雷达接收机
雷达的基本组成
雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备等组成。
雷达发射机产生辐射所需强度的脉冲功率，其波形是脉冲宽度为K而重复周期为T的高频脉冲串。
发射机现有两种类型：一种是直接震荡式（如磁控管振荡器），它在脉冲调制器控制下产生的高频脉冲功率被直接馈送到天线；另一种是功率放大式（主振放大式），它是由高稳定度的频率源（频率综合器）作为频率基准；在低功率电平上形成所需波形的高频脉冲串作为激励信号，在发射机中予以放大并驱动末级功放而获得大的脉冲功率来馈给天线的。
功率放大式发射机的优点是频率稳定度高且每次辐射式相参的，这便于对回波信号进行相参处理，同时也可以产生各种所需的复杂脉压波形。
发射机输出的功率馈送到天线，而后经天线辐射到空间。
脉冲雷达天线一般具有很强的方向性，以便集中辐射能量来获得较大的观测距离。
同时，天线的方向性越强，天线波瓣宽度越窄，雷达测向得精度和分辨力就越高。
常用的微波雷达天线是抛物面反射体，馈源放置在焦点上，天线反射体将高频能量聚成窄波束。
天线波束在空间的扫描常采用机械转动天线来得到，由天线控制系统来控制天线在空间的扫描，控制系统同时将天线的转动数据送到终端设备，以便取得天线指向的角度数据。
根据雷达用途的不同，波束形状可以是扇形波束，也可以是针状波束。
天线波束的空间扫描也可以采用电子控制的办法，它比机械扫描的速度快，灵活性好，这就是20世纪末开始日益广泛使用的平面相控阵天线和电子扫描的阵列天线。
前者在方位和仰角两个角度上均实行电扫描；后者是一位电扫描，另一维为机械扫描。
脉冲雷达的天线是收发共用的，这需要高速开关装置，在发射时，天线与发射机接通，并与接收机断开，以免强大的发射功率进入接收机把接收机高放混频部分烧毁；接收时，天线与接收机接通，并与发射机断开，以免微弱的接收功率因发射机旁路而减弱。
这种装置称为天线收发开关。
天线收发开关属于高频馈线中的一部分，通常由高频传输线和放电管组成，或由环行器及隔离器等来实现。
《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。
高频地波雷达数字接收机设计
２ 接收机设计原则
雷达接 收机设 计 目标 是使 接收机 能从 噪声 背景 中
对于不同体制和频率的雷达只要更 改 Ｄ Ｐ软件就能 Ｓ
适应 。
最佳地分离出所需要的回波信号 ， 考虑因素包括系统 噪声 、 系统增益、 灵敏度 、 动态范围和带宽等问题 。接
收机 的设 计 还与应 用背景 、 射波形 的形 式 、 性 以及 发 特
平 坦度 ０３ Ｂ，５ ｚ ．ｄ ４ ＭＨ 处抑 制度 大 于 ６ ｄ 。 ０Ｂ
（ ）Ａ Ｃ的选择 ２ Ｄ
Ａ Ｃ的选 择 原 则 是 在 较 容 易 实 现 的前 提 下 优 选 Ｄ
大动态 范 围 的 Ａ Ｃ Ｄ 。另外 ， 由于接 收 通道 多 ， 需 所
Ｆ ＧＡ Ｐ
Ａ Ｃ也就多 ， Ｄ 因此 Ａ Ｃ的功耗及体积也 是必须考虑 Ｄ 的因素。在射频宽开低通采样的结构中， 为防止由于 Ａ Ｃ采样频率 （ 低而引起的 Ａ Ｄ量化结果频率混 Ｄ ） ／ 迭现 象 ， 要求 Ａ Ｃ采 样时 钟 的频率 大于 ２倍 的射 频 Ｄ 频率 （ 最大 ３ Ｍ ｚ ， 以 要大 于 ６ Ｍ ｚ ０ Ｈ ）所 ０ Ｈ 。提高 采样频率可以改善 Ａ Ｃ的检测能力 ， Ｄ 在可实现的范围 应选择采样率 高的 Ａ Ｃ Ｄ Ｄ 。Ａ Ｃ的动态范围取决于它
和设 计 ， 进行 了实 际验证 。验证 结 果 表 明 该数 字 接 并 收机设计 正确 、 理 。 合
数 字接 收机 的优点 ：
（） １ 模拟电路少 、 功耗低 、 体积小 ； （ ）数 字 ｒＱ平衡 度好 ； ２ ／
（ ）数 字 电路有较 好 的灵活 性 ， ３ 同一个 硬件平 台 ，
３ 数 字接 收机 设计方案
３１ 数字 接收 机硬 件平 台 ．
雷达系统基础知识解析
雷达系统基础知识解析雷达系统是一种以电磁波为载体，利用接收机接收反射回来的信号，获得目标的位置、速度、形状、运动状态等信息的远程探测手段。
在现代军事、民用、科研等领域中，雷达系统得到了广泛应用。
本文将从雷达的原理、分类、应用等方面进行分析，对雷达系统进行基础知识解析。
一、原理雷达系统的探测原理基于电磁波的回波信号。
雷达系统通过向目标发送一个连续波或者脉冲波，这些波被目标反射后返回到雷达接收机。
接收机接收到的信号被处理后，可以提供目标的位置、速度、方向、距离等信息。
雷达系统的原理主要包括两个方面：1. 电磁波的传输和反射雷达系统中常用的电磁波包括微波、毫米波、红外线等，其中微波是最为常用的。
雷达发射的微波成为发射波，这些波穿过空气，到达目标后会被目标吸收或反射。
被反射回来的波成为回波，这些回波被接收机接收并处理，从而得到目标的信息。
2. 接收和处理雷达系统中的接收机可以接收发射的信号，并进行处理。
接收机的处理可以包括信号的放大、滤波、检波等，从而得到有效的目标信息。
接收机通常还会通过多普勒现象对目标的速度进行测量。
二、分类按照不同的特征，雷达系统可以分为多种不同类型：1. 脉冲雷达脉冲雷达通常使用的是短脉冲信号来探测目标。
这种雷达系统能够测量目标的距离和位置，但对于目标的速度探测能力较弱。
2. 连续波雷达连续波雷达通常使用连续发射的信号来探测目标。
这种雷达系统能够测量目标的速度和方向，但对于目标的距离探测能力较弱。
3. 相控阵雷达相控阵雷达使用多个发射天线和接收天线，这些天线可以通过计算机进行编程，从而形成一个具有指向性的波束。
相控阵雷达能够非常精确地探测目标的位置和速度。
4. 毫米波雷达毫米波雷达使用的电磁波在波长上较短，因此具有很强的穿透能力和抗干扰能力。
毫米波雷达通常被用于捕捉小物体的距离信息。
三、应用雷达系统的应用主要包括以下几个方面：1. 军事领域在军事领域中，雷达系统可以作为一种重要的侦察装备，能够探测敌方的目标信息，从而进行有效的作战指挥。
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。
雷达介绍
1.雷达的定义雷达是对于远距离目标进行无限探测、定位、侧轨和识别的一种传感器系统。
2.最基本的雷达系统的组成图1-1 雷达系统的基本原理2.1 雷达发射机雷达发射机（transmitter）的作用是产生辐射所需强度的高频脉冲信号，并将高频信号馈送到天线。
2.2 天线天线的作用是将雷达发射机馈送来的高频脉冲信号辐射到探测空间2.3 接收机接收机的主要任务是把微弱的目标回波信号放大到足以进行信号处理的电平，同时接收机内部的噪声应尽量小，以保证接收机的高灵敏度。
2.4 目标检测和信息提取目标检测和信息提取等任务是实现雷达接收机输出信号的进一步处理3. 雷达天线天线是雷达系统中发射和接收电磁波的装置，是雷达系统与外界联系单的纽带。
他的主要作用是：(1) 将雷达发射机产生的高能量电磁波辐射(有一定的方向性)向外部自由空间(空气或其他媒介)；(2) 接收目标的回波(包括外部噪声)。
4. 雷达发射机雷达发射机的作用是产生所需强度的高频脉冲信号，并将高频信号馈送到天线发射出去。
常见的雷达发射机可分为单级振荡式发射机和主振放大发射机两类。
4.1 单级振荡式发射机组成图4-1单级振荡式发射机组成框图单级振荡式发射机，由于脉冲调制器直接控制振荡器工作，每个射频脉冲的起始射频相位是由振荡器的噪声决定，因而相继脉冲的射频相位是随机的，即受脉冲调制的振荡器所输出的射频脉冲串之间的信号相位是非相参的。
所以，有时把单级振荡式发射机称为非相参发射机。
4.2主振放大发射机主振放大式发射机由多级组成，图4-2是其基本组成框图。
图4-2 主振放大式发射机组成框图主控振荡器用来产生射频信号；射频放大链用来放大射频信号，提高信号的功率电平；主振放大式因此而得名。
主控振荡器常由基准振荡器、本机振荡器和相干振荡器等组成微波振荡器组。
由于微波振荡器组常由固体器件组成，所以也称它们为固体微波源。
现代雷达要求主控振荡器的输出频率很稳定。
射频放大链一般由一至三级射频功率放大器级联组成。
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!。
雷达测距工作原理
雷达测距工作原理雷达（Radar）是一种利用无线电波（电磁波）进行探测和测距的技术。
雷达测距原理基于电磁波的传播与反射，通过发送无线电波并接收其反射信号来确定目标的距离。
一、雷达组成雷达系统由发射机、天线、接收机和信号处理系统组成。
发射机负责发送无线电波，天线接收并发送信号，接收机接收目标反射信号，信号处理系统对接收信号进行处理分析。
二、测距原理雷达测距的原理是基于电磁波传播速度恒定的特性。
当发射出的无线电波遇到目标时，部分能量会被目标物体吸收，而剩余的能量则会被反射回来。
雷达接收机会接收到这些反射回来的信号，并进行分析。
根据电磁波传播的速度恒定，我们可以通过测量从发射到接收的时间来计算出目标物体与雷达的距离。
因为光速在大气中几乎保持不变，所以我们可以使用光速作为计算的基准。
三、计算公式为了测量出目标物体与雷达的距离，我们需要测量从发射到接收的时间间隔，即飞行时间（Time of Flight）。
根据飞行时间和光速之间的关系，距离（Distance）可以通过以下公式计算：距离 = （飞行时间 ×光速）/ 2其中，飞行时间为从发射无线电波到接收目标反射信号所经历的时间，光速是已知的常数。
四、应用与优势雷达测距技术广泛应用于军事、航空、气象等领域。
它可以用于飞机和船只的导航定位，飞机着陆辅助，天气预测等方面。
相较于其他测距技术，雷达测距具有以下优势：1. 非接触式测量：雷达测距不需要与目标物体接触，可以实现远距离测量，减少了测量误差。
2. 高精度：雷达测距技术精度高，可以测量到目标物体与雷达之间的距离差异，实现精确定位。
3. 多目标测量：雷达可以同时测量多个目标物体的距离，提高工作效率。
4. 适应性强：雷达测距技术适用范围广，不受天气、光照等因素的影响。
总结：雷达测距通过计算电磁波传播时间来测量目标物体与雷达之间的距离。
它广泛应用于航空、军事和气象等领域，具有非接触式测量、高精度、多目标测量和适应性强等优势。
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------接收机灵敏度及噪声系数
雷达------接收机灵敏度及噪声系数噪声系数越⼤效果越不好。
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。
它的物理意义是：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于输⼊端的信噪⽐变差的倍数。
接收机的噪声：1、噪声来源： 电阻热噪声天线噪声谱性质：⾼斯⽩噪声（GWN）⾼斯⾊噪声噪声电压功率：4kTBR 4kT A BR A均⽅值功率密度函数P（f）=4kTR.2、定量描述（1）等效噪声功率谱宽度（噪声带宽）3dB带宽描述。
图中|H(f)|2反应的是功率值因此它的3dB带宽为0.5，⽽|H(f)|反应的是电压它的3dB带宽为0.707.等效噪声功率谱宽度描述。
⽤⼀个矩形带宽来进⾏衡量，只要满⾜了矩形带宽外的信号和矩形⾥的互补。
即可满⾜要求。
其中B为噪声带宽，反应噪声本⾝带宽的⼤⼩，从B的结果可以看出，它受到的H（f）的影响，⽽从|H(f)|图中可以看出，它反应的是雷达接收机的带宽。
⽽接收机的设计⼜和信号有关。
所以可以得到。
信号的带宽、接收机的带宽、噪声的带宽三者⼀致。
噪声系数的⼏点说明：噪声系数只适⽤于接收机的线性电路和准线性电路，即检波器以前的部分。
检波器是⾮线性电路，⽽混频器可看成是准线性电路。
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时产⽣的热噪声为标准。
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。
噪声总是伴随着微弱信号同时出现，要能检测信号，微弱信号的功率应⼤于噪声功率，或者可以与噪声功率相⽐。
因此，灵敏度⽤接收机输⼊端的最⼩可检测信号功率S imin 来表⽰。
在噪声背景下检测⽬标，接收机输出端不仅要使信号放⼤到⾜够的数值，更重要的使其输出信噪⽐S o/N o达到所需要的数值。
通常雷达终端检测信号的质量取决于信噪⽐。
已知，接收机的噪声系数为F0.则输⼊信号额定功率为：式中，为接收机输⼊端的额定噪声功率。
进⼀步得到为了保证雷达检测系统发现⽬标的质量，接收机的中频输出必须提供⾜够的信号噪声⽐，令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；通常将称为“识别系数”，并⽤M表⽰所以灵敏度可简写为：为了提⾼接收机灵敏度，即减⼩最⼩可检测信号功率S imin，应做到：1. 尽量减低接收机的总噪声系数F0，所以通常采⽤⾼增益、低噪声⾼放2. 接收机中频放⼤器采取匹配滤波器，以便得到⽩噪声背景下输出最⼤信号噪声⽐3. 上式中的识别系数M与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率以及检测⽅法等因素均有关系。
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。
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N0
～ u2n＝4kTRB n
负载阻抗与信号源
内阻匹配时，信号
源输出的信号功率
最大
Z*R＝sR－jX
No
?
( un )2 R 2R
?
un2 4R
额定噪声功率
RZ＝R＋jX
N0
～ u2n＝4kTRB n
Z*R＝sR－jX
N0
?
un2 4R
?
kTBn
任何无源二端网络的额定噪声功率只与其温度 T 和通带 Bn有关。
NiGa
实际接收机输出的额定噪声功率与“理想
接收机”输出的额定噪声功率之比。
N0 ? NiGa ? ? N ? kT0 BnGa ? ? N
F ? N0 ? 1 ? ? N
Ni Ga
kT0 BnGa
? N ? ?F ? 1?kT0BnGa
接收机内部噪 声在输出端所 呈现的额定噪
声功率
关于接收机噪声系数的几点说明
噪声系数的定义
Si/Ni Ga, △N
So/No
定义：接收机输入端信号噪声比和输出端
信号噪声比的比值。
F ? Si Ni S0 N0
它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 比变化的倍数。
噪声系数的另一定义：
F ? Si Ni ? N0
? N0
S0 N0 Ni S0 Si
微弱信号 噪声和干扰 高频信号
放大 滤波 检波（解调）
接收机结构
超外差式接收 ：将接收信号与本机振荡电路 的振荡频率，经混频后得到一个中频信号， 这称为外差式接收。得到固定的中频信号后 再经中频放大器放大的，称为超外差式。中 频信号经检波后得到视频信号。
1、在中频上要比在射频上更容易得到所需 的滤波器形状、带宽、增益和稳定性。 2、减小半导体闪烁噪声（ 1/f 噪声）的影 响，提高接收机灵敏度
Rmax
?
???(4PπtG) 2AS?i min
?1/4 ? ?
★ 灵敏度
能
信号
量
目标距离
能
信号
量
目标距离
如果不存在噪声，则不管目 标回波有多小，理论上都能 够检测到。
噪声 但实际系统都不可避免地在 噪声，因此接收机的输入信 号功率如果低于噪声水平， 目标就会完全淹没在噪声中， 从而不可能被可靠地检测出 来。
ΔN=kTeBnGa
温度Te称为“等效噪声温度”或简称“噪声温度”, 此时 接收机就变成没有内部噪声的“理想接收机”
相位检波器
cos?
sin?
接收机的主要质量指标
? 灵敏度 ? 放大倍数（增益） ? 动态范围 ? 中频的选择和滤波特性 ? 抗干扰能力 ? 工作稳定性
★ 灵敏度
衡量接收机接收（检测）微弱信号的能力。通 常用最小可检测信号功率 Simin表示。
能检测的信号越微弱 , 则接收机的灵敏度越高 , 因而雷达的作用距离就越远。
2、中频放大器，包括匹配滤波器
3、检波器和视频放大器
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
检波器
包络检器
uI(t)
频
放
uQ (t)
大
器
限幅放大器
外部噪声 由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。
电阻热噪声
由导体中自由电子的无规则热运动形成
起伏噪声电压均方值
u
2 n
?
4kTRBn
k为波尔兹曼常数，k=1.28*10^(-23)J/K, T为电阻绝对温度，R 为电阻阻值，Bn为带宽
额定噪声功率
? 额定信号功率
内容提要
接收机的任务和组成 接收机的主要质量指标 接收机的噪声系数和灵敏度 接收机的高频部分 本机振荡器和自动频率控制 接收机的动态范围和增益控制 滤波和接收机带宽
雷达接收机的任务
通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号 从伴随的噪声和干扰中选择出来，并经过放大 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。
RL
F ? No = 1 NiGa Ga
接收机外部噪声可用天线噪声温度 TA来表示, 如果用额定 功率来计量, 接收机外部噪声的额定功率为
NA=kTABn
为了更直观地比较内部噪声与外部噪声的大小, 可以把接 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, 这时内部噪声可以看成是天线电阻RA在温度 Te时产生的热噪声, 即
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
★ 中频的选择和滤波特性
中频选择与发射波形特性、接收机的工 作带宽、所能提供的高频部件和中频部 件的性能有关。一般在30M-500MHz
滤波特性---是减小接收机噪声的关键 输出信噪比最大化---匹配滤波
接收机的噪声系数
接收机的噪声来源
内部噪声 接收机内部器件产生的噪声。
? 表示接收机放大信号的能力 ? 若用对数表示，则称为 增益
G=20lgK 雷达接收机的电压放大倍数一般为 106~109倍 相应的增益为 120-180dB
★ 动态范围
定义：接收机能够正常工作所容许的输入信号 强度变化范围。
在接收机内部噪声电平一定的条件下，信 号太弱便不能检测；信号太强，接收机会发生 饱和过载，使目标回波显著减小，甚至丢失。
超外差接收机的优点
? 灵敏度高 ? 增益高 ? 选择性好 ? 适用性广
雷达接收机几乎都是超外差式。
超外差式雷达接收机组成基本框图 简化框图
高频输入 接收机 低噪声高 保护器 频放大器
混频器
中频放 大器
检波器
视频放 至终端设备 大器
高频部分
本振
1、高频部分，又称接收机前端，包括接收机保护器、低噪声高 频放大器、混频器和本机振荡器
最小可检测功率不仅与噪声 噪声 有关，还有要求的检测概率
和虚警概率有关
★ 灵敏度
目前 , 超外差式雷达接收机的灵敏度一般约为 (10-14~10-12)W, 保证这个灵敏度所需增益约为 120dB~160dB( 放大倍数 106~108), 这一增益主要 由中频放大器来完成。
★ 放大倍数（增益）
1. 噪声系数只适用于接收机的线性电路和准 线性电路。
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
RA
无源四端网络
Ni=kT 0B n
Ga
No =kT 0Bn