雷达基本理论与基本原理 联系客服

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接收机正常工作时所容许的输入信号强度变化的范围。使接收机出现过载时的输入功率与最小可检测信号的功率之比,叫做动态范围。 3.2.4中频的选择和滤波特性

减小接收机噪声的关键因素是中频的滤波特性,如果中频的带宽大于回波信号的带宽,则过多的噪声进入接收机。反之,如果所选择的带宽比信号带宽窄,波形将失真且能量会损失。 3.2.5工作的稳定性和频率稳定度

指环境因素、电源电压等条件发生改变时,接收机的各项参数收到影响的程度。

3.2.6抗干扰能力

现代雷达接收机需具备多种抗干扰电路,以适应现代电子战和复杂电磁干扰环境。

3.2.7噪声系数

Fn?(SNR)in

(SNR)out噪声系数越小,接收机的噪声性能越好。 4、相参雷达系统

相参雷达是指雷达发射波形的相位之间具有确定的关系或具有统一的参考基准,多数现代雷达系统需要对目标回波进行多普勒效应或脉冲压缩处理,必须采用相参雷达系统。

4.1振荡频率源

4.1.1基准振荡器(RO)

基准振荡器的频率极其稳定,它提供雷达工作所需的基准参考频率,并为雷达系统中的其他电路提供基准的时钟信号。 4.1.2相干振荡器(COHO)

有基准振荡器驱动,其工作频率为fIF,且一般情况下fIF<fRF,其中fRF为载频,由用户给定。

4.1.3稳定本机振荡器(STALO)

通过基准振荡器驱动来获得最大的频率稳定度,其工作频率为fLO?fRF?fIF。 4.2波形调制

雷达信号时经过调制的射频信号,因调制信号的不同而得到不同的雷达波形。波形发生器接收到波形信息后,与相干振荡器输出的中频信号经混频器混频后,产生低功率的、具有所需发射波形的中频信号,在上图中,冲相干振荡器来得中频信号(频率为fIF,带宽为0)同带宽为BRF的基带模拟波形混频,产生受到波

相参脉冲雷达中各电路节点的信号波形示意图 形调制的中频信号(频率为fIF,带宽为BRF)。 4.3混频器

混频器实际上是一个乘法器,有三角公式可知,混频的结果为一个“和”频分量和一个“差”频分量,其中,在发射机中,通常使用“和”频分量(上变频),在接收机中,通常使用“差”频分量(下变频)。 4.4限幅器

由于外部的强电磁干扰或目标本身很强的雷达回波信号,有可能使接收天线的输出信号幅度超过低噪声放大器所能允许的功率极限,将很有可能损坏该放大器,甚至接收机的其他精密器件,因此,一般采用限幅器将所有回波信号的幅度强行限制在规定的范围内,不过,限幅器有时可能导致原信号的失真,从而导致目标回波信息失真。 4.5信号解调和正交检波

通过限幅器后的目标回波信号经过低噪声射频放大器放大,以便得到足够功率的射频信号,采用低噪声放大器是为了提高接收机的噪声系数。放大后的射频信号输入到混频器,进行下变频处理,得到具有相同调制包络的中频信号。

正交检波通过正交混频器实现,是相参雷达中广为采用的技术。正交检波后,得到一对正交的基带信号,分为同相信号和正交相位信号,简称I、Q信号。其保留了接收信号中关于目标距离的延迟相位和原始相位信息。 5、雷达信号处理机

雷达系统对雷达信号的处理主要分为以下三个方面: 1) 从雷达接收机的输出中检测目标回波,判定目标的存在与否; 2) 测量并录取目标的距离、角度、速度等信息;

3) 根据录取的目标信息,对目标进行编批,建立目标航迹,实现目标的

稳定跟踪。

就目前的经验来看,采用多DSP和FPGA/CPLD相结合的系统结构是雷达信号处理机最有效的方案,这种系统结构灵活,实时性强,成本较低,能满足雷达信号处理通用性的要求。 6、雷达终端设备 6.1雷达终端概述

6.1.1雷达终端的基本内容包括:目标数据的录取、数据处理及目标状态的显示。

自接收机点迹录取一次信息数据处理二次信息显示系统自天线轴角编码雷达终端的典型组成框图

1) 各部分的作用

(1) 点迹录取用于实现对来自接收机或信号处理机的雷达目标回报确认,

并提取其仰角、方位角。距离、速度等信息;

(2) 数据处理完成目标数据的关联、航迹处理、数据滤波等功能实现对

目标的连续跟踪;

(3) 轴角编码完成天线瞬时指向角的提取及其坐标转换;

(4) 显示系统完成目标的位置、运动状态、特征参数及空情态势等信息

的显示。

2) 雷达显示画面的坐标系可分为极坐标和直角坐标两种方式。根据显示的坐标

参数数量,可分为一维显示和二维显示。

3) 雷达终端采用的显示器件可分为阴极射线管(CRT)和平板显示器件,其中

阴极射线管包括静电偏转CRT和磁偏转CRT;平板显示器件包括液晶显示板(LCD)和等离子显示板(PDP)。

4) 对于传统的雷达显示器,有直线扫描、径向扫描、以及圆周扫描等方式;对

现代雷达显示器,有随机扫描显示方式和光栅扫描显示方式。

5) 根据需要显示信息的种类,可将雷达终端设备分为一次信息显示和二次信息

显示,一次显示以模拟显示为主,二次显示以数字显示为主。 6.1.2传统雷达显示器的类型及质量指标 1) 距离显示器