西安电子科技大学雷达对抗原理第一次大作业

雷达对抗原理大作业

学校：西安电子科技大学

专业：信息对抗

指导老师：魏青

学号/学生：

雷达侦查中的测频介绍与仿真

如今，战争的现代水平空前提高，电子战渗透到战争的各个方面。军事高技术的发展，使电子对抗的范围不断扩大，并逐步突破了原有的战役战斗范畴，扩展到整个战争领域。海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争和最近的利比亚战争都表明，电子对抗在现代战争中有着极其重要的作用。电子对抗不仅在战时大量使用，在和平时期侦察卫星、侦察飞机、侦察船和地面侦察站不停地监视着对方的电磁辐射，以探明阵地布置、军事集结和调动；也不断收集对方电磁设备的性能参数，以期在战前进行模拟的对抗试验，确保在战争中有效地压制对方的电子设备。

侦察是对抗的基础。电子侦察的基本任务是截获、分析对方的辐射信号，测量信号的到达方向、频率、信号调制特性，最终目的是识别辐射源的属性，以便有针对性的对抗。自电子对抗出现后的60多年来，电子技术的飞跃发展引起了雷达、通信、导航等技术的飞速发展。使对电子侦察设备同时处理多信号的能力、快速反映能力及信号特征处理能力的要求是越来越高。但是现在雷达参数的搜索变化，给信号的分选、识别带来很大困难。所幸大多数辐射源是慢运动或固定的，因此刹用到达角这一参数将来自很大空域内的辐射源进行分离，然后对各个辐射源分析，成了现代电子侦察的一个特点。

1.概述

图1典型雷达接收机原理框图

对雷达信号测频的重要性

载波频率是雷达的基本、重要特征，具有相对稳定性，使信号分选、识别、干扰的基本依据。

对雷达信号测频的主要技术指标

a. 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，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。

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

(Δf r测频接收机瞬时带宽， f2-f1是测频范围，即侦察频率范围)

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

(其中Tr是脉冲重复周期，t th是侦察系统的通过时间)

b.测频范围、瞬时带宽、频率分辨力和测频精度

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；测频精度：把测频误差的均方根误差称为测频精度；

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，等于瞬时带宽。

窄带搜索接收机：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：

瞬时带宽越宽，测频误差越大。

c.可测信号形式

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、重频抖动和参差信号、编码信号、宽脉冲线性调频信号

（其中宽脉冲线性调频信号的测频比较困难）

测频系统允许的最窄脉宽尽可能窄、是否可以检测脉内频率调制等是其重要的指标。

d.同时信号分离能力

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：<10ns

第2类同时到达信号：10ns<<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。

e.灵敏度和动态范围

灵敏度是保证正确的发现和测量信号的前提。它域接收机体制和接收机的噪声电平有关。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：

工作动态范围：保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率之比，也称为噪声限制动态范围。

瞬时动态范围：保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的功率之比。

现代测频技术分类

2.典型的几种测频技术

频率搜索测频技术

1．搜索式超外差测频技术的基本原理

图2 搜索式超外差接收机方框图

超外差接收机的工作原理是利用中放的高增益和优良的频率选择性特性，对本阵与输入信号变频后的中频进行检测和频率测量。由

于变频后的中频信号可以保留窄带输入信号中的各种调制信息，消除了变频前输入信号载频的巨大差异，便于进行后续的各种信号处理，特别是数字信号处理，因此超外差接收机被广泛地应用于各种电子战接收机中，频率搜索主要是对变频本阵的调谐和控制。

2．寄生信道及其消除方法

如果在混频器输入同时加入信号fR和本振信号fL, 由于混频器的非线性作用，许多频率组合可以产生中频信号，其一般关系为：

m,n 为整数，其中当m=1, n=-1时为主信道，m=-1,n=-1为镜像干扰，主信道和镜像信道示意如图：

主信道：超外差

寄生信道：m=1,n= -1除外

主要寄生信道：

镜像信道：

镜像抑制比：

提高镜像抑制的方法：微波预选-本振统调、宽带滤波-高中频、镜像抑制混频器、零中频

3.几种典型超外差接收机

a. 窄带超外差接收机

采用微波预选器与本振通调，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。

b. 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。

c. 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。

比相法测频技术

比相法测频是一种宽带、快速的测频技术，也称瞬时测频技术（IFM）。

1.基本工作原理

比相法通过延迟频率变换成相位差，由宽带微波相关器将相位差换成电压，再经信号处理，输出信号频率测量值。

图3 比相法测频的基本电路图