第-3-章--雷达接收机.培训课件.ppt

《第-3-章--雷达接收机.培训课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第-3-章--雷达接收机.图3.2超外差式雷达接收机的一般方框图23.1.2超外差式雷达接收机的主要质量指标1.灵敏度灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。能接收的信号越微弱,则接收机的灵敏度越高,因而雷达的作用距离就越远。雷达接收机的灵敏度通常用最小可检测信号功率Simin来表示。目前,超外差式雷达接收机的灵敏度一般约为(10-12~10-14)W所需增益约为106~108(120dB~160dB),主要由中频放大器来完成。3图3.3显示器上所见到的信号与噪声42.接收机的工作频带宽度接收机

2、的工作频带宽度表示接收机的瞬时工作频率范围。在复杂的电子对抗和干扰环境中,要求雷达发射机和接收机具有较宽的工作带宽,例如频率捷变雷达要求接收机的工作频带宽度为(10~20)%。接收机的工作频带宽度主要决定于高频部件(馈线系统、高频放大器和本机振荡器)的性能。需要指出,接收机的工作频带较宽时,必须选择较高的中频,以减少混频器输出的寄生响应对接收机性能的影响。53.动态范围动态范围表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化的范围。最小输入信号强度通常取为最小可检测信号功率Simin,允许最大的输

3、入信号强度则根据正常工作的要求而定。当输入信号太强时,接收机将发生饱和而失去放大作用,这种现象称为过载。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,叫做动态范围。为了保证对强弱信号均能正常接收,要求动态范围大,就需要采取一定措施,例如采用对数放大器、各种增益控制电路等抗干扰措施。64.中频的选择和滤波特性接收机中频的选择和滤波特性是接收机的重要质量指标之一。中频的选择与发射波形的特性、接收机的工作带宽以及所能提供的高频部件和中频部件的性能有关。在现代雷达接收机中,中频的选择可以从30M

4、Hz到4GHz之间。当需要在中频增加某些信号处理部件,如脉冲压缩滤波器,对数放大器和限幅器等时,从技术实现来说,中频选择在30MHz至500MHz更为合适。对于宽频带工作的接收机,应选择较高的中频,以便使虚假的寄生响应减至最小。减小接收机噪声的关键参数是中频的滤波特性,如果中频滤波特性的带宽大于回波信号带宽,则过多的噪声进入接收机。如果所选择的带宽比信号带宽窄,信号能量将会损失。这两种情况都会使接收机输出的信噪比减小。在白噪声(即接收机热噪声)背景下,接收机的频率特性为“匹配滤波器”时,输出的信

5、号噪声比最大。75.工作稳定性和频率稳定度一般来说,工作稳定性是指当环境条件(例如温度、湿度、机械振动等)和电源电压发生变化时,接收机的性能参数(振幅特性、频率特性和相位特性等)受到影响的程度,希望影响越小越好。大多数现代雷达系统需要对一串回波进行相参处理,对本机振荡器的短期频率稳定度有极高的要求(高达10-10或者更高)“稳定本振”。6、抗干扰能力有源干扰:敌方施放的各种杂波干扰和邻近雷达的异步脉冲干扰,无源干扰:主要是指从海浪、雨雪、地物等反射的杂波干扰和敌机施放的箔片干扰。措施：频率捷

6、变87.微电子化和模块化结构在现代有源相控阵雷达和数字波束形成(DBF)系统中,通常需要几十路甚至几千路接收机通道。常规的接收机工艺结构:体积、重量、耗电、成本和技术实现上都有很大困难。采用单片集成电路:包括微波单片集成电路(MMIC)、中频单片集成电路(IMIC)和专用集成电路(ASIC)；其主要优点:体积小、重量轻,芯片电路电性能一致性好，成本低。用上述几种单片集成电路实现的模块化接收机,特别适用于要求数量很大、幅相一致性严格的多路接收系统,例如有源相控阵接收系统和数字多波束形成系统。一种由

7、砷化镓(GaAs)单片制成的C波段微波单片集成电路,包括完整的接收机高频电路,即五级高频放大器、可变衰减器、移相器、环行器和限幅开关电路等,噪声系数为2.5dB,可变增益为30dB。93.2接收机的噪声系数和灵敏度3.2.1接收机的噪声1.电阻热噪声它是由于导体中自由电子的无规则热运动形成的噪声。因为导体具有一定的温度,导体中每个自由电子的热运动方向和速度不规则地变化,因而在导体中形成了起伏噪声电流,在导体两端呈现起伏电压。根据奈奎斯特定律,电阻产生的起伏噪声电压均方值(3.2.1)10k为

8、玻尔兹曼常数,k=1.38×10-23J/K;T为电阻温度,以绝对温度(K)计量,对于室温17℃,T=T0=290K;R为电阻的阻值;Bn为测试设备的通带。电阻热噪声的功率谱密度p(f)是表示噪声频谱分布的重要统计特性,其表示式可直接由式(3.2.2)求得p(f)=4kTR(3.2.2)显然,电阻热噪声的功率谱密度是与频率无关的常数。通常把功率谱密度为常数的噪声称为“白噪声”,电阻热噪声在无线电频率范围内就是白噪声的一个典型例子。112.额定噪声功率根据电路基础理论,信号电动势