第三章 雷达接收机
导航雷达第三章雷达设备发射机双工器天线
1.气体放电管式
2.铁氧体环流器式
第三章 雷达设备工作原理-双工器 二、气体放电管式双工器 ：
利用火花隙放电产生电弧形成短路截住大功率发射脉冲
天线
发射机
气体放 电管
接收机
气体放电管恢复时间（t）
从发射结束到气体恢复预游离状态后、回波可以通过时 的时间（接收系统可接收回波），通常为0.1～0.3s. 越短越 好，影响近距离目标探测能力。
微 波 传 输 系 统
发系 射统
接系 收统
显系 示统
至收发机 （b）系统结构示意图
回波箱
（a）系统组成方框图
绝缘支撑材料 图 3-4-1 微波传输与天线系统 绝缘支撑材料
第三章 雷达设备工作原理-微波天线及传输线
一、微波传输系统
在雷达收发机与天线之间传递微波信号的电路系统 称为微波传输系统。 波导（waveguide）： 3 cm波段雷达采用 同轴电缆（coaxial cable）：10 cm波段雷达多采用
3、双工器（收发开关）：
发射时，关闭接收机入口，大功率射频脉冲送天线； 接收时，关闭发射机通路，微弱回波能量送接收机。
4、天线：定向收发天线，将发射机送来的射频脉冲聚成细束
集中向一个方向发射，并接收此方向物标反射回来 的雷达波（回波）送接收机。
5、接收系统（机）：
超外差式，将微弱回波信号放大千万倍以符合 显示器要求。 V 几十V
转速过低，目标在屏幕上呈跳跃显示，不利于观测；转速过 高，目标回波脉冲积累数少，回波弱，不利于发现弱小目标。
（四）天线位置与雷达阴影扇形区域
盲区 前桅 烟囱 灵敏度降低弧 盲区 灵敏度降低弧 （a）俯视图 VBW 灵敏度降低弧
阴影扇形
电子科技大学-雷达原理XXXX
绪论——雷达的历史与发展
二次大战中和大战后
– 微波雷达（1941，英美S/X波段雷达） – PPI显示 – 超外差接收
绪论——现代雷达
AN TPS-75v长程对搜索雷达(台空军东引岛)
绪论——现代雷达
绪论——现代雷达
中国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
美国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
AN FPS-85 相控阵空间监视雷达
绪论——现代雷达
COSMO-SkyMed 雷达卫星
绪论——现代雷达
美军天基雷达
绪论——现代雷达
美军SBX雷达
天线噪声：主要包括热噪声和宇宙噪声，当接收机电阻与天线辐 射电阻匹配时，功率NA=kTABn
等效噪声带宽：
H ( f ) 2df
Bn 0 H ( f0 ) 2
雷达接收机——接收机噪声系数
噪声系数与噪声温度
噪声系数：
F Si / Ni Si No 1 NiG N 1 N 1 N
So / No So Ni G Ni
工作带宽
接收机频率变化范围 抗干扰性能：需要大带宽 高灵敏度：窄带宽
动态范围
接收机正常工作容许的输入信号强度的变化范围 从Si,min-接收机过载时的输入信号功率
中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择：取决于发射波形、接收机工作带宽、前端器 件性能 滤波特性：匹配滤波
雷达接收机——主要技术指标
tr：电磁波往返时间
雷达的距离分辨力为：
R
c
2
《雷达接收机》课件
VS
详细描述
雷达接收机的高性能化主要体现在接收灵 敏度、动态范围、抗干扰能力等方面的提 升。这需要采用先进的信号处理技术和高 性能的器件来实现。
小型化与集成化
总结词
随着便携式和无人机等应用领域的快速发展 ，雷达接收机的小型化与集成化成为了一个 迫切的需求。
详细描述
通过采用先进的微电子技术和封装技术，将 雷达接收机的各个组件集成在一个小型化的 封装中，从而实现雷达接收机的小型化和集 成化。这有助于提高设备的可靠性和降低成 本。
雷达接收机通过接收和分 析气象目标的回波信号， 能够准确监测降雨、风速 、风向等气象参数。
灾害预警
雷达接收机能够及时发现 强降雨、冰雹等灾害性天 气，为灾害预警和应急响 应提供依据。
气候研究
雷达接收机提供的高时空 分辨率数据可用于气候变 化研究，帮助科学家了解 和预测气候变化趋势。
航空交通管制
空中交通监控
总结词
雷达接收机的抗干扰能力是指其抵御外部干扰信号影响的能力。
详细描述
抗干扰能力强的雷达接收机能够降低噪声、杂波和干扰信号的影响，提高目标识别的准确性和可靠性 。
稳定性
总结词
雷达接收机的稳定性是指其性能参数随时间和环境变化的能力。
详细描述
稳定性好的雷达接收机能够在不同环境和条件下保持稳定的性能参数，确保长时间工作 的可靠性和稳定性。
选择性好的雷达接收机能够有效抑制无用信号和干扰，只接收特定频率的信号， 从而提高信号的纯净度和准确度。
动态范围
总结词
雷达接收机的动态范围是指其接收强信号和弱信号的能力范围。
详细描述
动态范围大的雷达接收机能够在强信号和弱信号之间进行平滑切换，确保不同强度的目标回波都能够被有效接收 和处理。
雷达原理3- 雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机 3.1.2
1. 灵敏度 灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。 超外差式雷达接收机的灵敏度一般约为(10-12~10-14)W.
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。 带宽是不是越宽越好？
第3章雷达接收机
3. 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Si min,
允许最大的输入信号强度则根据正常工作的要求而定。 使接收机开始出现过载时的输入功率与最小可检测功率
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标
3.1.1 超外差式雷达接收机的组成 l接收机的任务
发 射脉 冲 噪声
被 噪声 淹 没 的信 号
图3.3 显示器上所见到的信号与噪声
第3章雷达接收机 2. 接收机的工作频带宽度
接收机的工作频带宽度种类？
接收机的顺时带宽是指，该部件在特定的增益（有时是相位）容差内能 同时放大两个或两个以上信号的频带。
调谐带宽是指该部件在调整适当的电气或机械旋钮时可以工作，而不降 低指定性能的频带。
雷达接收机的工作原理
雷达接收机的工作原理雷达接收机是一种将雷达信号从接收天线传到解调器的机制，其主要作用是将来自雷达天线的电磁波转化为电信号，以供后续处理。
雷达接收机是雷达系统中至关重要的一部分，其主要工作就是接收反射信号，提取目标信息，然后对目标进行跟踪和定位。
雷达接收机的工作原理：雷达接收机的工作原理可以简单地分为两个步骤：第一步是将返回天线的电磁波转化为电信号，第二步是对电信号进行放大和滤波，然后将其输送到解调器以及其他处理单元进行处理。
第一步：将接收到的电磁波转化为电信号雷达接收机使用共振回路来将接收天线接收到的电磁波转化为电信号。
共振回路是一个可以与特定频率振荡的电容和电感组合的电路元件。
当接收天线接收到电磁波时，它会将电场和磁场分别指向接收天线的两个端口。
这些场产生的电压被输入到共振回路中，从而产生振荡电压。
第二步：对电信号进行放大和滤波在将来自天线的信号转化为电信号之后，雷达接收机会将其进一步将其放大和滤波。
接收到的电信号通常非常微弱，因此需要一个放大器来提高信噪比，同时也要进行滤波，以去除任何不需要的频率成分。
滤波的目的是去除噪声和干扰，从而提高雷达系统的灵敏度。
雷达接收机中的放大器和滤波器通常采用晶体管、IO 器件组成的电路。
这些电路可以根据不同的频率和信号强度条件进行优化，以提高雷达系统的性能。
总结：雷达接收机是雷达系统中至关重要的一个部件。
它负责将来自雷达天线的电磁波信号转化为电信号，并对其进行放大和滤波来去除噪声和干扰。
雷达接收机的主要任务是提取目标信息，从而实现目标跟踪和定位。
在雷达系统中，雷达接收机的性能往往是决定系统性能的关键因素之一。
因此，对于雷达系统的设计和优化而言，雷达接收机是一个非常关键的组成部分。
第三章 雷达接收机
临界灵敏度
Si,m inkT0BnF 0M
Si,m inkT0BnF0
令M=1
对数表示
Si,m in(dB m W )10lgS 1 i0 ,m i3 n(dB m W ) Si,m in(dB m W ) 114dB 10lgB n(M H z) 10lgF 0
一般接收机的灵敏度在-90~-110dBmW
1. 噪声系数只适用于接收机的线性电路和准 线性电路。(非线性电路,需要考虑输出信号 与噪声的交叉项)
2. 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。
3. 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
图3.13，P60
雷达接收机的高频部分
发射机
收发转换开关
接收机保护电路
收发开关
本机振荡
高频放大器
天线
混频器接收机保 低噪声高 护器来自放至主中放前置中放
本级振荡器
混频器
接收机的 “前端”
收发转换开关
功能：
发射时，使天线与发射机接通，同时与接收机断开， 避免高 功率发射信号进入接收机把高放或混频器烧毁。 接收时，使天线与接收机接通，同时与发射机断开，以免因发 射机旁路而使微弱的接收信号受损失。
F 0 1 T 0 F 1 1 T 0 F 2 G 1 1 T 0 F G 3 1 G 2 1 T 0 G 1 G F 2 n G 1 n 1 T 0
T e T 1 G T 2 1 G T 1 G 32 G 1 G 2 T nG n 1
接收机灵敏度
衡量接收机接收（检测）微弱信号的能力。
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
雷达原理与对抗技术习题答案
第一章1、雷达的基本概念：雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息答：雷达是一种通过发射电磁波和接收回波，对目标进行探测和测定目标信息的设备。
任务：早期任务为测距和探测，现代任务为获取距离、角度、速度、形状、表面信息特性等。
回波的有用信息：距离、空间角度、目标位置变化、目标尺寸形状、目标形状对称性、表面粗糙度及介电特性。
获取方式：由雷达发射机发射电磁波，再通过接收机接收回波，提取有用信息。
2、目标距离的测量：测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离 答：原理：R=Ctr/2距离分辨力：指同一方向上两个目标间最小可区别的距离 Rmax=…3、目标角度的测量：方位分辨率取决于哪些因素答：雷达性能和调整情况的好坏、目标的性质、传播条件、数据录取的性能 4、雷达的基本组成：哪几个主要部分，各部分的功能是什么 答：天线：辐射能量和接收回波发射机：产生辐射所需强度的脉冲功率 接收机：把微弱的回波信号放大回收信号处理机：消除不需要的信号及干扰，而通过加强由目标产生的回波信号 终端设备：显示雷达接收机输出的原始视频，以及处理过的信息 习题：1-1. 已知脉冲雷达中心频率f0＝3000MHz ，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs ，回波信号的频率为3000.01 MHz ，目标运动方向与目标所在方向的夹角60°，求目标距离、径向速度与线速度。
685100010310 1.510()15022cR m kmτ-⨯⨯⨯===⨯=m 1.010310398=⨯⨯=λKHzMHz f d 10300001.3000=-=s m f V d r /5001021.024=⨯==λsm V /100060cos 500=︒=波长：目标距离：1-2.已知某雷达对σ=5m2 的大型歼击机最大探测距离为100Km，1-3.a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到0.1m2，此时的最大探测距离为多少？1-4.b）在a）条件下，如果雷达仍然要保持100Km 最大探测距离，并将发射功率提高到10 倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？1-5.KmKmR6.3751.010041max=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=dBkSkSii72.051,511.010minmin-===∴⨯=⨯b）a）第二章：1、雷达发射机的任务答：产生大功率特定调制的射频信号2、雷达发射机的主要质量指标答：工作频率和瞬时带宽、输出功率、信号形式和脉冲波形、信号的稳定度和频谱纯度、发射机的效率3、雷达发射机的分类单级震荡式、主振放大式4、单级震荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点答：单级震荡式原理：大功率电磁震荡产生与调制同时完成，以大功率射频振荡器做末级优点：结构简单、经济、轻便、高效缺点：频率稳定性差，难以形成复杂波形，相继射频脉冲不相参主振放大式原理：先产生小功率震荡，再分多级进行调制放大，大功率射频功率放大器做末级优点：频率稳定度高，产生相参信号，适用于频率捷变雷达，可形成复杂调制波形缺点：结构复杂，价格昂贵、笨重是非题：1、雷达发射机产生的射频脉冲功率大，频率非常高。
雷达接收器原理
雷达接收器原理
雷达接收器是一种能够接收并处理雷达回波信号的设备，通常由天线、接收机和信号处理器等部分组成。
雷达接收器的主要功能是将接收到的雷达回波信号转换为数字信号，然后进行信号处理和分析，以便获取目标的位置、速度、距离和方位等信息。
雷达接收器的工作原理主要是利用天线接收来自目标的雷达回波信号，然后将信号传递给接收机进行放大和滤波，去除杂波和干扰信号，然后将信号转换为数字信号，通过信号处理器进行处理和分析，最终得到目标的相关信息。
雷达接收器的性能主要取决于其工作频率、灵敏度、动态范围和带宽等因素。
通常，雷达接收器的工作频率越高，灵敏度越高，动态范围越大，带宽越宽，其性能越好。
除了常规雷达接收器外，还有一些特殊的雷达接收器，如相控阵雷达接收器、多波束雷达接收器等，它们在雷达探测和目标识别方面具有更高的性能和灵活性。
总之，雷达接收器是雷达系统中至关重要的组成部分，它能够接收和处理雷达回波信号，为雷达系统提供目标的相关信息，具有重要的应用价值。
《雷达接收机》课件
总结和展望
雷达接收机作为雷达系统中的重要组成部分，具有广泛的应用领域和发展前 景。未来，随着科技的不断进步，雷达接收机将继续发展和创新，为各个领 域的应用提供更好的支持。
《雷达接收机》PPT课件
雷达接收机是一种用于接收雷达信号的设备，广泛应用于军事、航空、航天 等领域。本课件将介绍雷达接收机的定义、工作原理、组成部分、性能参数、 应用领域和发展趋势。
雷达接收机的定义
1 功能
2 作用
雷达接收机用于接收和处 理发送回波的雷达信号， 提供目标位置和特征信息。
它是雷达系统中的核心部 件，用于实现目标探测、 跟踪和识别等功能。
前端电路
对接收的信号进行放大、滤波 和频率转换。
中频处理器
对前端电路输出的信号进行解 调和滤波。
雷达接收机的性能参数
灵敏度
动态范围 频率范围
接收信号的最小功率，通常用于衡量接收机的灵 敏度。
接收机能够处理的最大和最小信号功率的比值。
接收机可以接收的信号频率范围。
雷达接收机的应用领域
军事领域
雷达接收机在军事侦察、目标捕 获和导弹防御等方面具有重要应 用。
航空领域
航天领域
雷达接收机用于航空交通管制、 飞行安全监测和天气预警等领域。
雷达接收机在地球观测、资源勘 探和环境监测等方面发挥着重要 作用。
雷达接收机的发展趋势
1 数字化
雷达接收机将趋向于数字化，减小尺寸、提高灵敏度和抗干扰能力。
2 多功能
传统雷达接收机将具备更多功能，如通信、侦察和干扰等。
3 智能化
3 特点
具有高灵敏度、抗干扰能 力强、接收范围广等特点。
雷达接收机知识
雷达接收机知识雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中提取出来，并经过滤波、放大、混频、中放、检波后，送至信号处理机或由计算机控制的雷达终端设备。
一般来说，可以将雷达接收机分为超外差式、超再生式、晶体视放式和调谐高频（TRF）式等四种类型，其中超外差式雷达接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好和适用性广等优点。
现代所有的雷达系统中都采用超外差式接收机。
接收机的基本组成超外差式雷达接收机的简化图如下图所示。
其主要组成部分有：（1）高频部分，又称为接收机的“前端”，其中包括接收机保护机、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。
超外差式雷达接收机的一般组成框图如下图所示，检波或视频放大部分有四种情况：(a)、(b)两种情况只保留了信号的幅度信息，而没有相位信息，称之为非相参雷达接收机。
非相参雷达接收机通常需要采用自动频率微调（AFC）电路，把本机振荡器调谐到比发射频率高或低一个中频的频率。
其中，情况（a）采用对数放大器作为检波器，增大接收机的瞬时动态范围。
对数放大器是一种输入输出信号成对数关系的瞬时压缩动态范围的放大器。
在雷达、通信和遥测等系统中，接收机输入信号的动态范围通常很宽，信号幅度常会在很短的时间间隔内变化70～120 dB，但若要求输出信号保持在 20～40 dB 变化范围内，对数放大器正好可以满足这种要求，对数放大器能提供大于80 dB的有效动态范围。
情况（b）采用线性放大器和包络检波器，为后续检测电路和显示设备提供目标幅度信息。
包络检波器只适用于调幅信号，主要用于标准调幅信号的解调，从接收信号中检测出包络信息，它的输出信号与输入信号包络成线性关系。
情况（c）和情况（d）均保留了回波信号的相位信息，称之为相参接收机。
在相参接收机中，稳定本机振荡器（STALO）的输出是由产生发射信号的相参源（频率合成器）提供的。
导航雷达第三章雷达设备接收机
第五节 雷达接收系统
变频器 高放 自双工器 混频器 中频 放大器 检波器 视频 放大器
至显示器
本振 MIC 人工调谐
自动调谐 （AFC）
触发脉冲 增益 海浪抑制
图3-5-1 接收系统框图
第三章 雷达设备-接收系统组成
（一）变频器： 把超高频回波信号变成中频（30、45、60 MHz）信号
第三章 雷达设备—雷达信息处理及显示系统
第六节 雷达信息处理及显示系统
PPI（Plane Position Indicator） : 模拟信号处理（ 传统式） 光栅（TV）、液晶 : 数字信号处理 （ 现代式）
阳极 罩
阴极
栅极
电子枪
偏转线圈
电子束 管脚灯丝 管径 位移线 圈 Fig CRT
屏荧 光
两部分：本机振荡器、混频器 1）本机振荡器： 产生比磁控管振荡频率高一个中频的小功 率等幅连续振荡信号，即本振信号fL 2）混频器： 把回波信号（fS）与本振信号（fL）通过非线性元件混频 产生含许多新频率的信号，经过选频电路选出本振信号 与回波信号的差频——中频信号（fI） 混频晶体二极管
接收系统的调谐： 调整本振的输出频率fL ，以满足其与回波信号频率 fS始终相差一个中频；调谐不当将影响雷达图像质量。 包括：人工调谐和自动调谐（AFC） 调谐标准：显示器上调谐指示最大或回波饱满清晰。
放大时失真越小，雷达的观测精度就越高，但雷达保持较高的放 大倍数和灵敏度就越受到限制，适合近量程。
第三章 雷达设备—接收系统的主要技术指标
（四）恢复时间 从引起接收系统饱和或过载的强信号过后开始， 到接收系统刚刚恢复正常工作能力为止所经历的时间， 越短越好。
恶劣天气中的强海浪回波、强雨雪回波以及近 距离大型船舶的回波，应警惕其后方目标。
雷达原理复习总结
第一章 绪论（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息雷达概念：Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。
从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角速度 多普勒频移尺寸和形状 回波延时、多普勒频移2、目标距离的测量测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率最大不模糊距离3、目标角度的测量角度分辨率角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关(Duplexer): 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机(Receiver)：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器(Scope)：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章 雷达发射机1、雷达发射机的任务雷达发射机的任务：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
2、雷达发射机的主要质量指标雷达发射机的主要质量指标：工作频率或波段，输出功率，总效率，信号形式，信号稳定度3、雷达发射机的分类雷达发射机的分类：1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。
电子对抗原理_3_雷达系统结构_信号处理
FPGA #B Virtex-7
V585T -1FF1761I
EMIF INT
NOR FLASH
1Gb
DSP #A TMS320C6678
SRIO SRIO
4X
4X
HyperLink
S6
LX9
DDRIII
SDRAM
PLL
ARM
128MX64
DSP #B TMS320C6678
DDRIII SDRAM 128MX64
通信系统最常用的中频是70MHz
7
接收机噪声
雷达接收机噪声的来源主要分为两种： 内部噪声 外部噪声
内部噪声主要由接收机中的馈线、放电保护器、 高频放大器或混频器等产生。接收机内部噪声 在时间上是连续的，而振幅和相位是随机的， 通常称为“起伏噪声”。
外部噪声是由雷达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，其中以天线热噪声影响最大。
B型，距离—方位显示器，水平方向表示方位， 垂直方向表示距离
E型 ，距离—仰角显示器， P型 ，环视显示器，也称平面位置显示器
（PPI），其距离由径向距离表示， J型 ，圆周扫描的距离显示器
27
A型和A/R型
B型
器
距离-时间 窗
高度-时间 窗
目标三维 显示窗
14
5 信号处理机
雷达信号处理流程 信号处理机结构 信号处理机指标
15
5.1 雷达信号处理流程
雷达信号处理机的任务是对感兴趣的目标 信号进行检测并提取出目标参数（距离、 方位角、高低角、径向速度等）
A/D
脉冲 压缩
滤波
CFAR 处理
目标参数 提取
16
雷达原理第三章-雷达接收机
雷达接收机的组成
3. 失真
混频——频谱线性搬移——非线性器件——平方项 非线性器件——高次方项——产生组合频率——干扰、失真
（1）干扰哨声
特征：接收机音频出现哨叫 混频输入：仅有有用射频 f R F
f R F 非线性 器件
本振
中频
f IF
滤波器
主中频： fIFfRFfLO （二次方项）
组合频率 pfRF qfLO fIF F 付波道中频
一、 超外差式雷达接收机的组成 主要组成部分是:
按照雷达接收机中回波信号的频率变换过程，可以将超外差 式雷达接收机划分为高频、中频和视频三部分。
高频部分指接收机的微波电路，又称雷达接收机的高端，包 括接收机保护电路、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器。
中频部分指中频放大器、匹配滤波器、检波器。 视频部分为视频放大器等信号频率为视频的电路。第二混频 器及相关电路包含在中频放大器中。
3.视频部分： 检波：包络检波，同步（频）检波（正交两路）， 相位检波。 放大：线形放大，对数放大，动态范围。
雷达接收机的组成
（一）关于低噪声放大器
低噪声放大器(Low Noise Amplifier，简称LNA)是射频接 收机前端的主要部分。
它主要有以下几个特点：
1、处于接收机的前端就要求它的噪声系数越小越好。 为了抑制后面几级噪声对系统的影响，还要求有一定的 增益，为了不使后级器件过载，产生非线性失真它的增 益又不能太大。在此放大器在工作频段内应该是绝对稳 定的。
1.高频部分：
T/R 及保护器：发射机工作时，使接收机输入端短路， 并对大信号限幅保护。 低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系数，热 噪声增益。 Mixer，LD，AFC（自动频率微调）：保证本振频率 与发射频率差频为中频，实现变频。
雷达原理习题答案
雷达原理习题答案【篇一：2014雷达原理课后作业】xt>2014年春季第9周（4月23日）作业1. 请简述雷达系统为什么能够探测并定位远程运动目标。
3. 某单基地雷达发射矩形脉冲信号，工作频率为f0，发射脉冲前沿的初相为?0，有1个目标位于距离r处，请给出目标回波脉冲前沿的相位表达式（须有必要的推导过程）4. 请画出雷达发射脉冲串的射频信号波形示意图，并标明必要的雷达信号参数（如脉冲时宽等）。
5. cos(2?f0t +?0)与cos(2?f0t +12?fdt +?1)是否是相参信号？其中fd、?0与?1都是未知常数。
6. 有人说“雷达系统是一种通信系统。
”你是否认同此观点，并请给出2条以上理由。
7. 单基地雷达检测到目标回波延时为2?s，求目标的径向距离为多少公里。
8. 能使雷达发射机和接收机共享同一部天线的关键部件是什么？9. 解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。
请画出iq正交解调的原理框图。
10. 请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。
【篇二：雷达系统原理考纲及详解】class=txt>1、雷达基本工作原理框图认知。
测距：利用发射信号回波时延测速：动目标的多普勒效应测角：电磁波的直线传播、天线波束具有方向性 2、雷达面临的四大威胁电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度）5、距离分辨力，角分辨力6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用第二章雷达发射机1、单级振荡与主振放大式发射机区别2、基本任务和组成框图3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、pri（tr），prf（fr）的关系。
第三章接收机1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）2、灵敏度的定义，识别系数定义3、接收机动态范围的定义4、额定噪声功率n=ktbn、噪声系数计算及其物理意义5、级联电路的噪声系数计算6、习题7、 agc，afc，stc的含意和作用afc：自动频率控制，根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率，保证中频稳定不变【篇三：雷达基础理论习题】、填空题1．一次雷达的峰值功率为1.2mw，平均功率为1200w，重复频率为1000hz。
雷达接收机信号处理流程
雷达接收机信号处理流程雷达接收机信号处理可是个超有趣的事儿呢！咱先说说啥是雷达接收机信号处理的源头吧。
那得从接收到的信号开始呀。
这个信号呢，就像是远方的小伙伴给雷达发送来的小秘密一样。
它可能带着各种各样的信息，不过刚接收到的时候可有点乱糟糟的，就像你刚从外面疯玩回来，头发乱得像个鸟窝似的。
那接下来就要对这个乱糟糟的信号进行放大啦。
为啥要放大呢？你想啊，这个信号可能一开始很微弱，就像小蚂蚁的力气那么小。
把它放大了，就好比给小蚂蚁吃了变大药，这样后面处理起来就容易多啦。
而且放大这个过程也不是随随便便的，得按照一定的规则来，就像我们玩游戏得遵守游戏规则一样。
再之后就是滤波这个步骤啦。
滤波就像是一个超级厉害的筛子。
这个信号里面啊，可能有很多我们不想要的“杂质”，就像沙子里面的小石子。
滤波这个筛子呢，就能把那些不好的东西给筛出去，只留下我们想要的纯净的信号，就像从沙子里把金子筛出来一样厉害呢。
然后就是下变频这个操作啦。
这就像是把一个在很高很高的地方的东西拉到比较低的地方。
为啥要这么做呢？因为这样能让信号更容易被处理，就像把高处的东西拿到你面前，你就能看得更清楚、摸得更明白一样。
接着还有一个重要的步骤叫解调。
解调这个词听起来有点高大上，其实简单理解呢，就是把信号里面隐藏的真正信息给“扒”出来。
就像是你收到了一封神秘的信，解调就是把信上的密码解开，看到里面到底写了啥有趣的事儿。
之后就是对解调出的信号进行检测啦。
这个检测就像是医生给病人做检查一样，看看这个信号有没有什么问题。
如果有问题，可能就需要重新调整前面的步骤啦。
再然后就是对检测好的信号进行估值。
估值呢，就是大概估摸一下这个信号的各种参数，就像你去买菜的时候，大概估摸一下这个菜够不够全家人吃一样。
最后就是数据处理这个大环节啦。
这个时候，前面那些步骤得到的各种成果就像一堆小积木一样，要把它们组合起来，变成一个完整的、有意义的数据。
就像你把小积木搭成一个超级酷炫的城堡一样，这个数据就能被雷达系统好好地利用起来啦。
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►色噪声的定量描述
等效噪声功率谱宽度 物理意义：将色噪声用功率相等 的带限白噪声来等效。 在雷达接收机中，谐振电路级数 较多时，Bn常用3 dB 信号带宽B 近似。P55，表3.1
§3.2.2 接收机的噪声系数和噪声温度
►噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的 比值。其公式为：
规定输入噪声以天线等效电阻 RA在室温T 0 = 290 K 时产生的热噪声为标准
3
线性系统： So=GSi ， No=GNi +∆N ，因而有：
接收机引入噪声
所以F ≥ 1 。
噪声系数的物理意义 噪声系数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差的倍数。此时有：
性好、工作稳定、中频部分可标准化等优点。
返回框图
第一节 雷达接收机的组成和 主要质量指标
►超外差接收机的组成 保证本振频率与
提高灵敏度，降低接收机 发射频率差频为
噪声系数，热噪声增益
中频，实现变频
高频输入 接收机 保护器
低噪高放
混频器
中放
检波器
至终端 视放
高频部分
发射机工作时，使接收机输入端 短路，并对大信号限幅保护
6.抗干扰能力：杂波干扰（MTI，MTD）、有源干
扰、假目标干扰。 7.微电子化和模块化结构。MMIC 微波单片集成电
路、IMIC 中频单片集成电路、ASIC 专用集成电 路。
2
第二节 接收机的噪声和灵敏度
§3.2.1 接收机的噪声
►噪声来源：内部噪声、外部噪声
接收机中的馈线、放电保护 器、高频放大器或混频器产生
►视频部分：
（1）检波：包络检波，同步（频）检波（正交两 路），相位检波。
（2）放大：线性放大，对数放大，动态范围。
返回框图
3.动态范围：表示接收机能够正常工作所允许的输入 信号强度的变化范围。 过载时的Si /Si min，80~120 dB
4. 中频的选择与滤波特性： 中3频0M输～出5频00率Mf。o 抑≥制0.镜5∆频f的R ，效中果频，选在择实通际常工选作择中还 与发射波形特性、接收机工作带宽有关。
由天线进入接收机的各 种干扰和天线热噪声
►噪声的谱性质
噪声是随机信号，因而只能讨
高斯白噪声GWN、电阻热噪声论在其接时收域机和通功带率内谱近统似计为特白性噪声
噪声电压均方值
测试设备的通带
式中k为波尔兹曼常量
功率谱密度p(f)－－常数
额定噪声功率
网络匹配时ZL = Z *，内噪声在负载上所形成的功率为：
NiGa是输入端噪声通过“理想接收机”后，在输出端呈现 的额定噪声功率。
►噪声温度
由噪声系数部分讨论的结果： ∆N＝（F-1)GNi
上式两边同时除以G，表示将所有的接收机内部 噪声折合成加在输入端的等效噪声，且设其为
∆N/G=kTeBn 代入前述关系式，则有如下关系成立
Te= （F-1)To 考虑输入噪声主要为天线热噪声，则有接收机的 实际噪声温度Ts=Te+TA
经混频后进入中频信道的两个信号在射 频上对称地位于本振频率fL两边互为镜 像，因此将这种现象称为镜频干扰。当 射频选频滤波器的选频特性一定时，混 频器输出的中频频率越高，两个镜像频 率间相隔越远，镜频抑制的效果越好。
►主要质量指标 1.灵敏度：Simin ，用最小可检测信号功率Simin 表
示，检测灵敏度，给定虚警概率 Pfa ，达到指定检 测概率Pd 时的输入端的信号功率：
►对数放大器
压缩动态范围的另一种手段
输出电压Uo与输入电压Ui对数成正比的放大器
对数放大器可在中频上实现，也可在视频上实现；还 可中频输入，视频输出，形成对数检波器。
对数放大器振幅特性
线性－对数放大器
线性段 对数段
线性段与对数段交点处的输入输出电压
6
►近程增益控制STC 防止近程杂波干扰所引起的中频放大器过载。
脉冲体制雷达通常由整机时序模块在脉冲重复周期 内的不同距离区间控制放大链路增益来实现。
7
本振
视频部分 至质量指标部分
►高频部分：
（1）T/R 及保护器：发射机工作时，使接收机输入 端短路，并对大信号限幅保护。
（2）低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系 数，热噪声增益。
（3）Mixer，LD，AFC：保证本振频率与发射频率 差频为中频，实现变频。
返回框图
1
►中频部分及AGC：
（1）匹配滤波： （2）AGC：auto gain control.
噪声温度的物理意义 将接收机内部噪声看成是“理想接收机”的天线电阻 Ra在温度Te时所产生的。
4
►级联电路的噪声系数
整个电路的噪声系数为
结论：要Fo减小，需Fi 减小，Gi 增大， Gi 影响最大，Fo取决 于最前几级，所以要采用低噪声高放。
习题
►已知接收机内噪声在输出端的额定功率为 0.1W，额定功率增益为1012，测试带宽为 3MHz，求等效输入噪声温度和接收机噪声系 数。
第三章 雷达接收机
通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号 从噪声和干扰中选择出来，并经放大和检波后， 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。
► 超外差技术
无线电波 选频滤波
fRF
fL
fIF
混频器
滤波
本振
解调
解调输出 滤波
如上图所示，当接收的电波频率fRF变化时，本振频率fL和选 频滤波器的中心频率f0= fRF能够同步改变，从而使输出的fIF固 定不变，这种技术称为外差技术，当fIF低于fRF而高于信号带 宽B时就称为超外差技术。超外差技术具有灵敏度高、选择
通常所需接收机 gain = 120 ~ 160 dB ， Simin＝-120～-140dbw 主要由中频完成。
2. 工作频带宽度：指瞬时工作频率范围，频率捷变 雷达要求的接收机工作频带宽度为10～20% 。
5.工作稳定性和频率稳定度：指当环境变化时，接收 机性能参数受到影响的程度，频率稳定度，信号处 理，采取频率稳定度、相位稳定度较高的本振，“稳 定本振”。
Te= （F-1)To
►接收机灵敏度
识别系数 当接收机输出信号的信噪比达到M时，才能检测出信号。
灵敏度 令接收机输出信噪比达到M的输入最小可检测信号Simin
第三节 接收机的几种附属电路
►AFC电路 调谐本振跟踪发射信号频率
检测接收机输出信号频率f I ，根据频率偏差产生误差电压 调整本振的混频频率，保证中频稳定不变。
5
►AGC电路
调整接收机的动态范围 动态范围： 接收机能够正常工作的允许的输入
信号的强度范围。
具体电路
AGC电路的作用
1. 在跟踪雷达中，接收机输出的角误差信号强度只 与目标偏离天线轴的夹角有关，而与目标距离的 远近、目标反射面积的大小等因素无关。为了得 到这种归一化的角误差信号，就需要AGC。
2. 抗干扰，防止强杂波或干扰信号引起接收机饱和 过载。