雷达对抗原理第5章 雷达侦察作用距离与截获概率.ppt

第5章 雷达侦察作用距离与截获概率 　　　　　5.1 侦察系统的灵敏度　　侦察接收机的灵敏度Pr min是指在侦察接收机能够完成正常的信号检测、参数测量等侦察处理任务时，在接收机输入端需要的最小输入信号功率。由于大多数雷达采用射频脉冲信号，在一般情况下，雷达侦察对这些信号处于非匹配接收和处理状态，只能对瞬时接收带宽内的所有信号都进行包络检波和门限检测，将包络信号超过给定门限的判别为有信号，并进行相应的信号参数测量。因此，根据射频脉冲信号的特点，在雷达侦察机中采用的灵敏度主要有切线灵敏度PTSS、工作灵敏度POPS和检测灵敏度PDS。 5.1.1 切线灵敏度PTSS的定义　　切线灵敏度的定义适用于射频脉冲信号，如图5-1所示。若接收机输出端的噪声与脉冲信号包络叠加后的底部与只有噪声时的包络顶部在同一直线上(相切)，则称此时输入信号功率为切线灵敏度PTSS。 图5-1 切线灵敏度示意图 5.1.2 PTSS的分析计算　　侦察接收机对雷达信号的接收处理大部分是处于非匹配处理状态，许多侦察接收机在检波前的带宽ΔfR远大于检波后的带宽ΔfV，而且有些侦察接收机在检波前的增益严重不足，以至于视频放大器的噪声对系统的影响不能忽略。因此不能直接采用窄带接收机的灵敏度分析计算，需要另外推演侦察接收机在上述情况下的PTSS，再将结果推广到其它情况。　　雷达侦察接收机的典型组成如图5-2所示，图中GR、FR分别表示检波前接收机线性系统的增益和噪声系数，GV、FV表示检波后视频放大器的增益和噪声系数。为便于分析，假设输入信号为连续波，功率谱为δ函数，输入噪声功率谱和线性系统的传输函数都具有矩形响应特性，如图5-3所示，且GV=1。 图5-2 侦察接收机的典型组成 　　当信号与噪声同时作用于包络检波器时，其输出包络信号含有噪声的自差拍分量，信号的自差拍分量，信号与两边噪声的互差拍分量，以及检波器与视放产生的噪声。其中信号的自差拍分量作为接收机输出的视频信号，其余三部分均作为接收机输出的噪声。前两项噪声输出的功率谱F(f)由下式给出: 　 式中, W0、Ps0分别为检波器输入噪声的功率谱密度和信号的功率，如图5-4所示。由于该谱不连续，所以分析中分为ΔfV≤ΔfR≤2ΔfV和ΔfR2ΔfV的情况分别进行讨论。 图5-4 部分检波后噪声的功率谱 　　1． ΔfV≤ΔfR≤2ΔfV　　由于ΔfV位于ΔfR/2和ΔfR之间，视放输出噪声Pn+s将包括射频信号与噪声互差拍的全部视频噪声，射频噪声自差拍的部分视频噪声和检波/视放产生的噪声PV为　　　　　　　　　　　PV=kT0ΔfVFV　　　　　　　(5-2) 视放输出的信号功率Ps为 信号功率与其电压具有如下关系: 经配方整理，代入检波前噪声功率谱密度W0=kT0FRGR, 可得 　　2． ΔfR2ΔfV　　视放输出噪声Pn+s将包括射频信号与两边噪声互差拍的部分视频噪声，射频噪声自差拍的部分视频噪声以及检波/视放产生的噪声PV，即 经配方整理, 可得 　　3． 检波前高增益情况　　由于低噪声射频放大器技术的发展及其在侦察接收机中的普遍应用，目前侦察接收机在检波前的增益普遍很高，完全可以忽略检波器和视频放大器噪声对接收机灵敏度的影响。由于AΔfV/(G2RF2R)很小，因此当ΔfV≤ΔfR≤2ΔfV时, 5.1.3 POPS的分析计算　　由于切线信号灵敏度状态下的输出信噪比近似为8 dB，典型侦察接收机POPS状态下的输出信噪比为14 dB，在忽略检波器小范围内非线性影响的情况下，POPS可以直接由PTSS换算得到: 5.1.4 PDS的分析计算　　对于ΔfR≤2ΔfV的窄带接收机，接收机射频通道与视频通道处于一种近匹配处理状态，检波器与视放产生的噪声可以忽略不计，也可以直接采用窄带接收机检测灵敏度PDS计算的结果：　　PDS=－114 (dBm)+FR(dB)+10 lgΔfR(dB)+D (dB)　(5-23)式中, ΔfR的单位仍为MHz；D称为检测因子，它是在给定虚警概率Pfa和检测概率Pd的条件下，窄带接收机线性系统输出端所需要的信噪比。　　由于雷达侦察接收机检测的是逐个射频脉冲信号，图5-5粗略地给出了窄带接收机单个脉冲检测时D与Pfa、Pd的关系曲线。从图中可见，当Pfa=10－6，Pd=0.9时，D≈13 dB。 　　由于同为窄带接收机条件，同样在检波前具有较高的增益，同样采用线性检波器，所以式(5-20)和式(5-22)求得的POPS与式(5-23)求得的PDS是比较接近的。例如：某窄带分析接收机检波前具有足够的增益，信道带宽为10 MHz，检波后的视放带宽为5 MHz，如果要求检测因子为14 dB，则其工作灵敏度POPS