雷达的原理？雷达是什么原理

本文目录

• 雷达的原理
• 雷达是什么原理
• 雷达的原理是怎么样的呢
• 雷达的工作原理是什么
• 雷达的基本原理
• 雷达的工作原理
• 激光雷达原理究竟是怎样的
• 激光雷达的工作原理
• 无人驾驶汽车激光雷达原理
• 激光雷达的工作原理是什么

雷达的原理

雷达的工作原理是：雷达设备发射电磁波信号后，如果有目标物体碰到雷达信号就会反射回波，雷达接收器就会接收到回波信号，回波信号包含了目标的距离、方向和速度信息，雷达天线接收反射波后送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息，根据雷达发射波束还能测得出目标的角度。
雷达广泛应用于社会各个领域中，譬如汽车的倒车雷达装置。
倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，在倒车时，自动启动倒车雷达，不用回头看就可以知道车后有没有障碍物，是以声音或者更直观的显示监测告诉贺驶员车辆周围的障碍物，可以弥补驾驶员视野看不到的死角和视线模糊的地方，使停车和倒车更容易、更安全。
倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。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，可以全天候、全天时工作的特点，并有一定的穿透能力。
倒车雷达装置装在驾驶台上，它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提醒司机对障碍物的靠近，及时停车。

雷达是什么原理

　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。

雷达的原理是怎么样的呢

众所周知，声波能够被反射。回声就是声波被反射引起的。光线照射到镜面上。也能被镜面反射。同样，当电磁波在传播途 中遇到障碍物时。也能被反射回来。雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。 　　雷达有一个特制的可转动地半球面形天线。它不仅能发射电磁波，还能够接收电磁波。光线向一定方向发射不连续的电磁波 。每次发射持续的时间为百万分之一秒，两次发射间隔的时间大约是发射时间的一百倍。这样，发射出去的电磁波如果遇到障碍 物，马上就被反射回来，并被光线接收到。指示仪器就可以判别出前面有飞机或舰艇之类的障碍物。 　　怎样才能确定障碍物的位置呢？由于电磁波的传播速度为光速C，测出从发射电磁波到收到反射电磁波的时间t，就可以根据 公式s＝c＆#183;（t／2）来确定障碍物的距离。再根据反射天线的方向和仰角就能够确定障碍物的位置了。实际上，这一切都是由雷 达指示器的荧光屏和仪表直接显示出来的，使用极其方便。 　　雷达可以用来探测飞机、军舰、导弹及其他军事目标，是重要的军事设施。雷达装在轮船上，即使在黑夜和浓雾中也能清楚 地“看到”每一块礁石、每一片岛屿、每一个浮标，测出附近船只的距离、航向和航速。确保轮船航行的顺利与安全。 　　装在机场控制塔里的雷达，能方便地知道飞机的高度、距离和方位，“引导”飞机驾驶员操纵飞机安全着陆。 　　此外，用雷达还可以探测台风和暴雨，研究宇宙间星体的运动。交通管理人员手拿雷达测速器，可以方便地测出汽车是否超 速，以保证交通运输的安全……
一、 雷达的基本原理
雷达－是近代的特殊的无线电观测设备，它是用以发现与测量目标位置的无线电技术仪器。如果将它的使用范围缩小来讲，就是测量无源活动目标（如飞机、军舰）的方位和距离的无线电技术仪器。
(一) 雷达原理之一－无线电波的反射作用
谁都知道，蝙蝠白天躲在黑暗的地方，专在夜里飞出来寻找食物。然而，它为什么能够在黑夜里飞行，而不至于撞到障碍物，例如树林或房屋呢？几千年来人们都说这是因为它的眼睛怕光，却又能够在黑夜里看见东西的缘故。其实，这种揣测不很正确，我们来揭开蝙蝠的这个秘密，蝙蝠的嘴里，能够发出一种我们听不见的声音，这声音每秒钟振荡的次数，在25000到70000之间（人类的耳朵所能够感觉的声音，每秒钟振动数约为16～20000），已经超出人类耳朵所能感觉的范围，所以叫做超声波。蝙蝠的听觉器官很特殊，它能感觉到这种超声波。当它在黑暗中飞行的时候，嘴里常常发出超声波。这声波在某一个方向遇到了障碍物，就立刻从那里方向反射回来，其中有一部分反射到蝙蝠的耳朵里，它便知道在那个方向有障碍物，于是及时躲开。它凭着经验，还可以知道：回声急，障碍物近，回声慢，障碍物远。换句话说，它根据回声的快慢，来判断障碍物的位置的远近，根据回声传来的方向来判断障碍物所在的方向。
假如我们把“一股”短促而强力的超声波从舰艇的底部向下发射出去，它在水里的速度大约为在空气中速度的五倍，那么它会从海底反射回来，回到舰艇上。我们用一种特殊设备把它收下来，根据超声波从出发到舰艇所需的一段时间，就能不断地检查海洋的深度。利用超声波也可测量海洋中的暗礁或者测量敌人的潜水艇。
超声波固然有反射的特性，可以利用来测量距离，同样普通的声波、光波，乃至无线电波都是具有反射特性的，而且在雷达里不是采用声波，而是应用的无线电波。
雷达发射机发射出去脉冲式的无线电波，如果在无线电波传播的途径上遇到任何物体时，它就被反射回来。水面、大地、铁路、城市建筑，飞机和舰艇－所有这些对无线电波的反射都不同。反射回来的无线电波，其中有一部分回到雷达站上。其次则是从较远的物体上反射回来的。所有这些信号都被接收机接收到，并显示在雷达显示器上。
(二) 雷达原理之二－事先能知道无线电波的传播速度
无线电波的速度（包括无线电波、光波）比声波的速度要大好多倍，它的速度为30万公里每秒。想知道这速度究竟有多大，举个例子，无线电波在一秒钟之内能绕地球七圈半。另外一个有趣的例子是，若你在演播厅听演唱，当你听到歌手的声音之前，声波已经通过广播电台传到一个相当远的距离以外去了。一个离你一千公里远的听众甚至可以通过收音机比你先听到美妙的歌声。
(三) 雷达原理之三－定向发射
所谓定向发射即在一特定瞬间，用狭细的射束来发射脉冲电磁能。它有一个重要的优点，那就是能够节省能量，雷达站用小的功率就能“看”得远，而且效果好，例如一个人夜里在大房间看书的时候，他并不需要用灯照亮整个大房间，只需一盏台灯，将光照在书上，甚至支数很小的灯泡就足够，不至于伤害眼睛了。的确，这时整个房间的其余部分都是黑暗的，但是这并不妨碍看书，相反会使我们对书看得更清楚。
雷达工作也正是如此。由于它把能量集中在不大的空间里，所以是“照射”目标物最好的方法。
雷达的射束应该窄到何种程度呢？射束愈狭细，集中在其中的能量就愈大，被发现目标的方向也就指得越正确。假设在雷达的作用所照射的区域内出现了敌人的飞机，请问用“针”状的狭窄射束把雷达站所在地周围的空间扫一遍，需要多少时间呢？同时是否能不让敌人漏网？所花费的时间，想来是很多。在这段时间中，任何飞机都能逃出雷达的搜索区域。这就是说，“针”状射束是不适合的。射束的缩窄有着合理的极限，这种极限就在于能同等程度地满足对雷达所提出的各种要求。对负有不同使命的雷达站来说，解决这个问题的方法也绝然不同。防空哨雷达站的射束应该较宽，瞄准大炮用的雷达站相反的要窄。在许多情况下，为了适应雷达站特殊工作任务的需要，射束往往有着特殊的形状。
由此看来，雷达的基本原理就是电磁波的定向发射，它在导体上的反射，以及首先正确地知道了电波的传播速度。显然，要深刻地了解和掌握雷达技术，就是必不可少的基础。
通常，无线电广播用的是中波或短波。雷达，一般工作在超短波或微波。工作在超短波波段的雷达称为超短波雷达或米波雷达；工作在微波波段的雷达通称为微波雷达。微波雷达有时还细分为分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达等。
那么，雷达为什么不能像广播电台那样，工作在中波或者短波呢？这是由雷达工作原理决定的。千里眼是借无线电波在目标上得到的反射才能“看”到目标的。波的反射有一个规律：目标越大，反射越强。因此，雷达所用无线电波的波长越短，在飞机或导弹等其它目标的反射会越强。所以，雷达必须工作在超短波或微波波段才能有效地发挥作用，探测到目标。同时，雷达天线是雷达的一个重要组成部分，假如，雷达工作在中波波段，要实现定向发射，就得把几十个甚至几百个能激起无线电波的金属棒排起来构成阵列天线，那将一付非常庞大的天线，这在实用中既不经济，也难以做到。所以雷达工作的波长不能太长。
雷达必须工作在上述波段，还有一个原因是与高空的电离层有关。三十年代，由于还没有造出超短波使用的大功率电子管，雷达只好用短波来工作，而电离层对短波是会反射的，因此往往把电离层反射回来的信号当作飞机。而频率超过30Hz以上的超短波无线电波就能穿过电离层直上太空，这就避免了电离层对无线电波的反射作用的影响。

雷达的工作原理是什么

雷达的原理：

雷达调频发射机造成充足的电磁感应动能，历经收取和发送切换开关传输给天线。天线将这种电磁感应动能辐射源至空气中，集中化在某一个窄小的方位上产生波束，往前散播。电磁波碰到波束内的目标后，将顺着每个方位造成反射，在其中的一部分电磁感应动能反射回雷达的方位，被雷达天线获得。天线获得的动能历经收取和发送切换开关送至接收器，产生雷达的回波信号。因为在散播全过程中电磁波会伴随着散播间距而衰减系数，雷达回波信号十分很弱，基本上被噪音所吞没。

接收器变大很弱的回波信号，历经信号分析机处理，获取出包括在回波中的信息内容，送至显示屏，表明出目标的间距、方位、速率等。各种各样雷达的实际主要用途和构造各有不同，但基本上方式是一致的，包含：调频发射机、发送天线、接收器、接收天线，解决一部分及其显示屏。也有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。雷达广泛运用于社会发展各行各业中，例如汽车的倒车雷达装置。

倒车雷达是汽车停车安全性辅助装置，在转向时，自动启动倒车雷达，不用回过头来再看就可以了解车子是否有障碍物，是以响声或是更形象化的表明检测告知贺驶员车子周边的障碍物，能够填补驾驶人员视线看不见的盲区和视线模糊的地区，使泊车和转向更非常容易、更安全性。

倒车雷达是依据蝙蝠在夜晚里快速航行而不容易与一切障碍物相碰的基本原理设计的。雷达的优势是白天和黑夜均能检测长距离的总体目标，且不会受到雾、云和雨的阻拦，能够全天、24小时时工作的特性，并有一定的透过能力。倒车雷达装置装在驾驶台上，它不断地提示驾驶员车距判断后边物件也有是多少间距，到风险间距时，无源蜂鸣器就逐渐鸣叫声，提示驾驶员对障碍物的挨近，立即泊车。

雷达的基本原理

雷达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，如方位、高度等。
雷达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，如方位、高度等。

雷达的工作原理

雷达的原理
：(radar)原来事“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的任务就是探测目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态。雷达主要由天线、发射机、接收机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离速度和方向。
大部分雷达的工作原理基本一致。
雷达的技术参数主要包括工作频率（波长）、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的，因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如，为提高远距离发现目标能力，预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率，而机载雷达则为减小体积、重量等目的，使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明，如果知道了雷达的技术参数，就可在一定程度上识别出雷达的种类。

激光雷达原理究竟是怎样的

激光本身具有非常精确的测距能力，其测距精度可达几个厘米，而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素，还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展，通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播，所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度，激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向，就可以准确地计算出每一个地面光斑的坐标X，Y，Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言，一个频率为每秒一万次脉冲的系统，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言，LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。 激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理

激光雷达的工作原理

激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别，即由雷达发射系统发送一个信号,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，经目标反射后被接收系统收集，通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。

至于目标的径向速度，可以由反射光的多普勒频移来确定，也可以测量两个或多个距离，并计算其变化率而求得速度，这也是直接探测型雷达的基本工作原理。

激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。

激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。

扩展资料

激光雷达分类

一般来说，按照现代的激光雷达的概念，常分为以下几种:

1、按激光波段分，有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。

2、按激光介质分，有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。

3、按激光发射波形分，有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。

4、按显示方式分，有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。

5、按运载平台分，有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。

6、按功能分，有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达，激光目标指示器和生物激光雷达等。

7、按用途分，有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。

参考资料来源：百度百科-激光雷达

无人驾驶汽车激光雷达原理

激光雷达由发射系统、接收系统、信息处理三部分组成：激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，最后经过一系列算法来得出目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状，可以探测、识别、分辨和跟踪目标。

激光雷达在无人驾驶的两个核心作用：

1．3D建模进行环境感知。通过激光扫描可以得到汽车周围环境的3D模型，运用相关算法比对上一帧和下一帧环境的变化可以较为容易的探测出周围的车辆和行人。

2．SLAM加强定位。激光雷达另一大特性是同步建图（SLAM），实时得到的全局地图，通过与高精度地图中特征物的比对，可以实现导航及加强车辆的定位精度。

激光雷达的工作原理是什么

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置､速度等特征量的雷达系统｡从工作原理上讲,与微波雷达没有根本的区别:向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离､方位､高度､速度､姿态､甚至形状等参数,从而对飞机､导弹等目标进行探测､跟踪和识别｡