第5章 雷达侦察作用距离与截获概率

2.∆fR≥2∆fV 通过视放的视频噪声为
P =∫ V
∆ fV
0
W02 ∆ fV2 F ( f )df = [W02 ∆ f R ∆ fV − + PS 0W0 ∆ fV ] 2 RV 2
(5―18)
γ2
类似于上述分析,其最终结果为
PTSS
2 2 KC KC A∆ fV 2 = KT0 FR [ − 1) + 2 2 ]W ∆ fV + KC 2∆ f R ∆ fV + ∆ fV ( 2 4 GR FR
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
5.1.2 切线信号灵敏度PTSS的分析计算 侦察接收机与雷达接收机有两点明显的不同。首 先,雷达接收机的检波前滤波器、检波后滤波器都与其 接收信号处于准匹配状态;而对于侦察接收机来说,由于 侦收的都是未知信号,检波前和检波后的滤波器都与其 接收的雷达信号处于严重失配状态,检波前的滤波器带 , 宽∆fR 与检波后的视放带宽∆fV之比相差很大(雷达接收 机中∆fR/∆fV≈2);
(5―20)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
当
2 A∆ fV KC ∆ f R ≥ 2∆ fV , 2 2 >> 2∆ f R ∆ fV − ∆ fV2 + ∆ fV2 时, GR FR 4
PTSS
A∆ fV ≈ −114dBm + FR + 10lg[3.1∆ fV + 2.5 2 2 ] GR FR
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
1.∆fV≤∆fR≤2∆fV ∆fV 位于∆fR/2和∆fR 之间,视放将通过射频信号与噪 声互差拍的全部视频噪声和射频噪声自差拍的部分视 频噪声,其输出视频噪声功率PV为
P =∫ V
∆ /V
0
W02 fV2 F (t )df = [W02 ∆ fV − + PS 0W0 f R ] = Pm1 2 RV 2
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
或
PTSS = −114dBm + FR A∆ fV + 10lg[3.1∆ f R + 2.5 2∆ f R ∆ fV + 0.56∆ f + 2 2 ] GR FR
2 V
(5―19)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
3.检波前增益不足 检波前增益不足, 可按下式近似:
GR FR 4
PTSS ≈ −114dBm + FR + 10lg(3.1∆ f R + 2.5 2∆ f R ∆ fV − ∆ fV2 + 1.56∆ f R2 )
(5―22)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
当
2 A∆ fV KC ∆ fV ≥ 2∆ fV , 2 2 << 2∆ f R ∆ fV − ∆ fV2 + ∆ f R2 时, GR FR 4
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率 章
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
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
雷达侦察系统的灵敏度Prmin 是指满足侦察接收机 对接收信号能量正常检测的条件下,在侦察接收机输入 端的最小输入信号功率。由于被侦收的雷达信号大多 是脉冲信号,因此,在雷达侦察系统中采用的灵敏度定义 主要是切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS。
2 PTSS
(5―16)
a = 2W ∆ f R ∆ fV − W ∆ f + b = GRW0 ∆ f R
4 RV
γ
2
KT0 ∆ fV ∆ fV
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a为噪声作用分量,b为信号与噪声互作用分量。检 波前噪声谱W0=KT0FRGR,噪声作用大于信号与噪声互作 用(a>b)时
(5―8) 有信号作用时,输出噪声为
W02 ∆ f 02 + PS 0W0 ∆ f R ] + KT0 ∆ fV ∆ fV Pm = Pm1 + P′ = [W02 ∆ f R ∆ fV − V 2 RV 2
(5―9)
γ2
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
噪声电压峰值与有效值之比为常数KC(峰值系数)。 假设基线噪声电压峰值为Un,有效值为Une,有信号作用 时输出噪声电压峰值为Um,有效值为Ume,则
A∆ fV 2 GR FR2
很大,切线信号灵敏度
2 A∆ fV KC 2 当 ∆ fV ≤ ∆ f R ≤ 2∆ fV , 2 2 >> 2∆ f R ∆ fV − ∆ fV + ∆ f R2 时, GR FR 4
PTSS
A∆ fV ≈ −114dBm + FR + 10lg[3.1∆ f R + 2.5 2 2 ] GR FR
U n = KCU ne U m = KCU me
切线信号灵敏度时的电压状态为
(5―10)
1 KC (U ne + U me ) U S = (U n + U m ) = 2 2
(5―11)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
信号功率与其电压有效值之间具有如下关系:
U ne = RV Pn U me = RV Pm U S = RV PS
(5―4)
2 0 2 V
γ2
没有信号作用时的基线视频噪声功率为
W ∆f Pm1 = P |PS 0 =0 = [W ∆ f R ∆ fV − ] V 2 RV 2
2 2 0
γ
(5―5)
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微波检波器和视放所产生的白噪声功率P′V为 P′V=(FV+tVD-1)KT0∆fV 对于肖特基二极管,相对噪声温度tVD≈1,代入上式得 到: P′V=KT0∆fVFV 视放输出的信号功率为 (5―6)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
其次,表现在接收机的体制上,雷达几乎都采用超外 差接收机,检波前具有很高的增益,检波器和视放的噪声 特性对输出噪声的影响可以忽略;而侦察接收机可能采 用超外差接收机、晶体视频接收机等多种形式,有时在 检波前没有很高的增益,检波器和视放的噪声特性对输 出噪声有一定的影响。因此,必须推演侦察接收机的切 线信号灵敏度。以下仅以晶体视频接收机为例进行定 量分析,再将结果推广到其它接收机。
PTSS ≈ −114dBm + FR + 10lg(3.1∆ fV + 2.5 2∆ f R ∆ fV + 0.56∆ fV2 )
(5―23)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
5.1.3 工作灵敏度的换算 由于切线信号灵敏度时的输出信噪比近似为8dB, 工作灵敏度POPS 时的输出信噪比为14dB,所以POPS 可以 由PTSS直接换算得到: PTSS+3dB 平方律检波 POPS= PTSS+6dB 线性检波 (5―24)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
图5―1 切线信号灵敏度的示意图
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工作灵敏度POPS 的定义为:接收机输入端在脉冲信 号作用下,其视频输出端信号与噪声的功率比为14dB时, 输入脉冲信号功率为接收机工作灵敏度POPS 。在已知 切线信号灵敏度PTSS 时,输出信噪比为8dB的条件下,工 作灵敏度POPS的分析可由PTSS换算得来。
M=
γ
RV
(5―1)
式中,γ为检波器的开路电压灵敏度;RV为检波器的 视频输出电阻。
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
图5―2 晶体视频接收机的典型方框图
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由M和FV决定常数A:
4 FV 6 A= × 10 2 KT0 M
(5―2)
式中,K为玻尔兹曼常数(1.38×10-23J/K);T0 为环境 温度(一般取290K)。当信号与噪声同时作用于平方律检 波器时,其输出包含有噪声的自差拍分量、信号的自差拍 分量和信号与噪声的互差拍分量,其中信号的自差拍分量 作为接收机输出的视频信号,其余两部分均为接收机输出 的噪声。
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
图5―3 输入信号、噪声功率谱及放大器的幅频特性 (a5章 雷达侦察作用距离与截获概率
因此,检波输出的噪声功率谱F(f)由下式给出:
γ2 ∆ fR 2 2 R [W0 ( ∆ f R − f ) + PS 0W0 ] 0 ≤ f ≤ 2 V F( f ) = 2 ∆ fR γ [W 2 ( ∆ f − f )] < f < ∆ fR 0 R 2 RV 2
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
5.1.1 切线信号灵敏度PTSS和工作灵敏度POPS的定义 切线信号灵敏度PTSS 的定义如图5―1所示。在某 一输入脉冲功率电平作用下,接收机输出端脉冲与噪声 叠加后信号的底部与基线噪声(只有接收机内噪声时)的 顶部在一条直线上(相切),则称此输入脉冲信号功率为 切线信号灵敏度PTSS 。不难证明;当输入信号处于切线 电平时,接收机输出端视频信号与噪声的功率比约为 8dB。
2bPTSS b 1+ ≈ 1 + PTSS a a
代入(5―16)式,经配方整理,可得
2 2 KC KC ∆ f R2 A∆ fV = KT0 FR [ + 2 2 ]W ∆ f R + KC 2 f R ∆ fV − ∆ fV2 + 2 4 GR FR
PTSS
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
(5―21)
第5章 雷达侦察作用距离与截获概率
4. 检波前增益很高 A∆ fV 检波前增益很高, 2 2 GR FR 很小,切线信号灵敏度可按下式近似: 2 A∆ fV KC ∆ f R2 时, 当 ∆ fV ≤ ∆ f R ≤ 2∆ fV , 2 2 << 2∆ f R ∆ fV − ∆ fV2 +