雷达对抗原理第5章雷达侦察作用距离与截获概率

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1、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5.2侦察作用距离5.3侦察截获概率与截获时间5.1侦察系统的灵敏度侦察接收机的灵敏度Prmin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

2、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5.1.2P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

3、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图5-3输入信号、噪声功率谱及视放的幅频特性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

4、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:(5-1)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ΔfR>2ΔfV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)(5-3)其中，k为玻尔兹曼常数，T

5、0为绝对温度。没有信号存在时的输出噪声功率Pn为(5-4)视放输出的信号功率Ps为(5-5)噪声电压峰值与有效值之比为常数Kc(峰值系数)。假设有、无信号时的噪声电压峰值分别为Un+s、Un，则噪声峰值与有效值U(n+s)e、Une的关系分别为(5-6)在切线灵敏度状态下的信号电压Us为(5-7)信号功率与其电压具有如下关系:(5-8)代入式(5-7)，转换成功率关系,可得(5-9)如果忽略Pn，Pn+s的差别，则近似可得(5-10)根据式(5-9)，当接收机输入端的信号功率为切线灵敏度时，由于Ps0=GRPTSS，因此(5-11)在切线灵敏度状态下，噪声的自

6、差拍分量大于信号与噪声的互差拍分量a>b，取近似,(5-12)代入式(5-11),可得(5-13)经配方整理，代入检波前噪声功率谱密度W0=kT0FRGR,可得(5-14)式中,A为检波器品质常数,令Kc=2.5，ΔfR、ΔfV均以MHz为单位，括号外的FR以dB为单位，括号内的FR为真值，可得(5-15)2．ΔfR>2ΔfV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(5-16)没有信号存在时的输出噪声功率同式(5-4)。根据式(5-9)，当接收机输入端的信号功率为切线灵敏度时

7、,(5-17)经配方整理,可得(5-18)或(5-19)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,当ΔfR>2ΔfV时,5.1.3POPS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8dB，典型侦察接收机POPS状态下的输出信噪比为14dB，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:(5-22)当检波前系统增益较高时，检

8、波器主要工作于大信号线性检波状态。5.