三章雷达接收机ppsx 2015.pptx

第三章雷达接收机

单基地脉冲雷达基本组成通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从噪声和干扰中选择出来，并经放大和检波后，送至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设备中。

高频部分视频部分第一节雷达接收机的组成和

主要质量指标超外差接收机的组成接收机保护器低噪高放混频器中放检波器视放本振高频输入至终端发射机工作时，使接收机输入端短路，并对大信号限幅保护提高灵敏度，降低接收机噪声系数、热噪声增益保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频

超外差技术选频滤波混频器本振滤波解调滤波无线电波解调输出fLfIFfRF返回框图如上图所示，当接收的电波频率fRF变化时，本振频率fL和选频滤波器的中心频率f0=fRF能够同步改变，从而使输出的fIF固定不变，这种技术称为外差技术，当fIF低于fRF而高于信号带宽B时就称为超外差技术。超外差技术具有灵敏度高、选择性好、工作稳定、中频部分可标准化等优点。

高频部分：返回框图（1）T/R及保护器：发射机工作时，使接收机输入端短路，并对大信号限幅保护。（2）低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系数，热噪声增益。（3）Mixer，LD，AFC：保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频。

中频部分及AGC：视频部分：（1）检波（1）匹配滤波（2）AGCAutoGainControl（2）放大包络检波线性放大，对数放大，动态范围同步（频）检波（正交两路）相位检波

主要质量指标1.灵敏度2.工作频带宽度3.动态范围4.中频的选择与滤波特性5.工作稳定性和频率稳定度6.抗干扰能力7.微电子化和模块化结构

1.灵敏度：Simin2.工作频带宽度超外差接收机Simin＝-120～-140dBwgain=120~160dB主要由中频完成。给定虚警概率Pfa，达到指定检测概率Pd时输入端的信号功率指瞬时工作频率范围，频率捷变雷达要求的接收机工作频带宽度为10～20%。

3.动态范围接收机能够正常工作所允许的输入信号强度Si的变化范围过载时的Si/Simin，80~120dB4.中频的选择与滤波特性中频通常选择30MHz～500MHz。中频的选择还应考虑抑制镜频的效果。减少接收机噪声的关键是中频的滤波特性。

5.工作稳定性和频率稳定度6.抗干扰能力7.微电子化和模块化结构MMIC微波单片集成电路杂波干扰（MTI，MTD）指当环境变化时，接收机性能参数受到影响的程度。现代雷达对回波的相参处理要求系统采用频率稳定度、相位稳定度较高的本振，即“稳定本振”。有源干扰干扰源假目标干扰IMIC中频单片集成电路ASIC专用集成电路

第二节接收机的噪声和灵敏度噪声来源：内部噪声、外部噪声§3.2.1接收机的噪声接收机中的馈线、放电保护器、高频放大器或混频器产生由天线进入接收机的各种干扰和天线热噪声

电阻热噪声的谱性质电阻热噪声在无线电频率范围内为白噪声噪声电压均方值测试设备的通带波尔兹曼常量功率谱密度常数额定噪声功率网络匹配时，内噪声在负载上所形成的功率为无源二端网络输出的额定噪声功率只与其温度T和通带Bn有关

色噪声的定量描述等效噪声功率谱宽度在雷达接收机中，谐振电路级数较多时，Bn常用3dB信号带宽B近似。P55，表3.1物理意义：将色噪声用功率相等的带限白噪声来等效色噪声功率谱密度滤波器幅频响应功率谱均匀的白噪声通过具有频率选择性的接收线性系统后，输出功率谱不再均匀。

噪声系数§3.2.2噪声系数和噪声温度输入噪声Ni以天线等效电阻RA在室温T0=290K时产生的热噪声为标准接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比之比式中

No=GaNi+?NF≥1接收机引入噪声对数形式接收机噪声系数说明框图So=GaSi

噪声系数的物理意义噪声系数表示由于接收机内部噪声的影响，使接收机输出端的信噪比相对其输入端的信噪比变差的倍数。其中，NiGa是输入端噪声通过“理想接收机”后，在输出端呈现的额定噪声功率。噪声系数只由接收机本身参数确定

级联电路的噪声系数整个电路的噪声系数为：结论：要Fo减小，需Fi减小，Gi增大，Gi影响最大，Fo取决于最前几级，所以要采用低噪声高放。

接收机灵敏度识别系数当接收机输出信号的信噪比达到M时，才能检测出信号。灵敏度Simin即令接收机输出信噪比达到M的输入信号功率。

提高接收机灵敏度的方法：尽量降低接收机的总噪声系数F接收机中频放大器采用匹配滤波器，以得到白噪声背景下输出最大信噪比识别系数M与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率和检测方法等因素均有关系。在保证整机性能的前提下，应尽量减小M的数值。

噪声温度实际噪声温度令物理意义：将接收机内部噪声看成是“理想接