雷达原理3-雷达接收机新
雷达原理及测试方法
雷达原理及测试方案1雷达组成和测量原理雷达(Radar)是RadioDetectionandRanging的缩写，原意“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
1.1雷达组成1.2雷达测量原理1)目标斜距的测量图3雷达接收时域波形在雷达系统测试中需要测试雷达到目标的距离和目标速度，雷达到目标的距离是由电磁波从发射到接收所需的时间来确定，雷达接收波形参见图3，雷达到达目标的距离R为：R＝0.5×c×tr式（2）式中c=3×108m/s，tr为来回传播时间2)目标角位置的测量目标角指方位角或仰角，这两个角位置基本上是利用天线的方向性来实现。
雷达天线将电磁能汇集在窄波束内，当天线对准目标时，回波信号最强。
回波的角位置还可以用测量两个分离接收天线收到信号的相位差来决定。
3)4)max t e min式中Pt 为发射机功率，G为天线增益，Ae为天线有效接收面积，σ为雷达回波功率截面积，Smin为雷达最小可探测信号。
雷达方程可以正确反映雷达各参数对其检测能力影响的程度，不能充分反映实际雷达的性能。
因为许多影响作用距离的环境和实际因素在方程中没有包括。
1.4雷达分类军用雷达主要分类：不能满足复杂雷达信号测试需求。
更为重要的是，雷达在实际工作过程中接收到的信号并不是纯净的发射回波，它包含各种杂波和多普勒效应，特别是在地形复杂或海面各种时，接收机接收到的杂波比需要探测的物体回波大的多，而这一切目前没有通用测量设备来生成雷达接收机所接收到的实际波形。
因此各个雷达研制单位投入大量人力、物力研制各种雷达模拟器，但这些模拟器往往受各种设计因素影响，只是实际雷达波形的简化，并只考虑到典型的应用，对复杂的应用环境无法模拟。
这样无法及时发现雷达研制和使用过程中问题和隐患。
雷达原理3-雷达接收机新ppt课件.ppt
S i
m in
k T0 Bn F0
So No
m in
(3.2.36)
通常,我们把(So/No)min称为“识别系数”, 并用M表示, 所以灵敏 度又可以写成
S i
m in
kT0Bn F0M
(3.2.37)
第3章雷达接收机
为了提高接收机的灵敏度, 即减少最小可检测信号功率Si min, 应做到:
F 1 N
k T0 BnGa
ΔN2=(F2-1)kT0BnG2
于是式(3.2.24)可进一步写成
(3.2.25)
No=kT0BnG1G2F0=kT0BnG1G2F1+(F2-1)kT0BnG2
化简后可得两级级联电路的总噪声系数
F0
F1
F2 1 G1
(3.2.26)
第3章雷达接收机 三级级联推导
之比, 叫做动态范围。
第3章雷达接收机 4. 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。
在中频的选择可以从30 MHz到4GHz之间。 如何选择接收机的中频？ 短波接收机为什么选在465KHz？
在白噪声(即接收机热噪声)背景下应该选择何种滤波方式？
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
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
雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上收到的微弱高频信号从伴随的 噪声和干扰中选择出来，同时处理后送到终端设备。 主要组成部分是:
雷达的工作原理简述及应用
雷达的工作原理简述及应用简介雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测距的无线电设备。
它通过发射无线电波并接收其反射信号来探测、跟踪和识别目标。
雷达技术广泛应用于航空航天、军事、气象、海洋、地质勘探等领域。
本文将简要介绍雷达的工作原理及其应用。
工作原理雷达的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.发射：雷达首先发射一束无线电波（通常是微波），这个无线电波称为“脉冲”。
脉冲一般由雷达发射器产生并通过天线发射出去。
2.接收：当脉冲遇到目标物时，它会被目标物表面反射，并返回到雷达的接收器。
3.处理：雷达接收器会对接收到的信号进行处理，通过测量信号的时间延迟和频率变化等信息，确定目标物的距离、速度和方向。
4.显示：最后，雷达系统将处理后的数据显示在显示屏上，提供给操作人员做进一步的分析和决策。
雷达的应用军事应用雷达技术在军事领域有着广泛的应用。
它可以用于敌我识别、目标追踪、导航和导弹防御等方面。
以下是雷达在军事应用中的几个常见的应用领域：•空中监视：雷达可以通过监视空中目标来提供空中情报，从而实现空中监视和控制。
这对于防空系统以及军事航空活动非常重要。
•海上监视：雷达可以用于监测海上目标，包括敌方舰艇、潜艇和航空器等。
通过监视海上目标，雷达可以帮助军方实现海上安全和边界防御。
•地面监视：雷达可以监视地面目标，包括敌方部队和车辆等。
通过对地面目标的有效监视，雷达可以提供战场态势和战场感知。
气象应用气象雷达是一种非常重要的天气监测设备，它可以探测到大气中的降水、风暴和其他天气情况。
以下是雷达在气象应用中的几个常见的应用领域：•降水监测：雷达可以检测到大气中的降水情况，包括雨水、雪和冰雹等。
通过对降水的监测，气象雷达可以帮助气象部门及时预警和预测降水情况，提供准确的降水信息。
•风暴监测：雷达可以探测到风暴的形成和演变，包括雷暴、龙卷风和风暴前沿等。
通过对风暴的监测，气象雷达可以提供风暴的路径和强度信息，有助于预警和预测。
雷达工作原理及相控阵雷达工作原理
雷达的工作原理雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。
根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。
通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。
两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。
雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。
其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。
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。
雷达技术原理
雷达技术原理本文将介绍雷达技术的工作原理。
雷达是一种主动式无线电测距测速系统，可以探测和跟踪远距离目标，并提供其位置、速度、大小等基本信息。
雷达技术在天文学、气象学、军事、民用航空等领域都有广泛的应用。
雷达的基本原理是利用电磁波在目标与雷达之间的传输、散射或反射，从而实现距离、方位和速度测量的目的。
雷达技术的工作原理雷达技术的工作原理涉及到电磁波的产生、传输、接收和处理等多个环节。
下面将分别介绍雷达系统中各部分的工作原理。
电磁波的产生雷达系统需要产生电磁波，以便进行测量。
为了产生电磁波，可以使用不同类型的电源，例如发电机、电池或光纤。
一般情况下，雷达系统会使用一台特殊的能够产生高频电磁波的设备，称为雷达发射机。
雷达发射机可以接收电源的电能，并将其转换成高频电磁波，然后将其输出到天线。
电磁波的传输电磁波在传输过程中会受到各种环境因素的干扰，例如气候、大气层、障碍物等。
电磁波的传播距离也会受到其频率和波长的影响。
雷达系统中常用的电磁波频率范围是从1 GHz到100 GHz，对应波长从30厘米到3毫米。
雷达系统一般会使用天线将产生的电磁波传输到目标，并接收其反射或散射回来的信号。
天线可以将电磁波转换为电流信号，并将其发送到雷达接收器进行处理。
电磁波的接收雷达系统的接收器需要能够接收反射或散射回来的电磁波信号，并将其转换为电流信号。
一般情况下，雷达系统会使用一台特殊的接收器，称为雷达接收机。
雷达接收机可以将接收到的电流信号转换为数字信号，并通过信号处理算法来提取目标的距离、方位和速度等信息。
电磁波的处理通过信号处理算法，雷达系统可以对接收到的电磁波信号进行分析，并提取出目标的距离、方位和速度等信息。
雷达系统会将上述信息通过显示屏、电子设备或计算机等方式传送给用户或操作员。
根据用户或操作员的需要，雷达系统可以实现不同的功能，例如探测、识别、追踪、导航或通信等。
雷达技术的应用雷达技术在天文学、气象学、军事和民用航空等领域都有广泛的应用。
《雷达原理与系统》PPT课件
W
G 发射天线增益
倍
Ar 接收天线有效面积（孔径）m2
工作波长 m
目标的雷达截面积 m2
R 雷达与目标之间的距离 m
Pr min 接收机灵敏度 W
未考虑因素：大气衰减与路径（多精径选，课件曲p率pt），目标特性与起伏
9
1.1 雷达的任务
举例：
某雷达发射脉冲功率为200KW，收发天线增益为30dB，波长0.1m，抗研究所 2014年2月
精选课件ppt
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
精选课件ppt
2
主要内容
9、连续波雷达 10、脉冲多普勒雷达 11、相控阵雷达 12、数字阵列雷达 13、脉冲压缩雷达 14、双基地雷达 15、合成孔径雷达
收发信号载波频率的差（多卜勒频率）
举例：
fd
ttrt2Vr
2t
tr 2R0Vrt c
频率为10GHz的雷达，当目标径向速度为300m/s时，其多卜勒频率为
c f3 1 1 18 0 H m 0 0/s z0 .0m 3 ,fd2 0 3 .0m m 0 3 /s 0 2K 0Hz
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8
灵敏度为-110dBm，不考虑大气损耗等，试求其对=1m2目标的最大作用
距离
1
Rm
ax
2
105 1032 0.12
4 3 1014
1
4
1
2 1023
4 3
4
100.786km
精选课件ppt
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。
雷达组成和工作原理
雷达组成和工作原理雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的设备，广泛应用于军事、民用、气象等领域。
雷达的组成和工作原理是雷达技术的基础，下面将详细介绍。
一、雷达的组成雷达主要由以下几部分组成：1.发射机：发射机是雷达的核心部件，它产生高频电磁波并将其送入天线。
2.天线：天线是雷达的接收和发射装置，它将发射机产生的电磁波转换成空间电磁波，并将接收到的回波转换成电信号送入接收机。
3.接收机：接收机是雷达的信号处理部件，它将接收到的电信号进行放大、滤波、解调等处理，得到目标的距离、速度、方位等信息。
4.显示器：显示器是雷达的输出部件，它将接收机处理后的信息以图像或数字的形式显示出来，供操作员进行判断和决策。
二、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用电磁波的特性进行探测和测距。
雷达发射机产生高频电磁波，经过天线转换成空间电磁波，向周围环境发射。
当电磁波遇到目标时，一部分电磁波被目标反射回来，经过天线转换成电信号送入接收机。
接收机对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理，得到目标的距离、速度、方位等信息。
最后，将处理后的信息以图像或数字的形式显示出来，供操作员进行判断和决策。
雷达的探测距离和精度与电磁波的频率、功率、天线的大小和形状、目标的反射特性等因素有关。
一般来说，雷达的探测距离越远，精度越高，需要的电磁波功率越大，天线越大，目标反射特性越好。
三、雷达的应用雷达广泛应用于军事、民用、气象等领域。
在军事领域，雷达可以用于侦察、监视、导航、武器控制等方面。
在民用领域，雷达可以用于航空、航海、交通、地质勘探、环境监测等方面。
在气象领域，雷达可以用于探测降水、测量风速、预测天气等方面。
雷达是一种非常重要的探测和测距设备，它的组成和工作原理是雷达技术的基础。
随着科技的不断发展，雷达技术也在不断创新和进步，为人类的生产和生活带来了更多的便利和安全。
雷达原理与系统 ppt课件
2014年2月
2020/11/24
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
2020/11/24
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
2020/11/24
5
1、绪论
1.1 雷达的任务 1.2 雷达的基本组成 1.3 雷达的工作频率 1.4 雷达的应用和发展 1.5 电子战和军用雷达的发展
2020/11/24
6
1.1 雷达的任务
1.1.1 雷达的任务
利用发射和接收电磁波信号的相关性，完成以下任务
1、发现目标，确定目标在空间中的位置、运动、航迹等 R,,,Vr
特种雷达：具有特定功能的雷达：如：雷达高度表/雷达引信
按照装载平台： 星载雷达，弹载雷达，机载雷达，舰载雷达，车载雷达，背负雷达 按照技术体制：收发关系和位置 单基地/双多基地，非协同探测（PCL），MIMO
天线技术 单波束/多波束，机械/电/混合扫描，
发射/接收机技术 相参/非相参收发，捷变频，频率分集，
2、识别目标，确定目标性质（F/E，目标类型，目标形状/散射特性等）
1.1.2 探测与定位的坐标系
球坐标系 以雷达自身为原点 R,,,Vr 正北为方位0，仰角以水平面为0 柱坐标系 以雷达自身为原点 D,,H,Vr 正北同上，以海面/地平面高度为0
近似（忽略曲率）转换关系： D R co,H sR sin
W
G 发射天线增益
雷达接收机原理
雷达接收机原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊雷达接收机原理，这可真是个神奇又有趣的玩意儿啊！你想想看，雷达就像是一双超级厉害的眼睛，能在老远的地方就发现目标。
那雷达接收机呢，就是这双眼睛的“大脑”，负责接收和处理那些从目标反射回来的信号。
它就像是一个勤劳的小蜜蜂，一刻不停地工作着。
信号飞过来啦，它赶紧接住，然后仔细分析，把有用的信息提取出来。
这不就跟咱在超市里挑东西一样嘛，得从一堆东西里面选出自己想要的。
雷达接收机里面有好多复杂的电路和器件呢，它们相互配合，就像一个默契十足的团队。
放大器就像大力士，把微弱的信号变得强壮起来；滤波器呢，就像个细心的筛选员，把那些杂七杂八的干扰信号都给去掉，只留下有用的。
你说这神奇不神奇？要是没有雷达接收机，那雷达不就成了睁眼瞎啦！它得准确无误地接收和处理信号，才能让我们知道目标在哪里、是什么样子的。
咱再打个比方，雷达接收机就像是一个经验丰富的侦探，能从蛛丝马迹中找出真相。
它能分辨出不同目标的特征，是飞机呀，还是轮船呀，还是别的啥。
这多厉害呀！而且哦，雷达接收机还得适应各种不同的环境呢。
有时候天气好，信号就清楚；要是遇到刮风下雨打雷啥的，那信号可就不好接收啦。
这就跟咱人一样，遇到顺境就轻松愉快，遇到困难就得努力克服。
你说这雷达接收机是不是特别重要？它就像是默默守护我们的无名英雄，在我们不知道的地方发挥着巨大的作用呢！它让我们的生活更安全、更便利，让我们能更好地了解周围的世界。
所以呀，可别小瞧了这雷达接收机原理，它里面的学问可大着呢！它让我们能探索更远的地方，发现更多的秘密。
让我们一起为这个神奇的技术点赞吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
雷达基本理论与基本原理(最新整理)
3.1.4数据率雷达对整个威力范围完成一次探测所需时间的倒数。
3.1.5 抗干扰能力指雷达在自然干扰和人为干扰（主要的是敌方干扰（有源和无源））条件下工作的能力。
3.1.6 雷达可靠性分为硬件的可靠性（一般用平均无故障时间和平均修复时间衡量）、软件可靠性和战争条件下雷达的生存能力。
3.1.7 体积和重量体积和重量决定于雷达的任务要求、所用的器件和材料。
3.1.8 功耗及展开时间功耗指雷达的电源消耗总功率。
展开时间指雷达在机动中的架设和撤收时间。
3.1.9 测量目标坐标或参数的数目目标坐标是指目标的方位、斜距和仰角，此外，还指目标的速度和性质（机型、架数、敌我）。
对于边扫描边跟踪雷达，还指跟踪目标批数，航迹建立的正确率。
3.2 雷达的主要技术参数3.2.1 工作频率和工作带宽雷达工作频率主要根据目标的特性、电波传播条件、天线尺寸、高频器件的性能以及雷达的测量精确度和功能等要求来决定3.2.2 发射功率分为脉冲功率和平均功率，雷达在发射脉冲信号期间所输出的功率称为脉冲功率，平均功率指一个重复周期内，发射机输出功率的平均值。
3.2.3 调制波形、脉冲宽度和重复频率现代雷达则采用多种调制波形以供选择。
脉冲宽度指发射脉冲信号的持续时间。
脉冲重复频率指雷达每秒发射的射频脉冲个数，其倒数叫脉冲重复周期。
3.2.4 天线的波束形状、增益和扫描方式天线的波束形状一般用水平和垂直面内的波束宽度来表示。
天线增益用上图是主振放大式发射机组成框图，主振放大式发射机具有很高的频率稳定度，可以发射相位相参信号，能产生复杂的调制波形，并且适用于频率捷变雷达。
2.3雷达发射机的主要技术指标2.3.1工作频率和射频带宽工作频率和雷达的工作能力和抗干扰性能有关，射频带宽和雷达的距离分辨率有关。
2.3.2输出功率影响雷达的威力和抗干扰能力。
2.3.3总效率发射机的输出功率与输入总功率之比。
对于减轻整机的体积与重量很有意义。
2.3.4调制形式根据雷达体制的不同选择不同的调制方式。
2023年大学_《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载
2023年《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载《雷达原理》第三版内容简介第1章绪论1.1 雷雷达传感器雷达传感器达的任务1.2 雷达的基本组成1.3 雷达的工作频率1.4 雷达的应用和发展1.5 电子战与军用雷达的发展主要参考文献第2章雷达发射机2.1 雷达发射机的任务和基本组成2.2 雷达发射机的主要质量指标2.3 单级振荡和主振放大式发射机2.4 固态发射机2.5 脉冲调制器主要参考文献第3章雷达接收机3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标 3.2 接收机的'噪声系数和灵敏度3.3 雷达接收机的高频部分3.4 本机振荡器和自动频率控制3.5 接收机的动态范围和增益控制3.6 滤波和接收机带宽主要参考文献第4章雷达终端显示器和录取设备4.1 雷达终端显示器4.2 距离显示器4.3 平面位置显示器4.4 计算机图形显示4.5 雷达数据的录取4.6 综合显示器简介4.7 光栅扫描雷达显示器主要参考文献第5章雷达作用距离5.1 雷达方程5.2 最小可检测信号5.3 脉冲积累对检测性能的改善 5.4 目标截面积及其起伏特性 5.5 系统损耗5.6 传播过程中各种因素的影响 5.7 雷达方程的几种形式主要参考文献第6章目标距离的测量6.1 脉冲法测距6.2 调频法测距6.3 距离跟踪原理6.4 数字式自动测距器主要参考文献第7章角度测量7.1 概述7.2 测角方法及其比较7.3 天线波束的扫描方法7.4 三坐标雷达7.5 自动测角的原理和方法主要参考文献第8章运动目标检测及测速8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD)8.7 自适应动目标显示系统8.8 速度测量主要参考文献第9章高分辨力雷达9.1 高距离分辨力信号及其处理9.2 合成孔径雷达(SAR)9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)9.4 阵列天线的角度高分辨力主要参考文献《雷达原理》第三版作品目录《雷达原理(第四版)》分为雷达主要分机及测量方法两大部分。
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。
雷达原理PDF
雷达原理 PDF雷达是一种利用无线电波进行目标探测和测距的电子设备。
其基本原理是，通过发射电磁波对目标进行照射，然后分析反射回来的电磁波以获得目标的信息。
下面将详细介绍雷达的工作原理和技术特点。
一、雷达的基本组成雷达主要由发射机、接收机、信号处理机和显示控制单元等组成。
发射机负责产生高频电磁波，然后通过天线将其发送到空间中。
当电磁波遇到目标时，会反射回来并被接收机接收。
接收机接收到反射回来的电磁波后，将其转换为低频信号并送入信号处理机进行处理。
信号处理机对接收到的信号进行分析和处理，提取出目标的位置、速度等信息，并将其送入显示控制单元进行显示和控制。
二、雷达的种类雷达按照不同的分类方式可以分为不同的类型。
例如，按照工作频段可以分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和毫米波雷达等；按照用途可以分为军用雷达、民用雷达和通用雷达等；按照工作方式可以分为脉冲雷达和连续波雷达等。
三、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用电磁波的反射和传播特性。
雷达发射的电磁波遇到目标后，会反射回来并被接收机接收。
通过测量反射回来的电磁波的相位、频率和幅度等参数，可以确定目标的位置和速度等信息。
例如，通过测量反射回来的电磁波的相位差，可以确定目标距离雷达的距离；通过测量反射回来的电磁波的频率变化，可以确定目标的径向速度；通过测量反射回来的电磁波的幅度，可以确定目标的大小和形状等信息。
四、雷达的技术特点雷达的技术特点包括探测能力、测速精度、测距精度和分辨率等。
其中，探测能力是雷达最重要的特点之一，它决定了雷达能够发现和跟踪的目标数量和质量；测速精度和测距精度是雷达测量目标位置和速度的准确性；分辨率是雷达区分相邻目标的能力。
五、雷达的应用雷达被广泛应用于军事、民用和科研等领域。
在军事方面，雷达被用于引导导弹、飞机和舰船等武器进行攻击和防御；在民用方面，雷达被用于交通管制、气象观测和资源探测等领域；在科研方面，雷达被用于物理实验、地球观测和天体研究等领域。
雷达探测原理
雷达探测原理雷达（Radar）是一种利用无线电波进行探测和测距的技术手段。
雷达系统通过发射脉冲电磁波并接收其反射信号来获取目标的位置、速度和其他特征信息。
本文将介绍雷达的基本原理和工作过程。
一、基本原理雷达的基本原理是利用电磁波在传播过程中的传播速度及其遇到各种物体时的反射、散射、透过等特性来实现目标探测。
雷达系统由发射机、接收机、天线和信号处理系统组成。
在雷达工作时，发射机向天线输送一定的电能，经过调制形成脉冲信号，然后由天线辐射出去。
当脉冲信号遇到目标物时，部分电磁波会被目标物吸收、反射或散射，其中一部分被接收机的天线接收到。
接收机将接收到的信号进行放大、滤波和解调处理后，通过信号处理系统提取出目标的信息。
二、工作过程雷达在工作过程中经历了发射、传播、接收和信号处理几个步骤。
1. 发射：发射机向天线提供一定的电能信号，通过调制形成脉冲信号。
脉冲信号的特点是脉冲宽度短且能量集中，可以提高目标探测的精度和距离分辨率。
2. 传播：脉冲信号通过天线辐射出去，并沿着一定的传播路径向目标传播。
传播路径中的电磁波会遇到大气、云层、地面等物体，部分能量会被这些物体所吸收、散射或反射。
3. 接收：当脉冲信号遇到目标时，目标会吸收、反射或散射部分电磁波，其中一部分会被雷达接收机的天线接收到。
接收机会把接收到的微弱信号进行放大、滤波等处理，以提高信噪比和增强目标的回波强度。
4. 信号处理：接收机输出的信号经过信号处理系统进行处理，通过解调、滤波、放大等操作，将回波信号与发射信号进行比较，并提取出目标的位置、速度和其他特征信息。
三、应用领域雷达技术广泛应用于军事、民航、海事、气象等领域。
以下是雷达在一些典型应用领域的应用案例：1. 军事应用：军事雷达用于目标探测、识别和跟踪，可在地面、海洋和空中监测敌方的舰船、飞机、导弹等目标，并提供信息支持于战术决策。
2. 民航应用：民航雷达用于航空交通管制，可以监测和引导飞机，确保航班的安全与准时。
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。
雷达原理雷达接收机
雷达原理雷达接收机雷达接收机是雷达系统中的关键部分，主要负责接收并处理从雷达发射出去的电磁波信号。
雷达接收机的主要功能是将接收到的微波信号放大、混频、滤波、解调，最终转换成可用的信息信号。
雷达接收机的工作原理如下：1.接收天线：雷达接收机首先由接收天线接收到从目标反射回来的微波信号。
接收天线通常具有高增益和窄波束特性，以提高接收到的信号强度和抑制杂波干扰。
2.预处理：接收到的微波信号经过预处理电路，包括低噪声放大器(LNA)和频率变换器。
低噪声放大器用于放大微弱的接收信号，并尽量减小噪声干扰。
频率变换器则将接收信号的频率从射频(RF)范围转换到中频(IF)范围，以方便后续的信号处理。
3.混频：在中频范围内，接收机的局部振荡器产生与中频相匹配的信号，并将其与接收信号进行混频。
通过混频，接收信号的频率被转换到基带或中频范围，以便进行后续的信号处理。
4.滤波：混频后的信号经过滤波器进行频带选择和干扰抑制。
滤波器可以筛选出特定的频率范围内的信号，并削弱其他频率范围内的信号和干扰。
5.解调：接收机将滤波后的信号进行解调，以提取出原始的调制信息。
解调的方法通常有包络检波、相干解调等，根据雷达系统中所采用的调制方式而定。
6.基带处理：解调后的信号进一步进行基带处理，包括滤波、放大、时域处理等。
基带处理的目的是最大限度地恢复原始信息，并将其转换成可用的格式，如雷达回波信号的幅度、距离、方位角、速度等参数。
7.目标检测与跟踪：接收机还可能包括目标检测与跟踪的功能。
通过对接收到的信号进行处理和分析，可以实现对目标的检测和跟踪，并提供目标的位置、速度、特征等信息。
总结起来，雷达接收机主要通过预处理、混频、滤波、解调和基带处理等步骤，对从雷达接收到的微波信号进行处理和分析，最终提取出目标的相关信息。
接收机的性能和功能对整个雷达系统的探测能力和精度具有重要影响。
雷达原理参考答案
雷达原理参考答案雷达原理参考答案雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的设备，广泛应用于军事、航空、气象等领域。
雷达的原理是基于电磁波的反射和接收，通过测量反射信号的时间和强度来确定目标的位置和特征。
本文将从雷达的工作原理、应用领域以及未来发展等方面进行探讨。
一、雷达的工作原理雷达的工作原理可以简单地概括为发射、接收和信号处理三个步骤。
首先，雷达通过发射器产生一束电磁波，并将其发送到目标区域。
这束电磁波会与目标物体相互作用，一部分被目标物体吸收，一部分被目标物体反射回来。
接下来，雷达接收器会接收到反射回来的电磁波，并将其转化为电信号。
最后，通过信号处理系统对接收到的电信号进行分析和处理，得到目标的位置、速度、形状等信息。
雷达的工作原理主要依赖于电磁波的特性，其中最常用的是微波和毫米波。
这是因为微波和毫米波的频率范围适中，既能够穿透大气层，又能够与目标物体发生反射。
此外，雷达还可以利用多普勒效应来测量目标的速度。
当目标物体相对雷达运动时，反射信号的频率会发生变化，通过测量频率的差异可以得到目标的速度信息。
二、雷达的应用领域雷达作为一种高精度的探测设备，广泛应用于军事、航空、气象等领域。
在军事方面，雷达可以用于侦察、监视和导航等任务。
例如，军方可以利用雷达监测敌方的舰船、飞机等目标，以及跟踪导弹的飞行轨迹。
在航空领域，雷达被用于飞机的导航和防撞系统，确保飞机的安全飞行。
此外，雷达还被应用于气象预报，可以探测大气中的降水、云层等信息，提供准确的天气预报。
除了传统的应用领域，雷达在未来还有着广阔的发展空间。
随着技术的进步，雷达的性能和功能将进一步提升。
例如，高分辨率雷达可以提供更精确的目标图像，有助于目标识别和跟踪。
另外，雷达与其他技术的结合也将带来新的应用。
例如，将雷达与人工智能相结合，可以实现自动目标识别和智能决策，提高雷达的自主性和智能化水平。
三、雷达的未来发展雷达作为一种重要的探测技术，其未来发展具有广阔的前景。
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第3章雷达接收机 4. 噪声带宽
功率谱均匀的白噪声, 通过具有频率选择性的接收线性系统后, 输出的 功率谱pno(f)就不再是均匀的了, 如图3.7的实曲线所示。 这个频带Bn称为 “等效噪声功率谱宽度”, 一般简称“噪声带宽”。 因此, 噪声带宽可由下 式求得:
0 pno ( f )df pno ( f0 )Bn
无源四端
网络
RA
Ga
RL
No kT0Bn
F No 1 NiGa Ga
图3.9 无源四端网络
第3章雷达接收机 2. 等效噪声温度
接收机外部噪声可用天线噪声温度TA来表示, 接收机外部噪声的额定功率为
NA=kTABn
(3.2.18)
把接收机内部噪声在输出端呈现的额定噪声功率ΔN等效到输入端来计算, 这
为了使接收机的总噪声系数小, 要求各级的噪声系数小、额定 功率增益高。而各级内部噪声的影响并不相同, 级数越靠前, 对 总噪声系数的影响越大。
第3章雷达接收机
自天线
馈线 Gf 1/Gf
接收机 放电器
Gg 1/Gg
限幅器 Gl 1/Gl
低噪声 高放
GR FR
混频器 Gc Fc
中频 放大器 至检波器
GI FI
(3.2.28)
第3章雷达接收机
一般都采用高增益(GR≥20dB)低噪声高频放大器, 因此式(3.2.28)
可简化为
F0
FR G f GgG1
(3.2.29)
若不采用高放, 直接用混频器作为接收机第一级, 则可得
F0
tc F1 1 G f GgG1Gc
(3.2.30)
式中 tc为混频器的噪声比, 本振噪声的影响一般也计入在内。
(3.2.11)
将No代入式(3.2.10)可得
F 1 N
k T0 BnGa
(3.2.12)
第3章雷达接收机
下面对噪声系数作几点说明: ① 噪声系数只适用于接收机的线性电路和准线性电路, 即 检波器以前部分。 ② 噪声系数只由接收机本身参数确定。
③ 噪声系数F是没有单位的数值, 通常用分贝表示
第3章雷达接收机 3.2.4 接收机灵敏度
接收机的灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。 灵敏度用接收机输入端的最小可检测信号功率Si min来表示。
第3章雷达接收机
已经知道, 接收机噪声系数F0为
或者写成
F0
Si So
/ /
Ni No
(3.2.32)
Si Ni
F0
So No
(3.2.33)
此时, 输入信号额定功率为
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。
在中频的选择可以从30 MHz到4GHz之间。 如何选择接收机的中频？ 短波接收机为什么选在465KHz？
在白噪声(即接收机热噪声)背景下应该选择何种滤波方式？
第3章雷达接收机
5. 工作稳定性和频率稳定度 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。
Pno ( f ) o
Pno (f0) Bn
(3.2.7)
f
第3章雷达接收机 3.2.2 噪声系数和噪声温度
1. 噪声系数
噪声系数的定义是: 接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比的比值。
EsA ～ Esi ～
RA
Si Ni
接收机
线性电路
Ga
So
RL
No
F Si / Ni So / No
(3.2.9)
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
之比, 叫做动态范围。
第3章雷达接收机 4. 中频的选择和滤波特性
包络检波器 视
90°
同频检波器
uI(t)
频
放
uQ(t)
大
器
限幅放大器
相位检波器 cos sin
图3.2 超外差式雷达接收机的一般方框图
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
• 混频器的干扰 • 组合频率干扰
fk pf0 qfs fi
No=kT0BnG1G2F0
(3.2.24a)
而
No N012 N2
(3.2.24b)
Ni＝kT0Bn
F1，G1，Bn
F2，G2，Bn
No＝No1 2＋N2
第3章雷达接收机
No由两部分组成: 一部分是由第一级的噪声在第二级输出端呈现
的额定噪声功率No12,其数值为kT0BnF1G1G2, 第二部分是由第二
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
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第3章雷达接收机
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第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
Si
Ni F0
So No
(3.2.34)
式中, Ni=kT0Bn为接收机输入端的额定噪声功率。于是进一步得
到
Si
k T0 Bn F0
So No
(3.2.35)
第3章雷达接收机
为了保证雷达检测系统发现目标的质量(如在虚警概率为 10-6的条件下发现概率是50%或90%等), 接收机的中频输出必须 提供足够的信号噪声比, 令So/No≥(So/No)min时对应的接收机输入 信号功率为最小可检测信号功率, 即接收机实际灵敏度为
第3章雷达接收机
6. 抗干扰能力 在现代电子战和复杂的电磁干扰环境中, 抗有源干扰和无 源干扰是雷达系统的重要任务之一。
第3章雷达接收机 7. 微电子化和模块化结构
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)；其主要优点是体积 小、重量轻。
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 Nhomakorabea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.
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
另外，采用批量生产工艺可使芯片电路电性能一致性好，成本 也比较低。
第3章雷达接收机
3.2 接收机的噪声系数和灵敏度
接收机噪声的概率特性
第3章雷达接收机
• 对数接收器具有恒虚警的特性
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 2. 额定噪声功率
高频输入
接收机 保护器
低噪声高 频放大器
混频器
中频放大器 (匹配滤波器)
检波器
视 频 至终端设备 放大器
高 频部 分
本振
第3章雷达接收机
天线
近程增益 控制(STC)
AGC
收发开关 接收机保护器 低噪声高频放大器
混 频器 中频放大器 中频增益衰减 中频滤波器
发射机 稳定本振
对数放大器
线性放大器
相干本振
F2 1 G1
(3.2.26)
第3章雷达接收机 三级级联推导
F0
F1
F2 1 G1
F3 1 G1G2
第3章雷达接收机 同理可证, n级电路级联时接收机总噪声系数为
F0
F1
F2 1 G1
F3 1 ..... G1G2
Fn 1 G1G2 ....Gn 1
(3.2.27)
F=10 lg F(dB)
(3.2.13)
第3章雷达接收机
④ 噪声系数的概念与定义, 可推广到任何无源或有源的四端网络。
接收机的馈线、放电器、移相器等属于无源四端网络, 其示意图见图 3.9, 图中Ga为额定功率传输系数。由于具有损耗电阻, 因此也会产生噪声, 下面求其噪声系数。
Ni kT0Bn
F1,GfGgGI,Bn
F2,GRGCGI,Bn
图3.12 典型雷达接收机的高、中频部分
将 图 3.12 中 所 列 各 级 的 额 定 功 率 增 益 和 噪 声 系 数 代 入 式 (3.2.27), 即可求得接收机的总噪声系数:
F0
Gf
1 GgG1
FR
Fc 1 GR
F1 1 GRGc
因此噪声系数的另一定义为: 实际接收机输出的额定噪声功 率No与“理想接收机”输出的额定噪声功率NiGa之比。
第3章雷达接收机
实际接收机的输出额定噪声功率No由两部分组成, 其中一部 分是NiGa(NiGa=kT0BnGa), 另一部分是接收机内部噪声在输出端所 呈现的额定噪声功率ΔN, 即
No=NiGa+ΔN=kT0BnGa+ΔN
S i
m in