雷达对抗技术022015

产生干扰的条件是
pfl qfc ( fi F )
• 其中 fl 为本振信号频率， fc 为有用信号频率 ， fi 为中频信号载频， fi F 为落在中频信号 通带内的频率值
fc

p 1 q p
fi
减少干扰哨声的方法是合理地选择中频频率。
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• 1.2 寄生通道干扰
pfl qfm fi
频带，即 Tf N Z NTr
其中 Z N 为脉冲群内脉冲数，Tr 为脉冲重复周期。
b) 接收机扫过一个瞬时带宽 fr 的时间 t f 内收到的脉冲
数满足信号处理和显示所需的脉冲数Z ，即
tf

fr f2
f1
Tf
ZTr
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2. 频率快速可靠搜索
在一个脉冲宽带内，接收机搜索完整个侦察频带，即
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• 1.5 本振噪声干扰和倒易混频干扰
这两种干扰都是由于本振信号频谱纯度不够而引起的。 减小这两种干扰的唯一方法是减小本振噪声。
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六种变频干扰中，组合频率干扰、寄生通道干扰、本振噪 声干扰和倒易混频干扰是混频电路所特有的； 而交调干扰和互调干扰在接收系统具有非线性传输特性的 各级电路中都有可能产生。
PIF1
f r f2 f1
fr ――测频接收机瞬时带宽， 察频率范围
f2-f1是测频范围，即侦
• 截获时间:
达到给定的截获概率所需的时间，如果采用瞬时测 频接收机，则单个脉冲的截获时间为
tIF1 Tr tth
其中Tr是脉冲重复周期，tth是侦察系统的通过时间。
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2、测频范围、瞬时带宽、频率分辨力、测 频误差和测频精度
2) 宽带超外差接收机 瞬时带宽：100～200MHz
优点：能检测频率捷变、线性调频、编码信号； 截获时间缩短。
3) 宽带预选超外差接收机 采用宽带预选器和高中频，扩展瞬时带宽。
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2.2.2 射频调谐晶体视频接收机
图2-7 射频调谐晶体视频接收机原理图
• 射频调谐（RFT）晶体视频接收机是一种最简 单的接收机。
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• 1.4 交叉调制（交调）干扰
• 交调干扰是由混频器或接收系统中各级电路的 非线性特性造成的。
uo
(t)

a1s(t)

3 2
a3s(t)
n i 1
Vi 2
1
2ei
(t)

ei2 (t)
交调干扰仅与干扰信号的幅度有关，而与其频率无关， 当干扰信号是调幅信号时，其调制包络将转移到回波中 频信号的振幅中去，因而是一种危害性更大的干扰。减 小交调干扰的方法是尽量提高接收系统的选择性。
U I KA2 cos
UQ KA2 sin
功率 延迟 分配 线
90o电桥
检波 器
差分 放大
图2-14 一种常用的微波鉴相器
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鉴相输出信号
U I kA2 cosT U Q kA2 sin T
合成矢量的模为
相角为
U KA2
2 fT
图2-15 正交函数的合成矢量
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2. 几种典型超外差接收机
1) 窄带超外差接收机 采用微波预选器与本振统调，对每个分辨单元 顺序搜索。 射频带宽：20～60MHz 优点：频率分辨率高、灵敏度高、抗干扰能力 强、输出信号密度低、对信号处理要求低。 缺点：截获时间长，截获概率低，不能检测频 率捷变、线性调频、编码信号。
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• 优点：技术简单，工作可靠，体积小，重量轻， 成本低
• 缺点：灵敏度低，测频分辨力和精度不高。
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2.2.3 频率搜索方式
1) 连续搜索
f
f
f2
f r
f2
f0
N
f0
N
f1
f1
Tf tf
t
单程搜索
Tf
t
双程搜索
图2-8 连续搜索时间图
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2) 步进搜索
f
f
f2
f2
f0
f0
f1
f1
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2.2.1 搜索式超外差接收机
天线
fc
fi
预选器 混频器 滤波器
fl 本振
放大器
至处理器
图2-2 搜索式超外差接收机原理图
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• 优点： • 1）灵敏度高，选择性好；幅度失真小。 • 2）能检测宽脉冲线性调频信号和相位编码信
号，且易于实现。 • 缺点： • 1）存在寄生信道干扰； • 2）比晶体视频接收机复杂； • 3）搜索时间长，对短时间出现的信号频率截
fm

p q
flwenku.baidu.com

1 q
fi
在寄生通道干扰中，有两种干扰信号我们要重点分析， 一是中频干扰，另一种是镜频干扰。
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• 1.3 互相调制（互调）干扰 • 互调干扰通常是回波信号在通过混频器或存在
非线性失真的模拟器件时，多个干扰信号之间 相互作用引起的。
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• 通常用三阶麦克劳林展开式来表示接收机的传 输特性，即 Vo (t) a1Vi (t) a2Vi2 (t) a3Vi3 (t)
毗邻频率窗
多波段晶体视频接收机 信道化接收机
相关/卷积器
比相法瞬时测频接收机 声光卷积测频收机
压缩接收机 傅立叶变换 声光接收机
数字傅立叶变换接收机
图2-1 现代测频技术分类
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2.2 频率搜索接收机
要点： l 搜索式超外差接收机 l 射频调谐晶体视频接收机 l 频率搜索形式 l 频率搜索速度的选择

int

n 2

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•极性量化直接用于UI、UQ，只能得到n = 4
•利用三角公式：
•
sin sin cos cos sin
cos cos cos sin sin
合成矢量的相位与载波频率成正比，实现了频-相变换
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2.3.3 极性量化器
相关器输出是两路正交的正弦电压，把它们加 到两个电压比较器上，进行极性判决，称为量化。 对输入信号按照极性量化输出
signx

1 0
,
x x

0 0
对量化区间直接编码
mod T ,2 ,
Cf
等间隔搜索
t
灵巧式搜索
t
搜索范围： f 2 f1
搜索周期：Tf
接收时间：tf 脉冲群时间：N
图2-9 步进式频率搜索时间图
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2.2.4 频率搜索速度的选择
频率搜索速度有几种方式：
1. 频率慢速可靠搜索
频率慢速可靠搜索（全概率）的条件为： a) 接收机在一个雷达照射时间（脉冲群）扫过整个侦察
第2 章 雷达信号频率的测量
2.1 概述 2.2 频率搜索接收机 2.3 比相法瞬时测频接收机 2.4 信道化接收机 2.5 压缩接收机
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2．1 概述
要点： l 雷达信号频率测量的重要性 l 测频系统的主要技术指标 l 现代测频技术分类
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2.1.1 雷达信号频率测量的重要性
雷达侦察系统的使命在于测定雷达等辐射源的 坐标和特征，而反映其特征的各种信息均包含 在雷达辐射的信号之中。因此，我们必须对雷 达信号进行分析和测量。 重要性： • 1． 频率是雷达功能和用途的反映 • 2． 频率是选择分选和识别雷达信号的重要参数 • 3． 频率对准是有效干扰的有效保证
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由于高速搜索时，接收机输出脉冲幅度减小， 因此搜索接收机的扫频速度不宜过大。 一般具体实现时都采用压缩接收机。
3. 频率概率搜索 侦察接收机的频带与雷达信号的频谱重合
是一个随机事件。 不满足可靠搜索条件下为概率搜索。
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2.3 比相法瞬时测频接收机
• 2.3.1 组成和主要技术参数
•测频范围： 测频系统最大可测的雷达信号的频率范围；
•瞬时带宽： 测频系统在任一瞬间可以测量的雷达信号的频率范围；
•频率分辨力： 测频系统所能分开的两个同时到达信号的最小频率差；
•测频误差： 测量得到的信号频率值与信号频率的真值之差，常用均值
和方差来衡量测频误差的大小。 •测频精度：
把测频误差的均方根误差称为测频精度
否则不能进行相关运算。 • 单值测量条件：
f2 f1 1 T
这是由最大相移为2决定的，相移与频率的关系为
2 f T
• 信号自相关函数输出信号幅度与输入信号功率成正比 • 简单微波鉴相器的输出信号中有与频率无关的直流分 量，应尽量消除其影响。
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2. 实用的微波鉴相器原理图
保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的 功率之比。
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• 无虚假信号动态范围
SFDR=Smax (Nb G) Smax Nbi
Nb Nd 10 lg(Br ) NF G
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2.1.3 现代测频技术分类
测频技术
频率取样 变换法
搜索频率窗 搜索超外差接收机 射频调谐晶体视频接收机
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5、灵敏度和动态范围
灵敏度是测频接收机检测弱信号能力的象征，是保证 正确的发现和测量信号的前提。它与接收机体制和接收 机的噪声电平有关。
Smin NF kT fn D
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动态范围是指保证测频接收机精确测频条件下 信号功率的变化范围，它包括： • 噪声限制动态范围：
保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率 之比。 • 瞬时动态范围：
1、比相法瞬时测频接收机的组成
图2-12 比相法瞬时测频接收机的组成
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• 限幅放大器：
• 1、提高接收机灵敏度； • 2、对强信号限幅，减小因信号幅度变化对测频精度的影响。
• 延时线鉴相器：
• 实现频率-相位变换
• 门限检测/定时控制：
• 1、降低虚警率； • 2、降低由于噪声激励而引起的测频误差； • 3、减小同时到达信号对测频误差的影响； • 4、复位测频系统。
现代雷达信号可以分成脉冲和连续波。 脉冲信号：
低工作比脉冲信号 高工作比的脉冲多普勒信号 重频滑变和参差信号 编码信号 宽脉冲线性调频信号
测频系统允许的最窄脉宽尽可能窄——重要指 标。
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4、同时到达信号的分离能力
同时到达信号按照两个脉冲前沿的时差分成两 类：
第1类同时到达信号：t<10ns 第2类同时到达信号：10ns <t<120ns 要求测频接收机能够对同时到达信号的频率分 别进行精确的测定，而且不丢失其中的弱信号。
• 同时到达信号检测：
• 检测同时到达信号，标记因同时到达信号存在而引起的错误测 频，以示频率数据不可靠。
• 频率编码：
• 对鉴相器输出的电压进行极性量化，完成编码和校码。
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2、主要技术参数
l 不模糊带宽F ：1个倍频程或者更高 l 频率分辨单元：可达1MHz l 频率精度： 1～2MHz l 频率截获概率：趋近于1 l 频率截获时间：1个脉冲重复周期 l 灵敏度：－40dBm~ －50dBm l 动态范围：50～60dB l 测频时间：100～300ns l 遮蔽时间：50～70ns
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2.1.2 测频系统的主要技术指标
1、 测频时间
定义：从信号到达至测频输出所需时间，是确定 或随机的。 要求：瞬时测频（IFM），即在雷达脉冲持续时 间内完成载波频率测量。 重要性：直接影响侦察系统的截获概率和截获时 间。
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测频时间(续)
• 频域截获概率:
即频率搜索概率，单个脉冲的频率搜索概率定义为
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2.3.2 微波鉴相器
1. 简单微波鉴相器原理如图
功率 分配
器
延时 加法 线器
检波 器
图2-13 简单微波鉴相器
鉴相输出信号: U0 2KA2 1 cosT
T是延迟线的延迟时间。K为检波效率。
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微波鉴相器用于实现信号的自相关运算，因此需要考虑 以下条件：
•相干的基本条件： T min
Tf
频率搜索速度应满足
vf

f2 Tf
f1
f2

f1
图2-10 频率快速可靠搜索时间图
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接收机输出:
图2-11 线性扫频接收机的输出电压波形 (a) 慢速扫频 (b) 快速扫频
慢速扫频：随着扫频速度的提高，脉冲幅度不变， 但脉冲宽度减小。
快速扫频：随着扫频速度的提高，脉冲幅度减小， 脉冲宽度变化不大。
获概率低。
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1．接收机中的变频干扰
作用到混频器上的信号无非是本振信号、有用 信号、干扰信号和噪声四种。它们之间的任意 两种或多种信号都有可能互相组合而产生干扰 频率，不同原因产生的变频干扰在接收机中有 特定的名称。
图2-3为变频干扰的分类及其产生原因示意图。
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• 1.1 组合频率干扰
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不同测频系统的差异
• 宽开式晶体视频接收机：
测频范围等于瞬时带宽，频率截获概率＝1，但 频率分辨率很低。
• 窄带扫频超外差接收机：
瞬时带宽很窄，频率截获概率很低，但频率分辨 率很高。
最大测频误差为：

fmax


1 2
f r
瞬时带宽越宽，测频精度越低，测频误差越大。
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3、测频的信号形式