雷达技术 第三章 雷达接收机8-11

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。

第一章1、雷达的基本概念：雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息答：雷达是一种通过发射电磁波和接收回波，对目标进行探测和测定目标信息的设备。

任务：早期任务为测距和探测，现代任务为获取距离、角度、速度、形状、表面信息特性等。

回波的有用信息：距离、空间角度、目标位置变化、目标尺寸形状、目标形状对称性、表面粗糙度及介电特性。

获取方式：由雷达发射机发射电磁波，再通过接收机接收回波，提取有用信息。

2、目标距离的测量：测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离 答：原理：R=Ctr/2距离分辨力：指同一方向上两个目标间最小可区别的距离 Rmax=…3、目标角度的测量：方位分辨率取决于哪些因素答：雷达性能和调整情况的好坏、目标的性质、传播条件、数据录取的性能 4、雷达的基本组成：哪几个主要部分，各部分的功能是什么 答：天线：辐射能量和接收回波发射机：产生辐射所需强度的脉冲功率 接收机：把微弱的回波信号放大回收信号处理机：消除不需要的信号及干扰，而通过加强由目标产生的回波信号 终端设备：显示雷达接收机输出的原始视频，以及处理过的信息 习题：1-1. 已知脉冲雷达中心频率f0＝3000MHz ，回波信号相对发射信号的延迟时间为1000μs ，回波信号的频率为3000.01 MHz ，目标运动方向与目标所在方向的夹角60°，求目标距离、径向速度与线速度。

685100010310 1.510()15022cR m kmτ-⨯⨯⨯===⨯=m 1.010310398=⨯⨯=λKHzMHz f d 10300001.3000=-=s m f V d r /5001021.024=⨯==λsm V /100060cos 500=︒=波长：目标距离：1-2.已知某雷达对σ=5m2 的大型歼击机最大探测距离为100Km，1-3.a）如果该机采用隐身技术，使σ减小到0.1m2，此时的最大探测距离为多少？1-4.b）在a）条件下，如果雷达仍然要保持100Km 最大探测距离，并将发射功率提高到10 倍，则接收机灵敏度还将提高到多少？1-5.KmKmR6.3751.010041max=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=dBkSkSii72.051,511.010minmin-===∴⨯=⨯b）a）第二章：1、雷达发射机的任务答：产生大功率特定调制的射频信号2、雷达发射机的主要质量指标答：工作频率和瞬时带宽、输出功率、信号形式和脉冲波形、信号的稳定度和频谱纯度、发射机的效率3、雷达发射机的分类单级震荡式、主振放大式4、单级震荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点答：单级震荡式原理：大功率电磁震荡产生与调制同时完成，以大功率射频振荡器做末级优点：结构简单、经济、轻便、高效缺点：频率稳定性差，难以形成复杂波形，相继射频脉冲不相参主振放大式原理：先产生小功率震荡，再分多级进行调制放大，大功率射频功率放大器做末级优点：频率稳定度高，产生相参信号，适用于频率捷变雷达，可形成复杂调制波形缺点：结构复杂，价格昂贵、笨重是非题：1、雷达发射机产生的射频脉冲功率大，频率非常高。

∂∇第三章 脉冲压缩雷达简介3.1 脉冲压缩简介雷达的分辨理论表明:要得到高的测距精度和好的距离分辨力，发射信号必须具有大的带宽;要得到高的测速精度和好的速度分辨力，信号必须具有大的时宽。

因此，要使作用距离远，又具有高的测距、测速精度和好的距离、速度分辨力，首先发射信号必须是大带宽、长脉冲的形式。

显然，单载频矩形脉冲雷达不能满足现代雷达提出的要求。

而脉冲压缩技术可以获得大时宽带宽信号，使雷达同时具有作用距离远、高测距、测速精度和好的距离、速度分辨力。

具有大时宽带宽的信号通常被称作脉冲压缩信号。

脉冲压缩技术包括两部分:脉冲压缩信号的产生、发射部分和为获得较窄的脉冲对接收回波的处理部分。

在发射端，它通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，在接收端对接收的回波波形进行压缩处理得到较窄的脉冲。

3.2 脉冲压缩原理 3.2.1时宽-带宽积的概念发射脉冲宽度τ和系统有效(经压缩的)脉冲宽度0τ的比值称为脉冲压缩比，即0D ττ=(3-1)因为01B τ=，所以，式（3-1）可写成D Bτ=(3-2)即压缩比等于信号的时宽-带宽积。

在许多应用场合，脉冲压缩系统常用其时宽-带宽积表示。

大时宽带宽矩形脉冲信号的复包络表达式可以写成：(),/2/2()0,j t Ae T t T u t θ⎧-<<=⎨⎩其他(3-3)匹配滤波器输出端的信噪比为：()00S N EN =(3-4)其中信号能量为[13] ：212E A T =(3-5)这种体制的信号具有以下几个显著的特点：(1)在峰值功率受限的条件下，提高了发射机的平均功率av P ，增强了发射信号的能量，因此扩大了探测距离。

(2)在接收机中设置一个与发射信号频谱相匹配的压缩网络，使宽脉冲的发射信号变成窄脉冲，因此保持了良好的距离分辨力。

(3)有利于提高系统的抗干扰能力。

当然，采用大时宽带宽信号也会带来一些缺点[14][15]，这主要有: (1)最小作用距离受脉冲宽度τ的限制。

2023年《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载《雷达原理》第三版内容简介第1章绪论1.1 雷雷达传感器雷达传感器达的任务1.2 雷达的基本组成1.3 雷达的工作频率1.4 雷达的应用和发展1.5 电子战与军用雷达的发展主要参考文献第2章雷达发射机2.1 雷达发射机的任务和基本组成2.2 雷达发射机的主要质量指标2.3 单级振荡和主振放大式发射机2.4 固态发射机2.5 脉冲调制器主要参考文献第3章雷达接收机3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标 3.2 接收机的'噪声系数和灵敏度3.3 雷达接收机的高频部分3.4 本机振荡器和自动频率控制3.5 接收机的动态范围和增益控制3.6 滤波和接收机带宽主要参考文献第4章雷达终端显示器和录取设备4.1 雷达终端显示器4.2 距离显示器4.3 平面位置显示器4.4 计算机图形显示4.5 雷达数据的录取4.6 综合显示器简介4.7 光栅扫描雷达显示器主要参考文献第5章雷达作用距离5.1 雷达方程5.2 最小可检测信号5.3 脉冲积累对检测性能的改善 5.4 目标截面积及其起伏特性 5.5 系统损耗5.6 传播过程中各种因素的影响 5.7 雷达方程的几种形式主要参考文献第6章目标距离的测量6.1 脉冲法测距6.2 调频法测距6.3 距离跟踪原理6.4 数字式自动测距器主要参考文献第7章角度测量7.1 概述7.2 测角方法及其比较7.3 天线波束的扫描方法7.4 三坐标雷达7.5 自动测角的原理和方法主要参考文献第8章运动目标检测及测速8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD)8.7 自适应动目标显示系统8.8 速度测量主要参考文献第9章高分辨力雷达9.1 高距离分辨力信号及其处理9.2 合成孔径雷达(SAR)9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)9.4 阵列天线的角度高分辨力主要参考文献《雷达原理》第三版作品目录《雷达原理(第四版)》分为雷达主要分机及测量方法两大部分。

雷达接收机知识雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上接收到的微弱高频信号从伴随的噪声和干扰中提取出来，并经过滤波、放大、混频、中放、检波后，送至信号处理机或由计算机控制的雷达终端设备。

一般来说，可以将雷达接收机分为超外差式、超再生式、晶体视放式和调谐高频（TRF）式等四种类型，其中超外差式雷达接收机具有灵敏度高、增益高、选择性好和适用性广等优点。

现代所有的雷达系统中都采用超外差式接收机。

接收机的基本组成超外差式雷达接收机的简化图如下图所示。

其主要组成部分有：（1）高频部分，又称为接收机的“前端”，其中包括接收机保护机、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器；（2）中频放大器，包括匹配滤波器；（3）检波器和视频放大器。

超外差式雷达接收机的一般组成框图如下图所示，检波或视频放大部分有四种情况：(a)、(b)两种情况只保留了信号的幅度信息，而没有相位信息，称之为非相参雷达接收机。

非相参雷达接收机通常需要采用自动频率微调（AFC）电路，把本机振荡器调谐到比发射频率高或低一个中频的频率。

其中，情况（a）采用对数放大器作为检波器，增大接收机的瞬时动态范围。

对数放大器是一种输入输出信号成对数关系的瞬时压缩动态范围的放大器。

在雷达、通信和遥测等系统中，接收机输入信号的动态范围通常很宽，信号幅度常会在很短的时间间隔内变化70～120 dB，但若要求输出信号保持在 20～40 dB 变化范围内，对数放大器正好可以满足这种要求，对数放大器能提供大于80 dB的有效动态范围。

情况（b）采用线性放大器和包络检波器，为后续检测电路和显示设备提供目标幅度信息。

包络检波器只适用于调幅信号，主要用于标准调幅信号的解调，从接收信号中检测出包络信息，它的输出信号与输入信号包络成线性关系。

情况（c）和情况（d）均保留了回波信号的相位信息，称之为相参接收机。

在相参接收机中，稳定本机振荡器（STALO）的输出是由产生发射信号的相参源（频率合成器）提供的。

第一章 绪论（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息雷达概念：Radio Detection and Ranging 的缩写。

无线电探测和测距，无线电定位。

雷达的任务：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。

从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角速度 多普勒频移尺寸和形状 回波延时、多普勒频移2、目标距离的测量测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率最大不模糊距离3、目标角度的测量角度分辨率角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。

发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。

收发转换开关(Duplexer): 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。

天线(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。

接收机(Receiver)：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。

显示器(Scope)：显示目标回波，指示目标位置。

天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。

电源第二章 雷达发射机1、雷达发射机的任务雷达发射机的任务：为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。

2、雷达发射机的主要质量指标雷达发射机的主要质量指标：工作频率或波段，输出功率，总效率，信号形式，信号稳定度3、雷达发射机的分类雷达发射机的分类：1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。

雷达原理习题答案【篇一：2014雷达原理课后作业】xt>2014年春季第9周（4月23日）作业1. 请简述雷达系统为什么能够探测并定位远程运动目标。

3. 某单基地雷达发射矩形脉冲信号，工作频率为f0，发射脉冲前沿的初相为?0，有1个目标位于距离r处，请给出目标回波脉冲前沿的相位表达式（须有必要的推导过程）4. 请画出雷达发射脉冲串的射频信号波形示意图，并标明必要的雷达信号参数（如脉冲时宽等）。

5. cos(2?f0t +?0)与cos(2?f0t +12?fdt +?1)是否是相参信号？其中fd、?0与?1都是未知常数。

6. 有人说“雷达系统是一种通信系统。

”你是否认同此观点，并请给出2条以上理由。

7. 单基地雷达检测到目标回波延时为2?s，求目标的径向距离为多少公里。

8. 能使雷达发射机和接收机共享同一部天线的关键部件是什么？9. 解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。

请画出iq正交解调的原理框图。

10. 请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。

【篇二：雷达系统原理考纲及详解】class=txt>1、雷达基本工作原理框图认知。

测距：利用发射信号回波时延测速：动目标的多普勒效应测角：电磁波的直线传播、天线波束具有方向性 2、雷达面临的四大威胁电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度）5、距离分辨力，角分辨力6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用第二章雷达发射机1、单级振荡与主振放大式发射机区别2、基本任务和组成框图3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、pri（tr），prf（fr）的关系。

第三章接收机1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）2、灵敏度的定义，识别系数定义3、接收机动态范围的定义4、额定噪声功率n=ktbn、噪声系数计算及其物理意义5、级联电路的噪声系数计算6、习题7、 agc，afc，stc的含意和作用afc：自动频率控制，根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率，保证中频稳定不变【篇三：雷达基础理论习题】、填空题1．一次雷达的峰值功率为1.2mw，平均功率为1200w，重复频率为1000hz。

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。