雷达接收机分析.ppt

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1、第三章雷达接收机内容提要接收机的任务和组成接收机的主要质量指标接收机的噪声系数和灵敏度接收机的高频部分本机振荡器和自动频率控制接收机的动态范围和增益控制滤波和接收机带宽雷达接收机的任务通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中选择出来，并经过放大和检波后，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。微弱信号放大噪声和干扰滤波高频信号检波（解调）接收机结构超外差式接收：将接收信号与本机振荡电路的振荡频率，经混频后得到一个中频信号，这称为外差式接收。得到固定的中频信号后再经中频放大器放大的，称为超外差式。中频信号经检波后得到视

2、频信号。1、在中频上要比在射频上更容易得到所需的滤波器形状、带宽、增益和稳定性。2、减小半导体闪烁噪声（1/f噪声）的影响，提高接收机灵敏度灵敏度高增益高选择性好适用性广超外差接收机的优点雷达接收机几乎都是超外差式。超外差式雷达接收机组成基本框图简化框图1、高频部分，又称接收机前端，包括接收机保护器、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器2、中频放大器，包括匹配滤波器3、检波器和视频放大器同步检波器检波器灵敏度放大倍数（增益）动态范围中频的选择和滤波特性抗干扰能力工作稳定性接收机的主要质量指标衡量接收机接收（检测）微弱信号的能力。通常用最小可检测信号功

3、率Simin表示。能检测的信号越微弱,则接收机的灵敏度越高,因而雷达的作用距离就越远。★灵敏度★灵敏度如果不存在噪声，则不管目标回波有多小，理论上都能够检测到。但实际系统都不可避免地在噪声，因此接收机的输入信号功率如果低于噪声水平，目标就会完全淹没在噪声中，从而不可能被可靠地检测出来。最小可检测功率不仅与噪声有关，还有要求的检测概率和虚警概率有关能量信号噪声目标距离能量信号噪声目标距离★灵敏度目前,超外差式雷达接收机的灵敏度一般约为(10-14~10-12)W,保证这个灵敏度所需增益约为120dB~160dB(放大倍数106~108),这一增益主要由

4、中频放大器来完成。表示接收机放大信号的能力若用对数表示，则称为增益G=20lgK雷达接收机的电压放大倍数一般为倍相应的增益为120-180dB★放大倍数（增益）106~109★动态范围定义：接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化范围。在接收机内部噪声电平一定的条件下，信号太弱便不能检测；信号太强，接收机会发生饱和过载，使目标回波显著减小，甚至丢失。使接收机开始出现过载时的输入功率与最小可检测功率之比★中频的选择和滤波特性中频选择与发射波形特性、接收机的工作带宽、所能提供的高频部件和中频部件的性能有关。一般在30M-500MHz滤波特性---是减小

5、接收机噪声的关键输出信噪比最大化---匹配滤波接收机的噪声系数内部噪声接收机内部器件产生的噪声。外部噪声由天线进入接收机的各种人为干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线热噪声等。接收机的噪声来源电阻热噪声起伏噪声电压均方值由导体中自由电子的无规则热运动形成k为波尔兹曼常数，k=1.28*10^(-23)J/K,T为电阻绝对温度，R为电阻阻值，Bn为带宽额定噪声功率额定信号功率负载阻抗与信号源内阻匹配时，信号源输出的信号功率最大RRs额定噪声功率任何无源二端网络的额定噪声功率只与其温度T和通带Bn有关。RRs噪声系数的定义定义：接收机输入端信号噪声比

6、和输出端信号噪声比的比值。它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化的倍数。Ga,△NSi/NiSo/No接收机内部噪声在输出端所呈现的额定噪声功率噪声系数的另一定义：实际接收机输出的额定噪声功率与“理想接收机”输出的额定噪声功率之比。关于接收机噪声系数的几点说明噪声系数只适用于接收机的线性电路和准线性电路。为使噪声系数具有单值确定性，规定输入噪声以天线等效电阻在室温290K时产生的热噪声为标准。噪声系数只由接收机本身参数确定。噪声系数没有单位。通常用分贝表示4.无源四端网络的噪声系数无源四端网络GaRARLNi=

7、kT0BnNo=kT0Bn等效噪声温度接收机外部噪声可用天线噪声温度TA来表示,如果用额定功率来计量,接收机外部噪声的额定功率为NA=kTABn为了更直观地比较内部噪声与外部噪声的大小,可以把接收机内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率ΔN等效到输入端来计算,这时内部噪声可以看成是天线电阻RA在温度Te时产生的热噪声,即ΔN=kTeBnGa温度Te称为“等效噪声温度”或简称“噪声温度”,此时接收机就变成没有内部噪声的“理想接收机”噪声温度系统噪声温度TS对于低噪声接收机和低噪声器件，常用噪声温度来表示其噪声性能。表3.2，P57级联电路的噪声系数根据定

8、义，有实际输出噪声有三部分组成其中级联电路的噪声系数两级电路级联时接收机总噪声系数n级电路级联时接收机总噪声