性，修正误差，一般情况应通过MAD抑制低速杂波信号，区分杂波与目标回波。由于杂波与目标回波频率不同，所以能通过滤波器消除。但实际上，由于杂波中心频率位于零频，多普勒频移未知，却容易被滤波器忽略，所以传统MAD抗干扰滤波方式，效果并不好，会出现显控判断现象。为解决这一问题，就应利用自适应恒虚警检测，通过CFAR检测抑制杂波。另一方面，还可选择匹配数字滤波器方式，利用脉冲压缩处理方式，进行波筛选，将杂波进行掩盖，避免杂波干扰。但实际应用中，由于模拟技术缺陷，掩盖效果与理论值可能会存在差异。杂波分为:地物杂波与气象杂波几大类，不同杂波波幅与干扰程度不同，但通常杂波也具有一定规律性。因此，为了弥补理论值误差问题，则可通过改进滤波方式，实现抑制杂波，保障显控准确性与有效性。例如，对多普勒滤波器进行利用。该滤波器能有效提高显控质量，通过FIR实现滤波，抗干扰性能非常好，而且容易实现。除以上几种技术手段还，近些年来，很多雷达也在开始MTD技术，该技术是通过窄带滤波器组的方式来实现抑制杂波，从而改善信号接收机性能，全面提高接收有效性，实现高质量显控，该技术杂波抑制效果非常明显。但各类技术手段有着不同特点和适用范围，具体应用中，要根据雷达信号接收机特点和显控要求及实际杂波特性规律选择抑制方式。

4结束语

雷达探测不受地形，天气情况影响，而且探测距离远，准确性与可靠性高，能应于海洋探测、地理探测、航空探测等众多领域。但随着雷达数字化的发生，接收机采样数据量越来越大，使得信号处理机显控难度随之提高，准确性出现下降，杂波处理面临挑战。因此，在实际应用中，要根据杂波特性与显控要求，合理选择滤波技术，保证显控质量。

作者:陈兵 单位:四川九洲电器集团有限责任公司

参考文献:

[1]梁成壮.雷达伺服系统功能仿真和性能测试软件平台研制[D].西安电子科技大学,2014,04:203-204.

雷达技术论文篇(4)

关键词：罗马大师赛 男单技术 发展趋势

纳达尔在ATP的最新排名为第1名，是一名防御型底线型球员。他利用强而有力的上旋球、快速移动的脚步、坚强的意志力，持续压迫对手，迫使对方失误。他在红土球场的表现格外优异。纳达尔最厉害的武器，是左手正手的强烈上旋球，他以球拍随挥绕过自己头顶的动作，赋予球极大的旋幅。

费雷尔在ATP的最新排名为第11名。费雷尔曾把自己称作为最差的世界前100，但在2007赛季，他成为最让人眼前一亮的球员。在奥克兰和东京，他证明了自己可以在任何场地上夺冠。在上海，他证明了自己不单单是“稳定男”，还是世界上接发球最出色的球员之一。

因此通过本届罗马大师赛的比赛，可以从以上二者的技术及打法上看出现代网球运动的技术特点及发展趋势，即“积极进攻、快速、全面”。

本文通过对罗马大师赛男单决赛的技术分析和发展趋势的预测，为网球运动的发展提供理论借鉴和参考，且对网球运动的训练、比赛具有一定的现实意义。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象 纳达尔和费雷尔

表1 球员基本情况

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1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法。收集、整理男子单打技战术特点、手段等相关文献资料，全面了解该领域的发展状况、趋势和研究的最新动向，为本文研究提供文献依据。

1.2.2 录像观察法。所有录像及技术统计资料均来源于2010年罗马大师赛男单决赛――纳达尔vs费雷尔。

1.2.3 数理统计法。通过观看录像资料所得的发球、接发球、底线、网前截击、高压球技术以及主动进攻和非受迫性失误等数据进行统计学的处理分析并得出结论。

2 结果与分析

2.1 发球技术的统计分析 与硬地球场上网球选手很重视发球不同，在红土场上发球技术是一个相对次要环节。因为在比赛中，即使发球的技术优势十分明显的选手也不能占到很大便宜，当然这和土场球速慢有着直接和决定性的关系。但就发球技术本身而言，所有选手都在尽可能的提高自己的技术，以期望在对决过程中，通过发球达到先发制人的效果，使对手陷入被动，或者在多拍来回球中，使自己处于较有攻击力，较为主动的一方。

2.1.1 发球效果的统计分析

表2 2010罗马大师赛纳达尔对阵费雷尔的发球技术统计表

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从表2可以看出，在一发成功率方面，纳达尔的一发成功率为80%，相对于费雷尔的71%，要高出9个百分点；在保证较高的一发成功率的基础上，纳达尔加强了发球的进攻性，其一发得分率达到77%，而费雷尔的一发得分率为62%，从一发的环节不难看出，纳达尔明显占了上风。纳达尔的二发得分率为63%，ACE球为3个，费雷尔的二发的得分率为39%，ACE球为1个，可以看出，双方的差距较大，费雷尔在二发保证成功率的同时，其发球的质量明显下滑，这也是费雷尔在以后的训练中所要提高的地方。

2.1.2 发球落点区域统计分析

表 3 纳达尔与费雷尔对阵时发球落点区域统计表

■

2.2 接发球技术的统计分析 接发球是网球技术中最难掌握的关键技术之一。说它难掌握是因为在比赛中，发球方处在主动地位，对方发过来的球会结合自己的站位以及技术漏洞来让接发球一方还击一个菜球或无法碰到球，进而再让自己直接得分，使接发球一方一直处于被动挨打的处境。网球比赛中，发球局一般是发球方获胜，但是如果接发球方要想在比赛中获得胜利，就要通过高质量的接发球破掉对手的发球局。

2.3 网前截击技术统计分析

表4 纳达尔与费雷尔比赛中的网前截击成功率对比统计

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可以看出在比赛中虽然费雷尔的截击次数比纳达尔多但是成功率很低，纳达尔在有限的两次机会中都把握住了机会，这也侧面的说明了在比赛中费雷尔面对不是很好的机会冒然截击，导致了无谓的失分。

2.4 底线技术统计分析 底线技术主要包括：底线正手上旋、底线反手上旋和底线反手削球。底线技术是整个网球运动技术中的一项重要进攻技术。对于任何优秀网球选手而言，扎实的底线技术是不可缺少的。

表 5 纳达尔与费雷尔底线技术得分对比统计表

■

正手上旋球优点在于既具有进攻性又具有稳定性，易于发大力，落地后，球体给地面一个向后的摩擦力，加上球体本身的重力对地面的作用力是向后方的，而地面给球的作用力是向前上方的。上旋球具有一定的前冲力，是重要的进攻手段之一。由上表可知，纳达尔在比赛底线对攻环节中，使用底线正手上旋技术119次，其制胜分达87.4%。费雷尔在与纳达尔的底线对攻中，使用正手上旋68次，制胜分率为86.8%，与纳达尔相差无几，但是在正手上旋球技术使用的次数上，却比纳达尔少了近一倍。

2.5 高压球技术分析 高压球指的是不等来球落地，在空中就将其扣杀回去，此种球杀伤力极大但击球者需具备良好的空中定向、判断能力及熟练而精准的脚步移动能力。落地高压则相反，一般是来球较高但飘忽不定，在很难取到最佳点将其凌空击回去的情况下，让球落地反弹后再寻高点扣杀。

3 结论与建议

①发球是比赛的关键技术，必须重视和提高发球质量，才能在比赛中达到最佳战术效果。纳达尔的发球质量要远高于费雷尔，在第一盘结束之后，纳达尔的二发得分率高过费雷尔25个百分点，这也是他能够破发得手的关键所在。

②在接发球方面双方刚开始都表现的很好，尤其是费雷尔在10局比赛中共破解了对方的五个破发点。由于中断比赛，费雷尔进入状态比较慢在第11局的时候丢掉了自己的发球局，在关键的时候也没有把握机会破发。

参考文献：

[1]张奇.影响网球攻击性发球的环节[J].山东大学威海分校体育部.

[2]陈艳.现代网球技术风格发展的趋势[J].中国体育教练员.

[3]张奇.网球接发球技术方法之我见[J].科技信息，2008（1）.

[4]Richard Schonborn.现代网球技术要点和改进办法球技宝典[J].2003.

雷达技术论文篇(5)

关键词 警戒雷达；组网；效果；评估

中图分类号TN95 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0195-01

国外对雷达组网的研究起步比较早，特别是用于警戒的雷达组网系统。通过对杂志上公开发表的文章研究可以知道，国外在雷达组网的问题上做了大量的理论研究，主要体现在对雷达组网特性的研究、雷达组网系统误差校正的研究和雷达网探测性能的研究等几个较为重要的技术方面。可见，国外已经建立起了雷达组网基本框架结构研究的系统，并被不断的应用于生活实践中。例如，美国先进的导弹防御体系就是采用了警戒性多传感器探测系统，其主要应用的就是雷达技术控制能力。因为国内对雷达组网的研究起步较晚，在实践中还没有得到有效的应用，但是近年来还是取得了一定的进展。例如对警戒无向目标和有向目标雷达网的空域覆盖的理论研究及雷达网对海面等复杂条件下目标的探测研究。

1 对警戒雷达组网探测效果的评析

警戒雷达组网直观的说就是借助不同频段的单个应用性雷达来进行合理化的布，其原理就是要利用不同雷达的体制和频段的差异，起到相互配合，互相弥补的作用。之后再形成各雷达的信息收集“网”，经过更加专业的融合中心站进行综合处理，从而把搜集到的不同信息进行了有机的整合，形成一个多功能，效果强烈的警戒体系。从更加具体的角度讲，雷达组网通过搜集不同地点的警戒雷达信息，在充分获得信息量的同时，在把信息传输到特定的融合中心处理器内，进行综合处理，力求达到良好的效果。所以，雷达组网获取的信息是来自于立体的三维空间的。他与一般的单一雷达最大的区别就在于此，其先进之处也体现在这一方面上。可以毫不夸张的说，雷达组网的探测效果比单部雷达更加强大到十倍甚至百倍，特别是对不明目标的识别能力。

2 警戒雷达组网实际应用效果分析

2.1 警戒雷达组网抗海杂波干扰的效果分析

雷达是通过利用自身释放电磁波，并通过目标的电磁散射的特性来识别和发现目标的。而周围环境中的各种因素都会产生电磁散射，这对雷达的探测效果会产生一定的影响，而这些产生的干扰就被叫做雷达杂波。海面的雷达回波就被称作“海杂波”，他是受海面风力、浪涌及环境的潮湿程度等多种自然因素的影响。其特点就是变化大且复杂，强度高。在使用雷达进行海面目标检测时，雷达将会受到海面环境的散射作用，而对其所发射的信号产生后向的散射干扰。海面是一个动态的平面，其表面的波浪运动和环境因素有着较深的相互作用关系，也具有各种各样的特点，就如波浪、漩涡等。雷达组网就是运用大量的单部雷达在海面广阔的范围内分布形成网络，达到多方位探测的目的。一方面，利用广范围的优势，增加对海面目标的探测力度，进而使得海杂波干扰降低。另一方面，针对海杂波干扰具有突然产生极强回波的特点，雷达信处在处理这种突然产生的极强回波时就会造成较大的虚警。而雷达组网通过多传感器信息融合，把来自不同传感器和信息源的海面信息进行联合、组织，以获得探测目标的精确状态和属性估计。

2.2 警戒雷达组网对低空目标的测量效果分析

雷达的发明使高空目标在天空更加的透明化，而高空目标也在试图规避这一类的威胁，这也是为什么世界各国都在研究低空或超低空飞行能力的一项重要原因。该项技术主要是应用了地形和地球曲率的限制条件，将微波雷达暂时或长时间的规避，达到无法发现低空目标的效果。对于单一雷达而言，为了能达到发现目标的效果，其一般会采用两种方法，一种就是使用高频率雷达，扩大雷达的探测面积，另一个办法就是尽量向低空发射雷达电磁波，以求探测到低空目标，但是这样所取得的效果是不太理想的。这都源于空域的范围是无限广阔和目标的动态性这一客观条件，这也就造成了目标探测的断续性。而雷达组网的特性就正好可以克服这一困难，他将不同波段的雷达连接起来进行探测，并利用雷达之间的相邻性将空域范围包括，进而形成低空目标的连续性航迹，形成有效的测量。

2.3 雷达组网探测导弹目标的效果分析

为了躲避雷达的探测，世界上许多国家都加大了对导弹飞行轨迹的研制。该技术的出现使得单部雷达很难对其进行探测和跟踪，而只能得到断断续续的飞行轨迹，无法得到其确切的弹道数据。而雷达组网将所有探测到的信息都集中到融合中心，再通过对探测数据的融合处理，进而确定导弹的飞行轨迹。同时，雷达组网还对导弹的探测能力和导弹轨迹的测量也有相应的应对方法。一方面，导弹有它固有的航行速度和轨迹，雷达组网可以通这两项数据来测量目标。另外，导弹只是在低空飞行时有较强的不确定性，高空飞行时并无其他的优势设计。所以，只要从三个方向同时探测，就可对其进行弹道测量了。

3 结论

电子技术的发展，并被广泛的应用到社会生活中，使得雷达的探测和抗干扰能力得到了明显的提高。警戒雷达组网系统的应用更是有效的克服了这些问题，随着雷达技术的发展，相信还会取得更加良好的效果。

参考文献

[1]谭贤四，武文，王红，毕红葵.区域警戒雷达网优化部署研究[J].现代雷达，2001(5).

雷达技术论文篇(6)

【关键词】 低空空域 监管 雷达 通信 导航技术 应用

前言：

就目前而言，在低空空域监管中，比较常见的监管方式有三种，一是人工监管，二是自动监管，三是雷达监管。人工监管主要是利用专业的通讯设备，通过对航空器相对位置的分析，由管制员对航空器的飞行情况及空中交通状况进行引导，对于人员的专业素质要求较高。因此，这里主要针对自动监管和雷达监管中各种技术的应用进行讨论。

一、雷达监控

雷达监控的基本原理，是利用雷达探测，实现对于低空空域的有效监管，具体来讲，可以分为一次雷达监视和二次雷达监视。一次雷达主要是通过降低天线副瓣和波瓣，抑制地面杂波以及强化低速目标检波概率等措施，强化雷达系统对于低空航空器的探测和监管能力，不仅系统架设方便，而且具备较强的独立工作能力。不过，一次雷达监视主要是利用无线电脉冲反射信号进行探测和显示，因此在显示器上只能看到一个亮点，相比较二次雷达，这种监视方式缺乏目标识别码和高度信息，而且很容易受到杂波、气象等因素的干扰；二是雷达主要是利用地面雷达与飞机上设置的机载雷达相互配合，实现对于低空航空器的监视。设置在地面的雷达会按照一定的周期，发射相应的询问信号，当航空器接收到该信号后，机载雷达会自动回复应答信号，信号中包括了航空器识别码、高度代码以及一些特殊的编码信息。二次雷达不容易受到外界因素的影响，可以实现对于航空器的精准监视，从而在保证飞行安全的同时，提高了低空空域的利用率。不过，如果目标过于密集，可能会出现应答重叠问题，而且系统建设周期长，监视成本较高[1]。

二、自动监控

自动监控可以通过数据链通信以及导航系统来实现，其基本原理，是利用航空器上的机载导航系统，自动判断位置信息，将其与航空器识别代码以及一些关键信息一起发送到地面接收系统，在显示设备中显示伪雷达画面，方便空管人员的监管。

2.1 GNSS导航系统

GNSS系统能够获取目标的坐标参数，持续提供高精度的导航信号，可以提供更加精准的导航服务。基于FPS以及 GLONASS导航卫星星座的第一代GNSS系统本身在导航精度、信息完整性及可用性等方面略有不足，而相关技术人员结合星基增强系统（SBAS）和地基增强系统（GBAS），对导航性能进行了改善，同时结合PRN黄金编码，减少了下行链路的干扰，进一步强化了系统的性能。

2.2 ADS-B数据链模式

ADS-B指广播式自动相关监视，属于自动监控的一种，融合了自动相关监视、防撞系统以及场面监视三者的优势，是未来最为重要的航空监视技术之一。在该技术中，数据的传输和接收都必须立足地空数据链通信技术，其数据链模式有三种：一是UAT模式，支持包括ATM/CNS 等在内的各种通信标准，同时也支持ADS-B的广播通讯以及ATN功能，对于硬件设备没有很高的要求，因此成本投入少，在机场以及各种空域中都有着广泛的应用[2]；二是1090ES 模式，以PPM进行信息编码，航空器的应答编码为1090MHz，数据传输带宽约为1Mbps，对于一些大型客机，只需要针对原本的机载S模式应答系统进行适当的升级改造，就能够转变为1090ES 数据链模式的ADS-B系统，因此这种数据链模式在商业航班中有着良好的应用潜力；三是VDL-4模式，该模式在最初的设计开发中主要是针对ADS-B系统，采用自组织式时分复用多路的方式来实现监视功能，为了强化其实用性，在一定程度上考虑了TIS-B以及FIS-B系统，其也是唯一在开发设计环节就将这两种系统考虑在内的通讯模式。在VDL-4模式中，ADS-B系统包括了地面部分和机载部分，所发送的信息电文分别为寻址类和广播类。

在上述三种数据链模式中，UAT模式专门针对ADS-B系统，无论是地面还是机载系统，采用的都是978MHz，可以实现数据的双向传输；1090ES模式是基于SSR的S模式扩展电文功能，也是唯一全球通用的ADS-B数据链；VDL-4模式目前仅在欧洲地区试用，尚没有得到普及[3]。

三、结语

综上所述，在低空空域监管中，雷达技术的应用主要集中在雷达监控，而导航技术和通信技术的应用则体现在自动监控中，通过三种现代化技术的相互补充，能够保证良好的监管效果，促进低空空域监管水平的提高。

参 考 文 献

[1]黄娟.空管新技术在低空空域管理中的应用[J].军民两用技术与产品，2015，（16）：11.

雷达技术论文篇(7)

【关键词】连续波；发射泄露；中频对消

【Abstract】Transmitting leakage is a technological difficulty of CW radar design， transmitting leakage of a CW radar is analyzed in this paper， a method to suppress transmitting leakage is proposed， and performs the test， analyzes the test data.

【Key words】Continuous-wave； Transmitting leakage； Intermediate frequency cancellation

0 引言

连续波雷达[1]按照发射信号的形式可以分为：非调制的点频、多频连续波雷达，调频连续波雷达等，本文阐述的雷达采用点频连续波体制。连续波雷达接收机除接收到目标回波信号外，还包括发射泄露信号，连续波雷达的体制决定了雷达发射信号对接收通道的发射泄露比较严重，发射泄露主要影响目标的检测。如何有效的将发射泄漏信号抑制到足够低的程度是连续波雷达设计所必须解决的问题。

1 系统概述

1.1 系统简介

某连续波雷达由1个发射单元、3个接收单元等组成。雷达工作时，发射天线发射电磁波，3个接收天线分别接收目标回波。

每个接收通道[2]由LAN（低噪声放大器）、混频器、对消器、AGC（自动增益控制）和中频放大器等组成，图1为该雷达接收通道的原理框图。

1.2 系统参数

某点频连续波雷达发射功率为50dBm，收发空间隔离约为85dB，接收机输出端的饱和电平约为9dBm，整个接收通道的增益为73dBm，自动增益控制的增益控制范围为0～60dB。

2 对消技术的分析

信号之间的对消[3]使用对消器便可以达到，对消时要尽量减小两路对消信号之间幅度差，尽量保证两路对消信号相位相反。

若泄露信号为v1，对消信号v2，泄露信号与对消信号偏离相位相反方向的角度值θ。

发射天线通过空间隔离向接收机泄露的发射泄露功率为50dBm-85dB=-35dBm；接收机饱和输出为9dBm，接收机增益为73dBm，则可以得到使接收机饱和的最小泄露输入为9dBm-73dBm=-64dBm；则要使发射泄露信号不堵塞接收通道，要求中频对消达到-35dBm-{-64dBm}=29dB，根据理论计算，可以看出中频对消的设计满足要求。

3 实验分析

实验环境：在空旷的地方进行，以减小环境对雷达的影响；

实验仪器：采用频谱分析仪测量数据；

实验条件：接收机关闭对消支路，设置AGC使接收机不饱和，测量雷达在不同俯仰扫描角时的最大泄露信号。

由表1可得，接收机1前端最大输入泄露信号为-34.54dBm，则要使发射泄露信号不堵塞接收通道1，要求中频对消达到-34.54dBm-{-64dBm}=29.46dB，由前文可知理论计算的中频对消量可以达到30dB，可以看出中频对消的设计满足要求。

接收机2前端最大输入泄露信号为-60.88dBm，则要使发射泄露信号不堵塞接收通道2，要求中频对消达到-60.88dBm-{-64dBm}=3.12dB，由前文可知理论计算的中频对消量可以达到30dB，可以看出中频对消的设计满足要求。接收机3前端最大输入泄露信号为-52.49dBm，则要使发射泄露信号不堵塞接收通道3，要求中频对消达到-52.49dBm-{-64dBm}=11.51dB，由前文可知理论计算的中频对消量可以达到30dB，可以看出中频对消的设计满足要求。

4 结束语

本文阐述的雷达采用点频连续波体制，连续波雷达发射信号对接收通道的发射泄漏一直是影响目标检测的主要因素之一，因此，发射泄露必须进行有效抑制。本文采取了中频对消对发射泄露进行了有效的抑制。从理论计算方面，中频对消的设计满足要求；经过试验的验证，中频对消的设计满足要求。

【参考文献】

[1]贾兴泉.连续波雷达数据处理[M].北京：国防工业出版社，2005.