雷达信号频率的测量讲解

第2章 雷达信号频率的测量
可见,传统的测频接收机在频率截获概率和频率分 辨力之间存在着矛盾。目前,信号环境中的信号日益密 集、频率跳变的速度与范围越来越大 ,这就迫切要求研 制新型的测频接收机,使之既在频域上宽开,截获概率高, 又要保持较高的分辨力。
测频误差是指测量得到的信号频率值与信号频率 的真值之差,常用均值和方差来衡量测频误差的大小。 按起因,可将测频误差分为两类:系统误差和随机误差。 系统误差是由测频系统元器件局限性等因素引起的 ,它 通常反映在测频误差的均值上,通过校正可以减小;随机 误差是噪声等随机因素引起的 ,它通常反映在测频误差 的方差上,
特性的线性度以及调谐频率的滞后量等因素有关。
第2章 雷达信号频率的测量
3.测频的信号形式
现代雷达的信号种类很多 ,可分为两大类:脉来自百度文库信号 和连续波信号。在脉冲信号中,有常规的低工作比的脉
冲信号、高工作比的脉冲多普勒信号、重频抖动信号、
各种编码信号以及各种扩谱信号 ;强信号频谱的旁瓣往 往遮盖弱信号,引起频率测量模糊,使频率分辨力降低。 对于扩谱信号 ,特别是宽脉冲线性调频信号的频率测量 和频谱分析,不仅传统测频接收机无能为力,而且有些新 的测频接收机也有困难 ,这有待于新型的数字化接收机 来解决。
非搜索的瞬时测频,单个脉冲的截获时间
tIF1≤Tr+tth (2―2)
式中,Tr为脉冲重复周期;tth为电子侦察系统的通过 时间,即信号从接收天线进入到终端设备输出所需要的 时间。
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2.测频范围、瞬时带宽、频率分辨力和测频精度
测频范围是指测频系统最大可测的雷达信号频率 范围;瞬时带宽是指测频系统在任一瞬间可以测量的雷 达信号频率范围;频率分辨力是测频系统所能分开的两 个同时到达信号的最小频率差。宽开式晶体视频接收 机的瞬时带宽与测频范围相等 ,因此对单个脉冲的频率 截获概率为1,可是频率分辨力却很低。而窄带扫频超外 差接收机,瞬时带宽很窄,其频率分辨力等于瞬时带宽,对 单个脉冲截获概率虽很低,但其频率分辨力却很高。
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测频时间直接影响到侦察系统的截获概率和截获
时间。截获概率是指在给定的时间内正确地发现和识 别给定信号的概率。截获概率既与辐射源特性有关 ,也
与电子侦察系统的性能有关。如果在任一时刻接收空
间都能与信号空间完全匹配,并能实时处理,就能获得全 概率 , 即截获概率为 1,这种接收机是理想的电子侦察接 收机。实际的侦察接收机的截获概率均小于1。
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允许的最小脉冲宽度τmin 要尽量窄。被测信号的脉
冲宽度上限通常对测频性能影响不大 ,而脉冲宽度的下 限往往限制测频性能。脉冲宽度越窄,频谱越宽,频率模 糊问题越严重,截获概率和输出信噪比越小。
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4. 同时到达信号的分离能力
对于脉冲信号来说,两个以上的脉冲前沿严格对准 的概率是很小的 ,因而理想的同时到达信号是没有实际
第2章 雷达信号频率的测量
2.1.2 测频系统的主要技术指标
1.测频时间 测频时间是接收机从截获信号到输出测频结果所 用的时间。对侦察接收机来说,一般要求瞬时测频(IFM)。 对于脉冲信号来说,应在脉冲持续时间内完成测频任务,
输出频率测量值fRF。为了实现这个目标,首先必须有宽
的瞬时频带 , 如一个倍频程 , 甚至几个倍频程 ; 其次要有 高的处理速度,应采用快速信号处理。
即侦察频段。譬如Δfr=5MHz,f2-f1=1GHz,则PIF1=5×10-3, 可见是很低的。若能在测频范围内实现瞬时测频,即
Δfr=f2-f1,于是PIF1=1。
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截获时间是指达到给定截获概率所需要的时间。
它也与辐射源特性及侦察系统的性能有关。对于脉冲 雷达信号来说 ,在满足侦察基本条件的情况下，若采用
第2章 雷达信号频率的测量
第 2章
雷达信号频率的测量
2.1 概述 2.2 频率搜索接收机
2.3 比相法瞬时测频接收机
2.4 信道化接收机
2.5 压缩接收机
2.6 声光接收机
第2章 雷达信号频率的测量
2.1
概述
2.1.1 雷达信号频率测量的重要性 雷达侦察系统的使命在于确定敌方雷达的存在与
否,并测定其各种特征参数。在雷达的各种特征参数中,
意义的。这里所说的同时到达信号是指两个脉冲的前
沿时差 Δt<10ns 或 10ns<Δt<120ns, 称前者为第一类同时 到达信号。后者为第二类同时到达信号。由于信号环 境的日益密集 ,两个以上信号在时域上重叠概率日益增 大,这就要求测频接收机能对同时到达信号的频率进行 分别精确测量,而且不得丢失其中弱信号。
频域参数是最重要的参数之一,它反映了雷达的功能和 用途,雷达的频率捷变范围和谱宽是度量雷达抗干扰能
力的重要指标。
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在现代电磁环境下,为了有效干扰,必须首先对信号进行
分选和威胁识别 ,雷达的频率信息是信号分选和威胁识 别的重要参数之一。雷达的频域参数包括载波频率、 频谱和多普勒频率等。本章只讨论对雷达信号载波频 率的测量。
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5.灵敏度和动态范围
灵敏度是测频接收机检测弱信号能力的象征。正 确地发现信号是测量信号频率的前提,要精确地测频,特 别是数字式精确测频,被测信号必须比较干净,即有足够 高的信噪比。如果接收机检波前的增益足够高 ,则灵敏 度是由接收机前端器件的噪声电平确定的 ,通常称之为 噪声限制灵敏度。如果检波器前的增益不够高 ,则检波 器和视放的噪声对接收机输出端的信噪比影响较大 ,这 时接收机的灵敏度称为增益限制灵敏度。
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频域的截获概率 ,即通常所说的频率搜索概率。对
于脉冲雷达信号来说,根据给定时间不同,可定义为单个 脉冲搜索概率、脉冲群搜索概率以及在某一给定的搜
索时间内的搜索概率。单个脉冲的频率搜索概率为
f r PIF 1 f 2 f1
(2―1)
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式中,Δfr为测频接收机的瞬时带宽;f2-f1为测频范围,
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可以通过多次测量取平均值等统计方法减小。一
般,把测频误差的均方根误差称为测频精度,测频误差越 小,测频精度越高。对于传统的测频接收机,最大测频误
差主要由瞬时频带Δfr决定,即
f max
1 f r 2
(2―3)
可见, 瞬时带宽越宽 , 测频精度越低。对于超外差接 收机来说 ,它的测频误差还与本振频率的稳定度、调谐