【2019年整理】第二章 船用雷达设备接收机

增益正常
小幅度的噪声可以与目标区分开来，而极强的噪声，特 别是在前端的噪声很难与目标区分开来。 接收灵敏度表示了接收机能够探测到微弱目标的能力。 通常为 10-12 ~ 10-14 W 这里需注意的是：近处的小目标和远处目标的回波比较弱 2 接收机带宽
△f
接收机带宽 是指在放大情况下，允许通过接收机的信号 频率范围。 用雷达脉冲的频率谱表示: 一般取：△f ＝1/ι 发射脉冲宽度ι，脉冲重复频率F，通频带△f与量程的关系 （表见P25）：
天线
环流方向
2
发射机
1
铁氧体
3
限幅器
接收机
环流器
限幅器
窄脉冲 → 宽范围的频谱
长脉冲 →窄范围的频谱
△f ↑→ △f ↓→
噪声↑→灵敏度↓→ 失真↓ 噪声↓→ 灵敏度↑→ 失真↑
兼顾: 远量程 △f ↓→ 灵敏度↑
近量程 △f ↑→ 灵敏度↓
航海雷达 1～25 MHz
接收机辅助电路

1、带宽转换电路 随量程开关同时转换： 近量程：窄脉冲－宽带宽 远量程：宽脉冲－窄带宽 2、AFC（Auto Frequency Control)电路 实现混频器输出频率稳定。 3、对数中频放大器 作用：增大输入信号的动态范围， 使接收机不致于因为输入强信号而过载阻塞。 线性中放：适用于有弱回波，而无强信号或强干扰信 号的场合。
5.1.3 频率变换器
1. 本振 (1) 反射式速调管
本机振荡 混频器
输出环 调整螺丝 弓形支架
反射极顶盖
反射极 网状栅极 阴极 灯丝 金属外壳
输出 同轴线
管脚
调谐
电子: 改变反射极电压 机械: 调整螺丝可以改变栅极距离
(2) 耿氏二极管
变容二极 管 衰减器调 整螺丝 电压引 线 耿氏 二极 管 调整螺 电 压 引 衰减器调 丝 线 整螺丝 谐振腔
பைடு நூலகம்
u ur O u (a) 触发脉冲 目标回 波 t (b) 海杂波 t
u
抑制深度 目标 t 抑制范围 (d) 控制电压 PS min 正常 目标 丢失 海杂 波
O
STC
O
O u
t (e) 接收灵敏度 u 重现目标 t
增 加
输出饱和 目标丢失
t (c) 输出饱和 O
目标正 常保留
O
海杂波减 弱 目标减弱 目标重现 STC 作用
§5.2 接收机基本参数
1、接收机灵敏度/ 噪声 接收机灵敏度：P rmin = kT△f· N 其中决定因素是接收机通频带△f和接收机噪声N。接收噪 声主要来自接收机设备本身,产生的原因是由于电子的不规则 运动，称为“热噪声”。 象在收音机里能够听见噪声一样， 雷达可以在屏幕上观察到随机噪声。 增益过大 增益降低
第二章 船用雷达设备
第五节 雷达接收机
发射脉冲 →目标→ 散射 → 天线 → 回波 有用目标 : 船舶, 导航标, 岸线, 高山，岛屿等. 杂波: 雨,雪,雷达干扰 接收机的作用 → 信号处理 : 抗杂波, 放大, 显示.
§5.1 接收机的组成框图及其功能
双功器 自天线 微波 集成 电路 频率转换器 混频 器 中频 放大 增益 & STC 触发脉冲
u O u O （c）CFAR视频 CFAR 处理效果 u O 海杂波 雨雪杂波 t
船
船
（a）原始视频
岛 t
（b）CFAR 偏压 t
均值，所以相减后，可除杂波，
频).
作用：抑制机内噪声和干扰 缺点：易丢失弱小目标
输出有用的目标回波。 (CFAR 视
2. 环流器 铁氧体环流器将微波能量导向指定方向。
输出口
调谐螺 丝
输出波导 耿氏二极管
调谐
5.1.4 本振调谐(Tune) 1. 调谐过程 将显示器面板上的调谐控钮置于中间位置. 调节反射极或变容二极管电压为标准值。 调整机械调谐螺丝找到谐振点。 根据手册继续细调。 2. 本振调谐时机: 更换磁控管 本振频率变化 长时间引起效率较差 3. 平时操作雷达的控制面板调谐标准： •图象清晰饱满 •调谐指示表指示最大（不是到表刻度的最大)
晶体电流表征了频率变换器的工作状态。.
5.1.5 中频放大器 (30, 45, 60MHz)
作用: 把微弱的中频回波信号(uV)不失真地放大十几万倍(1 V 左右) ，然后送去检波。 组成：前置中放2~3级，主中放6~7级 增益控制：调节中放的增益（放大倍数） 控制面板手动增益（GAIN）控钮的使用： 使荧光屏上的噪声斑点似见未见（刚刚可见）
检波器
视频 放大
至显示器
本振.
接收机框图
微波集成电路
双功器
前置中频放大器
主中频放大器
视频部分
双工器
使天线工作在双功状态。发射: 发射机工作期间；接收: 其他时间
微波集成电路（Microwave integrated circuit）
变频器
中频放大
检波
前置视频放大
增益控制和海浪抑制控制电路
2. 混频器 —— 微波频率混频二极管


作用：将回波信号fS与本振信号fL进行混频，得到 其差频， 即中频 信号：fI = fL－ fS 组成：常用两个 晶体二极管组成的平衡混频器， 两个二极管反向装置在波导管中组成。
混频晶体使用注意：P28
(1) 非常碎弱应当避免机械或电力冲击 晶体测试 : R×100 or ×1k, 切不可用 R×1 or ×10k. 不要同时接触阴阳极 备用管应当在铅屏蔽盒内 (2) 回波幅度: μV 级 本振输出: mA 级 晶体电流只由本振输出决定
(f) STC 作用
5. 恒虚警率处理CFAR (Constant False Alarm Rate)
原始视频: 有用回波 + 电路噪声 + 杂波 手动探测: 用户通过调整门槛电 压来克服噪声和杂波以探测目标 。自动探测: 在原始视频信号中 取出积分均值，然后再将它从原 始视频中相减。积分均值实际上 是机内热噪声和干扰等的强度平