測量目標的距離是雷達的基本任務之一。 無線電波在均勻介質中以固定的速度直線傳播(在自由空間傳播速度約等於光速c=3×105 km/s)。圖中, 雷達位於A點, 而在B點有目標, 則目標至雷達站的距離(即斜距)R可以通過測量電波往返一次所需的時間tR得到。
而時間tR也就是回波相對於發射信號的延遲,因此, 目標距離測量就是要精確測定延遲時間tR。根據雷達發射信號的不同,測定延遲時間通常可以採用脈衝法, 頻率法和相位法。
在常用的脈衝雷達中, 回波信號是滯後於發射脈衝tR的回波脈衝, 如圖6.2所示。在螢光屏上目標回波出現的時刻滯後於主波, 滯後的時間就是tR, 測量距離就是要測出時間tR 。
回波信號的延遲時間tR通常是很短促的, 將光速c=3×105 km/s的值代入式後。其中tR的單位為μs, 測得的距離其單位為km, 即測距的計時單位是微秒。測量這樣量級的時間需要採用快速計時的方法。早期雷達均用顯示器作為終端, 在顯示器畫面上根據掃掠量程和回波位置直接測讀延遲時間。
現代雷達常常採用電子設備自動地測讀回波到達的遲延時間tR。
有兩種定義回波到達時間tR的方法, 一種是以目標回波脈衝的前沿作為它的到達時刻; 另一種是以回波脈衝的中心(或最大值)作為它的到達時刻。 對於點目標來講, 兩種定義所得的距離數據只相差一個固定值(約為τ/2), 可以通過距離校零予以消除。如果要測定目標回波的前沿, 由於實際的回波信號不是矩形脈衝而近似為鐘形, 此時可將回波信號與一比較電平相比較, 把回波信號穿越比較電平的時刻作為其前沿。 用電壓比較器是不難實現上述要求的。用脈衝前沿作為到達時刻的缺點是容易受回波大小及噪聲的影響, 比較電平不穩也會引起誤差。
雷達在測量目標距離時, 不可避免地會產生誤差, 它從數量上說明了測距精度, 是雷達站的主要參數之一。 由測距公式可以看出影響測量精度的因素。對式距離算式求全微分, 得到全微分表達。
用增量代替微分, 可得到測距誤差表達式，式中, Δc為電波傳播速度平均值的誤差; ΔtR為測量目標回波延遲時間的誤差。 由式可看出, 測距誤差由電波傳播速度c的變化Δc以及測時誤差ΔtR兩部分組成。
誤差按其性質可分為系統誤差和隨機誤差兩類, 系統誤差是指在測距時, 系統各部分對信號的固定延時所造成的誤差, 系統誤差以多次測量的平均值與被測距離真實值之差來表示。從理論上講, 系統誤差在校準雷達時可以補償掉, 實際工作中很難完善地補償 , 因此在雷達的技術參數中, 常給出允許的系統誤差範圍。
隨機誤差係指因某種偶然因素引起的測距誤差, 所以又稱偶然誤差。凡屬設備本身工作不穩定性造成的隨機誤差稱為設備誤差, 如接收時間滯後的不穩定性、各部分迴路參數偶然變化、 晶體振蕩器頻率不穩定以及讀數誤差等。 凡屬系統以外的各種偶然因素引起的誤差稱為外界誤差, 如電波傳播速度的偶然變化、 電波在大氣中傳播時產生折射以及目標反射中心的隨機變化等。 隨機誤差一般不能補償掉, 因為它在多次測量中所得的距離值不是固定的而是隨機的。因此, 隨機誤差是衡量測距精度的主要指標。
如果大氣是均勻的, 則電磁波在大氣中的傳播是等速直線, 此時測距公式(6.0.1)中的c值可認為是常數。 但實際上大氣層的分布是不均勻的且其參數隨時間、地點而變化。大氣密度、溼度、 溫度等參數的隨機變化, 導致大氣傳播介質的導磁係數和介電常數也發生相應的改變, 因而電波傳播速度c不是常量而是一個隨機變量。由式可知, 由於電波傳播速度的隨機誤差而引起的相對測距誤差為上式所示。
隨著距離R的增大, 由電波速度的隨機變化所引起的測距誤差ΔR也增大。在晝夜間大氣中溫度、 氣壓及溼度的起伏變化所引起的傳播速度變化為Δc/c≈10-5, 若用平均值c作為測距計算的標準常數, 則所得測距精度亦為同樣量級, 例如R=60 km時, ΔR=60×103×10-5=0.6m的數量級,對常規雷達來講可以忽略。
電波在大氣中的平均傳播速度和光速亦稍有差別, 且隨工作波長λ而異, 因而在測距公式中的c值亦應根據實際情況校準, 否則會引起系統誤差, 表列出了幾組實測的電波傳播速度值。
當電波在大氣中傳播時, 由於大氣介質分布不均勻將造成電波折射, 因此電波傳播的路徑不是直線而是走過一個彎曲的軌跡。 在正折射時電波傳播途徑為一向下彎曲的弧線。
由圖可看出, 雖然目標的真實距離是R0, 但因電波傳播不是直線而是彎曲弧線, 故所測得的回波延遲時間tR=2R/c,這就產生一個測距誤差(同時還有測仰角的誤差Δβ):
ΔR的大小和大氣層對電波的折射率有直接關係。如果知道了折射率和高度的關係, 就可以計算出不同高度和距離的目標由於大氣折射所產生的距離誤差, 從而給測量值以必要的修正。 當目標距離越遠、高度越高時, 由折射所引起的測距誤差ΔR也越大。例如在一般大氣條件下, 當目標距離為100 km, 仰角為0.1rad時, 距離誤差為16m的量級。
上述兩種誤差, 都是由雷達外部因素造成的, 故稱之為外界誤差。無論採用什麼測距方法都無法避免這些誤差, 只能根據具體情況, 作一些可能的校準。
測距所用具體方法不同, 其測距誤差亦有差別。 早期的脈衝雷達直接從顯示器上測量目標距離, 這時顯示器螢光屏亮點的直徑大小、所用機械或電刻度的精度、人工測讀時的慣性等都將引起測距誤差。當採用電子自動測距的方法時, 如果測讀回波脈衝中心, 則圖6.3中回波中心的估計誤差(正比於脈寬τ而反比於信噪比)以及計數器的量化誤差等均將造成測距誤差。
自動測距時的測量誤差與測距系統的結構、系統傳遞函數、 目標特性(包括其動態特性和回波起伏特性)、幹擾(噪聲)的強度等因素均有關係, 詳情可參考測距系統有關資料。
距離分辨力是指同一方向上兩個大小相等點目標之間最小可區分距離。在顯示器上測距時, 分辨力主要取決於回波的脈衝寬度τ, 同時也和光點直徑d所代表的距離有關。如圖6.5所示的兩個點目標回波的矩形脈衝之間間隔為τ+d/υn, 其中υn為掃掠速度, 這是距離可分的臨界情況, 這時定義距離分辨力Δrc為上式所示。
用電子方法測距或自動測距時, 距離分辨力由脈衝寬度τ或波門寬度τe決定, 如圖所示, 脈衝越窄, 距離分辨力越好。 對於複雜的脈衝壓縮信號, 決定距離分辨力的是雷達信號的有效帶寬B, 有效帶寬越寬, 距離分辨力越好。 距離分辨力Δrc可表示為上式。
測距範圍包括最小可測距離和最大單值測距範圍。所謂最小可測距離, 是指雷達能測量的最近目標的距離。脈衝雷達收發共用天線, 在發射脈衝寬度τ時間內, 接收機和天線饋線系統間是「斷開」的, 不能正常接收目標回波, 發射脈衝過去後天線收發開關恢復到接收狀態, 也需要一段時間t0, 在這段時間內, 由於不能正常接收回波信號, 雷達是很難進行測距的。 因此, 可以獲得雷達的最小可測距離為表達式。
雷達的最大單值測距範圍由其脈衝重複周期Tr決定。為保證單值測距, 通常應選取上式， Rmax為被測目標的最大作用距離，有時雷達重複頻率的選擇不能滿足單值測距的要求, 例如在脈衝多卜勒雷達或遠程雷達, 這時可獲得目標回波對應的距離R。
調頻連續波雷達的組成方框圖如圖所示。發射機產生連續高頻等幅波, 其頻率在時間上按三角形規律或按正弦規律變化, 目標回波和發射機直接耦合過來的信號加到接收機混頻器內。在無線電波傳播到目標並返回天線的這段時間內, 發射機頻率較之回波頻率已有了變化, 因此在混頻器輸出端便出現了差頻電壓。 後者經放大、限幅後加到頻率計上。由於差頻電壓的頻率與目標距離有關, 因而頻率計上的刻度可以直接採用距離長度作為單位。
發射頻率按周期性三角形波的規律變化, 如圖所示。 圖中ft是發射機的高頻發射頻率, 它的平均頻率是ft0, ft0變化的周期為Tm 。通常ft0為數百到數千兆赫, 而Tm為數百分之一秒。fr為從目標反射回來的回波頻率, 它和發射頻率的變化規律相同, 但在時間上滯後tR, tR=2R/c。發射頻率調製的最大頻偏為±Δf, fb為發射和接收信號間的差拍頻率, 差頻的平均值用fbav表示。如圖所示, 發射頻率ft和回波的頻率fr可寫成如上表達式。 在調頻的下降段, df/dt為負值, fr高於ft, 但二者的差頻仍如式所示。
對於一定距離R的目標回波, 除去在t軸上很小一部分2R/c以外(這裡差拍頻率急劇地下降至零), 其它時間差頻是不變的。 若用頻率計測量一個周期內的平均差頻值fbav, 可得到其表達式。由此可得出目標距離R，式中，fm=1/Tm，為調製頻率。當反射回波來自運動目標, 其距離為R而徑向速度為v時, 可獲得其回波頻率fr。
fd為多卜勒頻率, 正負號分別表示調製前後半周正負斜率的情況。 當fd＜fbav時, 得出的差頻。如能分別測出fb+和f b-, 就可求得目標運動的徑向速度v。v=λ/4(fb+-fb-)。可見, 固定誤差ΔR與頻偏量Δf成反比, 而與距離R0及工作頻率f0無關。為減小這項誤差, 往往使Δf加大到數十兆赫以上, 而通常的工作頻率則選為數百到數千兆赫。
用正弦波對連續載頻進行調頻時, 發射信號可表示上式。fm為調製頻率，Δf為頻率偏移量。由目標反射回來的回波電壓ur滯後一段時間T(T=2R/c), 可表示為上式。
接收信號與發射信號在混頻器中外差後,可獲得取其差頻電壓。
於是差頻fb值和目標距離R成比例且隨時間作餘弦變化。在周期Tm內差頻的平均值fbav與距離R之間的關係和三角波調頻時相同, 用fbav測距的原理和方法也一樣。
脈衝法測距時由於重複頻率高會產生測距模糊, 為了判別模糊, 必須對周期發射的脈衝信號加上某些可識別的「標誌」, 調頻脈衝串也是可用的一種方法。
脈衝調頻時的發射信號頻率如圖中細實線所示, 共分為A、B、C三段, 分別採用正斜率調頻、負斜率調頻和發射恆定頻率。由於調頻周期T遠大於雷達重複周期Tr, 故在每一個調頻段中均包含多個脈衝, 如圖(c)所示。回波信號頻率變化的規律也在同一圖上標出以作比較。虛線所示為回波信號無多卜勒頻移時的頻率變化, 它相對於發射信號有一個固定延遲td, 即將發射信號的調頻曲線向右平移td即可。當回波信號還有多卜勒頻移時, 其回波頻率如圖中粗實線所示(圖中是多卜勒頻移fd為正值), 即將虛線向上平移fd得到。
接收機混頻器中加上連續振蕩的發射信號和回波脈衝串, 故在混頻器輸出端可得到收發信號的差頻信號。設發射信號的調頻斜率為μ, 如圖(b)所示。
當發射信號的頻率變化了A、B、C三段的全過程後, 每一個目標的回波亦將是三串不同中心頻率的脈衝。 經過接收機混頻後可分別得到差頻FA、FB和FC, 然後可求得目標的距離R和徑向速度vr。關於從脈衝串中取出差頻F的方法, 可參考「動目標顯示」的有關原理。
在用脈衝調頻法時, 可以選取較大的調頻周期T, 以保證測距的單值性。 這種測距方法的缺點是測量精度較差, 因為發射信號的調頻線性不易做得好, 而頻率測量亦不易做準確。
脈衝調頻法測距和連續波調頻測距的方法在本質上是相同的。
早期雷達多數只有人工距離跟蹤。 為了減小測量誤差, 採用移動的電刻度作為時間基準。操縱員按照顯示器上的畫面, 將電刻度對準目標回波。從控制器度盤或計數器上讀出移動電刻度的準確時延, 就可以代表目標的距離。 因此關鍵是要產生移動的電刻度(電指標), 且其延遲時間可準確讀出。 常用的產生電移動刻度的方法有鋸齒電壓波法和相位法。
圖是鋸齒電壓波法產生電移動指標的方框圖和波形圖。 來自定時器的觸發脈衝使鋸齒電壓產生器產生的鋸齒電壓Et與比較電壓Ep一同加到比較電路上, 當鋸齒波上升到Et= Ep時, 比較電路就有輸出送到脈衝產生器, 使之產生一窄脈衝。這個窄脈衝即可控制一級移動指標形成電路, 形成一個所需形式的電移動指標。 在最簡單的情況下, 脈衝產生器產生的窄脈衝本身也就可以作為移動指標了(例如光點式移動指標)。 當鋸齒電壓波的上升斜率確定後, 移動指標產生時間就由比較電壓Ep決定。要精確地讀出移動指標產生的時間tr, 可以從線性電位器上取出比較電壓Ep,即Ep與線性電位器旋臂的角度位置θ成線性關係。比例常數K與線性電位器的結構及所加電壓有關。 因此, 如果在線性電位器旋臂的轉角度盤上按距離分度, 則可以直接從度盤上讀出移動指標對準的那個回波所代表的目標距離了。
鋸齒電壓波法產生移動指標的優點是設備比較簡單, 移動指標活動範圍大且不受頻率限制, 其缺點是測距精度仍嫌不足。 精度較高的方法是用相位調製法產生移動指標。
正弦波經過放大、限幅、微分後, 在其相位為0和π的位置上分別得到正、負脈衝, 若再經單向削波就可以得到一串正脈衝。 相應於基準正弦的零相位, 常稱為基準脈衝。將正弦電壓加到一級移相電路, 移相電路使正弦波的相位在0～2π範圍內連續變化, 因此, 經過移相的正弦波產生的脈衝也將在正弦波周期內連續移動, 這個脈衝稱作遲延脈衝, 就是所需要的移動指標。正弦波的相移可以通過外界某種機械信號進行控制, 使機械軸的轉角θ與正弦波的相移角之間具有良好的線性關係, 這樣就可以通過改變機械轉角θ而使遲延脈衝在0～T範圍內任意移動。
一般說來, 正弦波的頻率不應低於15kHz, 相位調製法產生的移動指標, 其移動範圍在10km以內。這顯然不能滿足雷達工作的需要。為了既保證延遲時間的準確性又有足夠大的延遲範圍, 可以採用複合法產生移動指標。
所謂複合法產生移動指標，是指利用鋸齒電壓法產生一組粗測移動波門, 而用相位調製法產生精測移動指標。 粗測移動波門可以在雷達所需的整個距離量程內移動, 而精測移動指標則只在粗測移動波門所相當的距離範圍內移動。 這樣, 粗測波門擴大了移動指標的延遲範圍, 精測移動指標則保證了延遲時間的精確性, 也就是提高了雷達的測距精度。
這個系統應保證電移動指標自動地跟蹤目標回波並連續地給出目標距離數據。整個自動測距系統應包括對目標的搜索, 捕獲和自動跟蹤三個互相聯繫的部分。 圖是距離自動跟蹤的簡化方框圖。目標距離自動跟蹤系統主要包括時間鑑別器、控制器和跟蹤脈衝產生器三部分。 顯示器在自動測距系統中僅僅起監視目標作用。
畫面上套住回波的二缺口表示電移動指標, 又叫電瞄標誌。 假設空間一目標已被雷達捕獲, 目標回波經接收機處理後成為具有一定幅度的視頻脈衝加到時間鑑別器上, 同時加到時間鑑別器上的還有來自跟蹤脈衝產生器的跟蹤脈衝。自動距離跟蹤時所用的跟蹤脈衝和人工測距時的電移動指標本質一樣, 都是要求它們的延遲時間在測距範圍內均勻可變, 且其延遲時間能精確地讀出。 在自動距離跟蹤時, 跟蹤脈衝的另一路和回波脈衝一起加到顯示器上, 以便觀測和監視, 其畫面如圖所示。時間鑑別器的作用是將跟蹤脈衝與回波脈衝在時間上加以比較, 鑑別出它們之間的差Δt。設回波脈衝相對於基準發射脈衝的延遲時間為t, 跟蹤脈衝的延遲時間為t′, 則時間鑑別器輸出誤差電壓uε為上式表示。
用一次積分環節做控制器時的閉環隨動系統為一階無差系統, 可以消除位置誤差, 且具有「位置記憶」特性, 但仍有速度誤差。 可以證明, 一個二次積分環節的控制器能夠消除位置誤差和速度誤差, 併兼有位置記憶和速度記憶能力, 這時只有加速度以上的高階誤差。 在需要對高速度、 高機動性能的目標進行精密跟蹤時, 常採用具有二次積分環節的控制器來改善整個系統的跟蹤性能。這種設備, 在數字式自動跟蹤系統中容易實現, 而在機電式模擬系統中常採用一次積分環節控制器。系統中的電動機就是一個理想的積分元件。
跟蹤脈衝產生器根據控制器輸出的控制信號(轉角θ或控制電壓E), 產生所需延遲時間t′的跟蹤脈衝。 跟蹤脈衝就是人工測距時的電移動指標, 只是有時為了在顯示器上獲得所希望的電瞄形式(如缺口式電瞄標誌), 而把跟蹤脈衝的波形加以適當變換而已。 因此, 複合式電移動指標拿來作跟蹤脈衝產生器是完全可行的。這時只需把控制器中的伺服電動機和延時電位器及移相電容器的轉軸按所規定的轉速比交鏈起來, 就構成一個完整的機電模擬式距離自動跟蹤系統, 如圖所示。
以上的討論, 是在目標已被「捕獲」後的跟蹤狀態時的情況。 在系統「捕獲」目標以前或因某種原因目標脫離了跟蹤脈衝, 這時由於時間鑑別器不再有誤差信號輸出, 跟蹤脈衝將失去跟蹤作用。 因此一個完備的距離跟蹤系統還應具有搜索和捕獲目標的能力。
搜索或捕獲目標可以是自動地也可以是人工手動的。 在機電模擬式系統中常採用手動的方法。當雷達天線波束照射到目標方向時, 在距離顯示器上將出現目標回波。操縱員搖動距離跟蹤手輪, 該手輪通過齒輪交鏈帶動線性電位器和移相電容器的轉軸, 從而控制跟蹤脈衝的延遲時間t′, 根據顯示器畫面上電瞄準標誌套住目標回波的時刻, 就是距離跟蹤脈衝和回波相一致的時候, 表明已「捕獲」目標, 可轉入跟蹤狀態, 這時由時間鑑別器 在電子模擬式和數字式自動距離跟蹤系統中, 常採用自動搜索和自動捕獲目標並轉入跟蹤, 這一部分的工作原理, 留待數字式自動測距器一節討論。
機電模擬式自動距離跟蹤設備(自動測距器)是早期使用的一種系統, 在中等作用距離時可以提供良好的距離跟蹤性能。它的缺點是, 在遠距離跟蹤時難以產生線性度良好的鋸齒電壓; 機電系統的慣性較大, 限制了跟蹤系統的帶寬和轉換速度(即驅動跟蹤波門到某一給定目標位置的速度), 因而很難適應高速、高機動目標的跟蹤; 同時自動搜索和自動捕獲較困難, 需要採用某種手動而快速捕獲目標的技巧。
測距就是測量回波信號相對於發射脈衝的遲延時間, 因此數字式測距首先要將時間量用離散的二進位數碼表示出來。 可以採用通常的計數方法來達到上述要求, 其原理方框圖和相應的波形圖如圖所示。距離計數器在雷達發射高頻脈衝的同時開始對計數脈衝計數, 一直到回波脈衝到來後停止計數。只要記錄了在此期間計數脈衝的數目n, 根據計數脈衝的重複周期T(T=1/f), 就可以計算出回波脈衝相對於發射脈衝的延遲時間tR.
T為已知值, 測量tR實際上變成讀出距離計數器的數碼值n。為了減小測讀誤差, 通常計數脈衝產生器和雷達定時器觸發脈衝在時間上是同步的。
距離計數器測讀目標距離的基本原理已在第四章4.5.2節距離編碼器的內容中作過討論, 這裡不再重複。
目標距離R與計數器讀數n之間的關係為上式表達，式中，f為計數脈衝重複頻率。 如果需要讀出多個目標的距離, 則控制觸發器置「0」的脈衝應在相應的最大作用距離以後產生,各個目標距離數據的讀出依靠回波不同的延遲時間去控制讀出門, 讀出的距離數據分別送到相應的距離寄存器中。
數字式測距中, 對目標距離R的測定轉換為測量脈衝數n, 從而把時間tR這個連續量變成了離散的脈衝數。從提高測距精度, 減小量化誤差的觀點來看, 計數脈衝頻率f越高越好, 這時對器件速度的要求提高, 計數器的級數應相應增加。 有時也可以採用遊標計數法、插值延遲線法等減小量化誤差的方法。
它的作用和模擬系統中的時間鑑別器完全相同, 也是通過一定的符合比較電路, 鑑別出回波信號與跟蹤波門之間的遲延時間差Δt。
不同之處是數字式時間鑑別器的輸出是正比於時間差Δt的二進位數碼 , 而不是模擬電壓uε。圖畫出了數字式時間鑑別器的一個例子。從圖中可以看出, 通過重合電路, 積分-恆流放電電路和相減器, 將時間差Δt轉換為脈衝寬度τ, 然後利用一個高穩定度的時鐘脈衝對它進行計數,這樣就將模擬量τ變換為數字量, 完成了A/D變換。將計數結果ΔR儲存在誤差寄存器中。另一方面, 相減器還輸出一個符號脈衝, 控制計數器和寄存器的符號位, 以標明距離誤差ΔR的極性。
在數字式距離跟蹤系統中, 跟蹤波門的產生與模擬法中的鋸齒電壓波法完全可以比擬。這裡由時鐘驅動的高速數字計數器(距離波門計數器)上的數字碼n隨時間t增長: n=ft, 它代替了模擬式中電壓隨時間線性上升的鋸齒波。相應地, 與目標距離成正比的比較電壓Ep也由距離寄存器中的距離數碼所取代。與鋸齒電壓波法產生移動指標的道理相同, 由雷達發射機定時脈衝啟動計數器, 即計數器起始計數的時間和發射脈衝同步。當計數器的數碼計到與距離寄存器的數碼相同時, 作為重合電路的符合門就送出一個觸發脈衝作為移動指標的基準脈衝, 由它去驅動波門產生器產生雷達工作所需的主波門與前後波門。各種波門之間的固定時差可在產生器和距離寄存器內予以修正。圖畫出數字式距離跟蹤系統的方框圖和跟蹤波門產生器的波形圖。
距離產生器的作用是對時間鑑別器輸出的距離誤差進行加工, 用它的輸出去控制跟蹤波門的移動。在跟蹤波門產生器中已看到, 距離寄存器的數碼決定跟蹤波門的遲延時間, 因此距離產生器的輸出應該用來修正距離寄存器的數碼。在一階無差的數字式距離跟蹤系統裡, 控制器(距離產生器)由一個誤差寄存器、一個距離寄存器和一個(串行)累加器組成, 如圖所示。工作時, 時間鑑別器輸出的距離誤差數碼送入誤差寄存器, 在累加器裡, 由移位脈衝把誤差寄存器和距離寄存器的數碼逐位移入並相加,再把新的結果送回到距離寄存器, 形成距離數碼。如果距離誤差是負值, 則誤差寄存器的符號位為「1」, 則將距離誤差數碼取補碼後送入加法器, 完成相減作用。
距離跟蹤系統在進入跟蹤工作狀態前, 必須具有搜索和捕獲目標並轉入跟蹤的能力。系統在搜索工作狀態時, 跟蹤脈衝必須能夠在目標可能出現的距離範圍(最小作用距離Rmin到最大作用距離Rmax)「尋找」目標回波, 這就必須產生一個跟蹤波門, 其延遲時間在最大作用距離和最小作用距離所對應的時延間隔 範圍內變化。在數字式距離跟蹤系統中, 跟蹤波門的延遲時間tx由距離寄存器的數碼決定, 因而設法連續改變距離寄存器的數碼值, 即可獲得搜索時在時間軸上移動的跟蹤脈衝。
自動搜索時需自動加入計數脈衝, 計數脈衝的頻率決定搜索速度。 為了保證可靠地截獲目標, 搜索速度應減小到當跟蹤波門與所「尋找」的目標回波相遇時, 能夠在連續n個雷達重複周期Tr內回波脈衝均能與跟蹤波門相重合。為此, 送到距離寄存器的計數脈衝頻率應比較低, 它可用送到距離計數器的時鐘脈衝經多次分頻後得到。 自動搜索通常用於雜波幹擾較小, 或搜索區只有單一目標時。 如幹擾較大或有多目標需要選擇時, 宜採用半自動或人工搜索的辦法。
一旦搜索到目標, 判截獲電路即開始工作。 判截獲電路的輸入端加有全波門(前、後、半波門的和)和從接收機來的目標回波。 當回波與波門的重合數超過一定數量時, 才能判斷它是目標回波而不是幹擾信號, 這時判截獲電路發出指令, 使截獲繼電器工作而系統進入跟蹤狀態。 此時距離寄存器的數碼調整由時間鑑別器輸出的誤差脈衝提供, 系統處於閉環跟蹤狀態。
上述的搜索和截獲方法由於要保證可靠地截獲目標, 搜索速度慢, 或者說搜索距離全程所需的時間長, 而當加快搜索速度時, 跟蹤波門與回波的重合數減小, 無把握判斷所截獲的究竟是目標還是幹擾, 可能產生錯誤截獲。 為解決上述矛盾, 可以採用全距離等待截獲的方法來提高搜索速度。