雷达技术 第三章 雷达接收机8-11.

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灵敏度表示接收机接收微弱信号的能力。
问：接收机的灵敏度越高, 雷达的作用距离Rmax就越近还是越远？ 提高灵敏度 → 减小噪声电平，增大接收增益ຫໍສະໝຸດ Baidu 一般的接收机灵敏度在-120~-140dBW -90~-110dBmW or -150~-170dBmW? 13
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
• 视频部分
（1）检波：从已调信号中检出调制信号的过程 称为解调或检波。 用以完成这个任务的电路称为检波器。 分为：包络检波，相位检波， 同步（频）检波（正交两路）。 （2）放大：线性放大，对数放大，动态范围。
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3.2 雷达接收机的主要质量指标





目标回波 雷达接收机 功能：对雷达天线接收的微弱信号进行预选、 放大、变频、滤波、解调和数字化处理，同时 抑制杂波、干扰及噪声。 任务：不失真的放大所需的微弱信号，抑制不 需要的其他信号（噪声、干扰、杂波等）。
有源干扰 无源干扰


基本要求：低噪声、大动态、高稳定性、 较强的抗干扰能力。 发展方向：微电子化、模块化、数字化。
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3.1 雷达接收机的基本原理和组成

中频部分
（1）匹配滤波：(So / No) max （2）自动增益控制（AGC: Automatic Gain Control ） （3）灵敏度时间控制（STC: Sensitivity Time Control ） STC和AGC是雷达接收机抗过载、扩展动态范围 和保持接收机增益稳定的重要措施。（3.6节）
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3.1 雷达接收机的基本原理和组成
自动增益控制（AGC: Automatic Gain Control）
使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的
自动控制方法。实现这种功能的电路简称AGC 环。 AGC环是闭环电子电路，是一个负反馈系统， 它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成 电路两部分。
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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 放大器 至终端设备
高 频 部 分 高频部分
本振
中频部分
视频部分
超外差式雷达接收机简化方框图
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
接收机工作过程： 从天线接收的高频回波通过收发开关加至接收机保护器, 一 般是经过低噪声高频放大器后再送到混频器。在混频器中, 高频 回波脉冲信号与本机振荡器的等幅高频电压混频, 将信号频率降
为中频, 再由多级中频放大器对中频脉冲信号进行放大和匹配滤
波, 以获得最大的输出信噪比, 最后经过检波器和视频放大后送 至终端处理设备。
更为通用的超外差式雷达接收机的组成方框图如图 3.1所示。
3.1 超 外 差 式 雷 达 接 收 机 原 理 方 框 图
STC
AGC
AFC
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
接收机灵敏度和噪声系数的关系
Si min kT0 Bn FM
玻尔兹曼常数 1.38x10-23J/K 热力学温度 290K
识别系数 M=1
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3.2 雷达接收机的主要质量指标
2. 接收机的工作频带宽度
接收机的工作频带宽度表示接收机的瞬时工作频率范围。
B=f2 - f1
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。 80~120dB
3.2 雷达接收机的主要质量指标
1. 1 灵敏度
无信号，超检测门限：虚警概率 Pfa 不超检测门限：正确不发现概率 1-Pfa
发射脉冲
有信号，超门限：发现概率 Pd 不超门限：漏警概率 1-Pd 门限设置上存在矛盾
噪声
被噪声淹 没的信号
雷达终端显示器14
3.2 雷达接收机的主要质量指标
1.2 噪声系数 接收机输入端信噪比与输出端信噪比的比值（功率比） ≥1，因为接收机存在噪声
第3章雷达接收机
3.1 雷达接收机的基本原理和组成 3.2 雷达接收机的主要质量指标 3.3 常规雷达接收机和现代雷达接收机（略） 3.4 接收机的噪声系数和灵敏度
3.5 雷达接收机的高频部分（略）
3.6 接收机的动态范围和增益控制 3.7 本机振荡器和自动频率控制 3.8 匹配滤波器和接收机带宽
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
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3.1 雷达接收机的基本原理和组成
3.1.1 超外差式雷达接收机的组成 超外差式雷达接收机，把射频信号fs与本振信号fL相混，得 到中频信号fI。 混频器
fs
fI
3.1 雷达接收机的基本原理和组成
主要组成部分是: (1) 高频部分, 接收机“前端”, 包括收发转换开关、接收 机保护器、低噪声高频高增益放大器、混频器和本机振荡器; (2) 中频放大器, 位于中频的带宽B的匹配滤波器; (3) 检波器和视频放大器。
3.1 雷达接收机的基本原理和组成


自动频率控制（Automatic Frequency Control） 使输出信号频率与给定频率保持确定关系的自 动控制方法。实现这种功能的电路简称AFC环 。AFC环主要由鉴频器和受控本地振荡器等部 件构成。（3.7节） 鉴频器的作用是检测中频的频偏，并输出误差 电压。闭环时，输出误差电压使受控振荡器的 振荡频率偏离减小，从而把中频拉向额定值。 这种频率负反馈作用经过 AFC环反复循环调节 ，最后达到平衡状态 ， 从而使系统的工作频 率保持稳定且偏差很小 。
灵敏度和噪声系数 工作频带宽度和滤波特性 动态范围和增益 频率源的频率稳定性和频谱纯度 幅度和相位的稳定性 正交鉴相器的正交度 A/D变换器的技术参数 抗干扰能力 频率源及发射激励性能 微电子话、模块化、系列化
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3.2 雷达接收机的主要质量指标
1. 灵敏度
最小可检测信号功率Si min
Si min

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：放大微弱信号，提高灵敏度，降低
接收机噪声系数，热噪声增益。
自动频率控制（Automatic Frequency Control，AFC）： 保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频。
（3）混频器（Mixer），本振（Local Oscillator，LO），