雷达接收机灵敏度的探讨

• 136•兰州多普勒天气雷达灵敏度测试兰州理工大学机电学院 民航甘肃空管分局 田 方本文主要通过详细的图示，以美国EEC 多普勒气象雷达DWSR －2500C 为例,介绍了雷达的接收机灵敏度的基本原理和测试，通过理论与实际相结合，详细讲述了一种不常见测试灵敏度的方法；对以后机务员对雷达的测试维护提供了参考和补充,有一定的普及实用价值。

1 简述灵敏度是雷达接收机的最主要质量指标之一。

灵敏度表示了接收机接收微弱信号的能力。

能接收的信号越微弱，则接收机的灵敏度越高，雷达的作用距离也就越远。

雷达接收机的灵敏度通常用最小可检测信号功率S i min 来表示，如果信号功率低于此值，则表示信号将被淹没在噪声干扰信号之中，不能被可靠的检测出来。

（俞小鼎.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].气象出版社,2006）当接收机的输入信号功率达到S i min 时，接收机就能正常接收并且能在输出端检测出这一信号来。

由于雷达接收机的灵敏度受噪声电平的限制，因此要想提高它的灵敏度，就必须尽量减小噪声电平，同时还应该使接收机有足够的增益。

具体来讲，由于噪声总是伴随着微弱信号同时出现，所以要能检测信号，微弱信号的功率应该大于噪声功率或者可以和噪声功率相比。

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，更重要的是使其输出信号噪声比S O / N O 达到所需要的数值。

（丁鹭飞,耿富录.雷达原理[M].西安:西北电子科技大学出版社(第三版),1994）通常雷达终端检测信号的质量取决于信噪比。

接收机噪声系数F O 为：(1)输入信号的额定功率S i为：(2)式中，为接收机输入端的额定噪声功率。

于是进一步得到：(3)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，令时所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：(4)通常，又可以把(S O / N O )min 称为“识别系数”，并用M 表示，所以灵敏度又可以写成：(5)为了提高接收机的灵敏度，即减少最小可检测信号功率S i min ，通常需要做到：(1)尽量降低接收机的总噪声系数F O ，所以通常采用高增益、低噪声高放；（卢小佳.多普勒天气雷达信号处理的研究[D].安徽大学,2014）(2)接收机中频放大器采用匹配滤波器，以便得到白噪声背景下输出最大信号噪声比；(3)识别系数M 与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率及检测方法等因素均有关系。

恩瑞特空管二次雷达接收机灵敏度测量方法分析摘要：随着民航设备国产化程度的不断深入，各地区空管已经逐步采用国产雷达，其中以恩瑞特雷达为代表。

本文以恩瑞特二次雷达为例，对比分析新型号雷达的设计特点、设备测试遇到的问题，进行多种灵敏度的测量方法分析。

关键词：灵敏度，二次雷达引言灵敏度是衡量接收机检测微小信号能力的重要指标。

民航技术规范中对灵敏度的衡量是通过测量切线灵敏度完成的。

按照规范，切线灵敏度是通过在示波器上观察接收机的视频输出，使用一个脉冲信号将观察到的噪声幅度升高，升高的高度和这个脉冲的自身高度相同时的输入信号强度。

规范给出的不仅是指标，也包含了对该指标的测量方法：使用示波器观察视频输出。

因此只适用于有视频输出的雷达。

恩瑞特二次雷达接收机与其他型号雷达有所不同，未在中频后接入对数放大器，经过对数放大后输出logIF视频，而是直接中频AD采样。

随着AD采样技术的发展，采样率不断提高，未来会有更多的雷达采用该模式。

由于设计的区别，按照民航规范所描述的测量方法，没有视频输出，就没有办法测量切线灵敏度。

根据恩瑞特巡检作业指导书，有以下两种测量接收机灵敏度的方法：方法一：按照图1进行连接。

通过噪声系数测试，获得接收机的噪声系数；按下列公式计算接收机灵敏度：其中Simin为灵敏度(单位dBm);Bn为接收机带宽（9MHz）;F0为接收机噪声系数。

计算得到到灵敏度为：-97.807dBm.方法二：按照图2进行连接。

使用频谱仪测量背景噪声值；打开信号源信号输出开关，逐步增加信号源输出至频谱仪上中频信号数值大于背景噪声12dBm为止，此时信号源输出功率即输入信号为接收机灵敏度：-106dBm（RBW100kHz）方法三：用信号源产生调制脉冲，同时在接收机输出端接频谱仪，测试连接如图3所示。

频谱仪采用0 SPAN功能，频率设为60MHz，单位为电压，检测方式为峰值；设置marker1标记背景噪声顶部，marker2标记脉冲噪声底部，打开marker table。

接收机灵敏度分析
噪声性能是影响接收机灵敏度的关键因素之一、在接收机的前端，会存在各种噪声源，包括热噪声、放大器的噪声等。

热噪声是由于接收机系统中的电阻上的热运动所引起的，它是一个与频率无关的噪声源，可以通过降低系统的温度来减小热噪声。

而放大器的噪声主要来自于放大器自身的噪声系数，噪声系数越小，接收机的灵敏度就越高。

因此，要提高接收机的灵敏度，需要在设计中降低噪声源，并提高放大器的噪声系数。

增益控制技术也对接收机的灵敏度有很大影响。

在接收机中，信号会经过多个放大器进行放大，每个放大器的增益都会对接收机的灵敏度产生影响。

一般来说，增益越大，接收机的灵敏度就越高。

但是，过大的增益也会带来一些问题，比如增加了噪声源的放大、增加了信号的非线性失真等。

所以，在接收机设计中需要合理选择放大器的增益，避免灵敏度过高导致系统性能下降。

射频前端的设计也是接收机灵敏度分析的重要方面之一、射频前端是指接收机的前置放大器、滤波器、混频器等部分。

合理设计射频前端可以提高接收机的灵敏度。

在射频前端设计中，要尽量减小信号的损耗，提高信号的输入功率。

同时，还要设计适当的滤波器来抑制杂散信号，提高接收机对目标信号的检测和区分能力。

另外，混频器的选择和设计也是必不可少的一环，它是将高频信号转换为中频信号的关键组件，直接影响到接收机的灵敏度和动态范围。

总的来说，接收机灵敏度的分析需要综合考虑噪声性能、增益控制技术和射频前端的设计等方面。

通过合理的设计和调整，可以提高接收机的灵敏度，实现更远距离、更高质量和更大容量的无线通信。

雷达接收机灵敏度的测试方法探究作者：刘杰吴飞向东来源：《科学与财富》2016年第12期摘要：雷达测试技术发展，对于我国军用、民用雷达技术水平与实际使用质量的提高，有着重要促进作用。

本文针对雷达接收机灵敏度测试方法技术开展革新研究，为雷达测试技术整体发展提供理论支持。

关键词：雷达接收机；灵敏度；测试；方法；技术革新随着我国电子技术的不断发展，如何利用新型电子技术提高雷达设备整体质量，就成为了当前雷达技术研究者的重要研究内容。

特别是在雷达信号接收过程中，提高接收机敏感度对于提高雷达设备信息处理质量，有着重要的技术支持作用。

为此技术人员利用GPT S软件技术，在原有的雷达接收机技术基础上，改进发展了接收机灵敏度测试方法，提高了灵敏度测试自动化与准确度质量。

新型接收机灵敏度测试方法主要技术内容包括了新型技术平台、流程技术革新，用于测试整体速度和精度，其研究具体内容包括了以下几点。

一、测试平台实用技术研究接收机灵敏度测试平台是开展测试工作的基础设备，也是技术人员首要开展的技术革新环节。

在测试平台设计中，主要技术内容包括了以下几点。

（1）确定信号流通方式。

在测试平台设计中，技术人员在接收机与测试设备过程中，一般使用定向耦合器信号，用以确保设备间信号流通质量。

（2）以雷达技术指标为基础，确定测试信号强度。

不同的雷达设备对于信号接好信号的要求差异，过强的信号接收强度会破坏接收器。

所以在测试平台设计中，技术人员应根据雷达技术要求，采用技术措施（如在设备线路中增加同轴衰减器）调整测试信号强度，确保测试接收机测试安全。

（3）选择合理的信号源。

信号源质量是测试平台质量的主要环节。

特别是脉冲发生器为主的微波信号源的采用，是当前较为常见的信号源设备。

（4）利用质量较好的功率测试频谱仪与计算探头，做好信号输出功率与频谱的检测工作。

（5）采用人工检测监控工作。

在信号检测过程中，技术人员需要在测试平台中同加设示波器，进而保证测试过程中技术人员对测试监控的开展，提高测试工作质量（6）接入ATE系统。

ｄ Ｂ步 进 值 进 行 增 加 ， 当输 出有 连续 几 个 “ ” ， １ 时 再
５ 测试 速度与测试精度 的设 计
况 Ｊ确定 输入 初始 信 号 的功 率 ； 不 断 降低 Ｅ ３ ， 再 ８ １ １
脉 冲发生 器 产 生 信 号 的功 率 ， 至 输 出测 试 结 果 。 直 为 防止 干 扰 ， 出 信 号 的宽 度 必 须 与 输 入 信 号 一 输 致， 也就 是在 检 测 中两 次 以上 连 续 为 “ ” 稳 定 、 １、 周
测对 象 的测试程 序 ， 测试 程 序 的开 发 者 可 以不 必 使 了解 具体仪 器 的操 作 方 法 、 杂 的测 试 系 统软 件 配 复
同功率 的 匹配负 载 。具 体测试 平 台如 图 １所示 。
—— —— — 叫蛋 接 频 谱 仪
置 而专注 于被测 对象 的研 究 。
和 而丢 失信 号 ， 产生误 判 断 ， 至 损坏 接收 机 ； 甚
３ 测试 流程的设计
根 据 雷达 接 收 机 的 设 计 性 能 确 定 出合 适 的
（ ） 入信 号 功率 应 略 超 雷达 接 收 机灵 敏 度 标 ３输 称值 ， 若初 始 输 出信号 全 为 “ ” 则 增 加 输入 信 号 功 ０ ，
定 向 耦 合 器
定 向 耦 合
器
定 向 耦 合 器
定 向 耦 合 器
匹 配
负 载
图 １ 接 收 机灵 敏度 测 试 平 台
２ １ ４月 ６ 日收 到 ， ０ ０年 ６月 １ １日修 改
２ ６期
钱 玉 莹 ， ： 达 接 收机 灵 敏 度 自动 测 试 方 案 设 计 等 雷
正 常接 收并 在 输 出端 检 测 出这 一 信 号 。如 果 信 号

一种FMCW船用导航雷达的灵敏度分析摘要接收机灵敏度是接收机设计中的一项重要指标，本文对采用灵敏度频率控制（SFC）技术的调频连续波船用导航雷达接收机展开研究，分析了在不同频率下影响接收机灵敏度的主要因素。

关键词接收机灵敏度；调频连续波雷达；灵敏度频率控制中图分类号TN95 文献标识码 A 文章编号1674-6708（2016）165-0150-02船用导航雷达的主要用途是探测海面目标，避碰和导航，是船舶航行、进出港不可缺少的工具，在船用电子设备中占有重要地位。

一般的导航雷达基本采用脉冲模式，相比于脉冲模式的雷达系统，调频连续波（FMCW）系统的主要优点在于采用简单结构就能获得较高的距离分辨率，携带方便，且系统在发射时不需要很高的发射功率。

由于FMCW雷达目标距离范围较宽，距离动态变化大，常采用灵敏度频率控制技术（SFC）技术来限制中频信号的输出动态范围，不同频率对应着不同增益，本文对此展开研究，分析不同距离下限制接收机灵敏度的主要因素。

1 接收机的灵敏度计算对于普通的接收机，其灵敏度是主要是由以下因素决定的：模拟前端的增益、噪声系数，ADC的灵敏度（噪声底限），信号处理的带宽。

接收机的灵敏度受ADC和模拟前端共同影响，可由下面公式表示：Pmin=PDmin/G+PAmin，其中：PDmin=？PDmax-（SNR）ADC-10log（Fs/2B）PAmin=-174dBm+NF+10logB符号意义：Pmin：数字接收机总的灵敏度PDmin：ADC的灵敏度（噪声底限），PDmin/G则表示其等效到接收端口的灵敏度？？PAmin：模拟前端等效到接收端口的灵敏度B：带宽（Hz为单位），一般指FIR滤波器的带宽G：模拟前端的增益可见增益很大时，或噪声系数很大时，模拟前端是灵敏度主要限制因素，反之则ADC性能成为制约灵敏度的瓶颈。

这一系列灵敏度计算公式，只适用于一个“理想”的接收机，此接收机模型基于以下假设：1）无外界干扰，射频前端接收的噪声源来自热噪声，高斯分布。

也就 是说 ，只要 把接 收机 的噪 声 系数Ｆ 出便 可算 出其 临界灵 测 敏度 Ｓ ，我 们把 这种 接收 机灵 敏度 的测 试方 法叫做 噪声 系数 法 。 具体 测试 方法 ： 准备 仪器 ： １ ）待测设 备 Ｄ Ｔ Ｕ。 ２ ｇ ｅｔ ８７Ａ 声系 数分 析仪 。 ）Ａ ｉｎ Ｎ ９３ 噪 ｌ ３ Ｐ ６８ 脉 冲信 号驱 动噪声 源 。 ）Ｈ ８４ Ｄ ４ Ｇ ３ ３Ａ ）Ａ Ｅ ６ １ 直流 电源 。 按 照 图 １ 示 ，使 用 Ａ ｉｎ ８ ７ Ａ 所 ｇ ｅｔ ９ ３ 噪声 系数 分 析仪 将带 有 噪 ｌ Ｎ 声 源 （ ｏｓ ｏｒｅ ｎ ｉ ｓｕｃ ）一 端连 接 待测 设 备 的输 入端 ，另一 端 口与待 ｅ 测 设备 输 出端相 连 。对设 备通 电 （ Ｇ ３３ａ Ａ Ｅ ６ １ ）并加 入本 振 （ Ｏ） Ｌ 脉 冲信 号驱 动 噪声 源 （ Ｐ ６ ８ Ｈ ８４ Ｄ）后 ，对 噪声 系 数测 试 仪设 置 好 些 必 须 参 数 ，例 如 频率 范 围 、应 用 （ 大 器／ 频 器 ）以及 校 放 混 准 电缆 等 。 经过 噪声 系数 分 析 仪 测 量 可 以 得 到 被 测 设 备 的 噪 声 系数。 记 录好 各 频 点 的噪 声 系 数 ，利用 公 式 Ｓ ＝ １４ｄ ＋ ０ １ Ｂ 一 Ｂ １ １ ｇ １ （ ｚ ＋ Ｏ ｇ计 算 得 出各 频点 的灵 敏度 ，取最 小值 得 到 接 收机 ＭＨ ） ｌ ｌＦ 灵 敏度 。 ３ 灵敏 度的直观 测量 法测量接 收机 灵敏度
１ ７ ６
应 用 方 法 论
２窄 霸 Ｌ 科２ ７ ＿ ０年 未 １ 第期
接 收机 灵敏 度 的测量 方法
王 硕
（ 中电集团二十所 ，陕西西安 ７ ０ ６ １０ ８）

实验一接收机灵敏度实验
试验目的：熟悉雷达接收的最基本的条件是有足够强的雷达回波信号能量进入接收机。

掌握切线灵敏度的定义。

观察在雷达回波信号能量变化的条件下，接收机输出的雷达回波信号的包络的变化。

试验内容：
1．熟悉实验装置的电路结构和器件，检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好。

2．连接目标回波包络输出到示波器。

3．改变目标回波幅度，观察示波器输出的雷达目标回波信号波形。

试验报告：
1．雷达目标回波信号波形分析
2．计算雷达的切线灵敏度。

• 63•在当今民航事业迅猛发展的环境下，二次监视雷达作为空中交通管制的重要设备，在空域监视和保障飞行安全方面发挥着不可或缺的作用。

因此，二次监视雷达必须具备很高的可靠性和稳定性，为了实时掌握二次监视雷达的设备状态，需要对二次监视雷达的接收机灵敏度等重要性能指标进行监控。

本文所述的二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法，通过周期性地向接收机施加测试激励信号，接收机反馈与自身灵敏度相关联的模拟信号，对该模拟信号进行A/D 量化处理后，获得模拟信号幅度，经过转换函数一种二次监视雷达接收机灵敏度的自动测量方法四川九洲空管科技有限责任公司 李 枢 杜世勇 唐 川图1 测试激励信号时序图图2 转换模拟视频电路图计算出二次监视雷达的接收机灵敏度。

该方法十分简便，无需使用ATC-1400A 测试测距仪等昂贵专用测试设备，同时不会影响二次监视雷达的正常工作。

1 现有测量方法的缺点在通常情况下，二次监视雷达的接收机灵敏度只能通过ATC-1400A 测试测距仪等昂贵专用测试设备进行测量，尤其是在航管站，二次监视雷达全天候、全天时不间断工作，不能暂停使用来进行测量，因此传统测量方法十分不便。

2 技术方案实现2.1 施加测试激励信号二次监视雷达的数字信号处理板FPGA 产生测试门和测试编码信号，在每一个询问触发周期的前100us 内作为激励信号施加给接收机，测试门和测试编码信号在正常发射的询问编码信号之前，不会与接收的应答信号产生混淆，因此对二次监视雷达的正常工作不• 64•会造成影响。

测试激励信号时序图如图1所示。

2.2 接收机耦合模拟视频接收机收到测试激励信号后，检测到测试门信号有效，通过对数检波器耦合出与测试编码同步的模拟视频信号，模拟视频信号的幅度反映接收机的灵敏度。

图2为二次监视雷达接收机通过对数检波器转换为模拟视频信号电路图。

2.3 A/D量化二次监视雷达的数字信号处理板对接收机反馈的模拟视频通过A/D 转换芯片进行A/D 量化。

雷达接收机的噪声系统及灵敏度接收机是雷达系统中必不可少的的一部分，而接收机性能也关系到雷达的正作。

接收机根据其系统架构可以分成：超外差接收机、宽带中频接收机、零中频接收机、数字中频接收机等。

接收机在朝着高集成度、低功耗、射频前端的软件化、数字化发展。

雷达接收机的射频前端主要进行的是滤波、放大、频率转换等信号处理，而固有噪声存在于整个接收机前端系统，从而对接收的雷达信号产生影响，降低了输入射频信号的信噪比。

而噪声系数(NF)就是对这种影响的度量。

所有接收机的灵敏度都受到热噪声的限制，而在雷达中，主要是来自接收机的热噪声(而不是外部噪声源)。

噪声系数系统的噪声系数决定了最小可检测有用信号或者接收机的灵敏度。

噪声系数的线性描述-噪声因子，是一个无单位的量，它是接收机所有的输出噪声(包括输入信号引入的噪声和接收器本身产生的噪声)和仅有输入噪声产生的输出噪声之比。

式中，SNRin是接收机输入信噪比，SNRout是接收机输出信噪比。

级联系统的噪声系数可由如下公式表征。

假设在一系列放大器链路中，第一级放大器的增益是G1、噪声系数为F1，第二级放大器的的增益是G2、噪声系数为F2，第三级放大器的增益是G3、噪声系数为F3，以此类推，那么总的噪声系数F如下式所示：如果G1值很高，那么除了F1之外，其他项的贡献都可以忽略不计，这是一个良好设计系统追求的目标。

因此，系统噪声系数很大程度上取决于接收机链路的第一级。

在大多数现代雷达系统中，采用基于砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的半导体低噪声放大器(LNA)。

这些部件彻底改变了雷达接收机的设计，使雷达接收机噪声系数轻松提高1dB，这比以前的系统好10倍左右。

当然，做任何事情都是需要代价的，避免失真也是至关重要的，因此低噪声放大器具有线性是至关重要的。

一个非常高的增益器件(大的G1)往往缺乏线性度，因此，在线性度和噪声系数之间进行权衡是接收机设计的一个重要方面。

在有源电子扫描阵列(AESA)雷达中，通常在阵列的每个发射/接收模块中包含一个低噪声放大器，这减少或消除了在后续接收机的输入端接入低噪声放大器的需求。

界 定 Ｓ／ 。 ０ｄ ｏｎ ＝ Ｂ有 其 实 际 困 难 ， 文分 析 了接 收 机 的噪 声 、 号 形 式 ， 结 出 了一 种 工 程 中简 单 可 行 的灵 敏 度 测 试 本 信 总
方法。
关键词： 接收机灵敏度 ； 信噪 比； 限带高斯噪声 ； ｔｂ仿真 Ｍａａ ｌ 中图分 类号 ：Ｎ ５ Ｔ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ００ （０ １０ ０４ ０ １ ６— ７ ７ ２ １ ）５— ０ ７— ４ ０
Ｔｅ ｔＭ ｅ ｈｏ ｆ Ｒｅ ｅ ｖ ｒ Ｓ ｎ ｉｉ ｉｙ ｆ ｒ Ｒａ ａ ｓ ｔ ｄ ｏ ｃ ｉ ｅ ｅ ｓｔｖ ｔ ｏ ｄ ｒ
Ｌ ０ Ｆ ｎ ＨＥ ｉ— ｕ ｎ，ＹＡ ｎ — ｎ Ｕ ａ ，Ｓ Ｎ Ｊｎ ｑ ａ Ｎ Ｍｉｇｍｉｇ
（ ｌａ ｅｒｓｎａｖ ｆｃ ｆ Ｌ ｔ ｅ ｕｎｙａ ， ｕ ｎｙ ａ ２０ ７ Ｃ ｉａ Ｍｉ ｒ Ｒ ｐｅｅｔ ｉ Ｏ ｅｏ ＡＳａ ｄｉ Ｇ ａｇｕ ｎ Ｇ ａｇｕｎ ８ １ ， ｈｎ ） ｉｙ ｔ ｔｅ ｉ Ｐ ｙ ｎ ６
ｔ ｎ ｉ ｏ
雷 达接 收 机 通 常 由 限幅 器 、 频 放 大 器 、 频 器 、 高 混 中频 放
现在 需 要 讨论 的是 是 否 可 以根 据 临 界 灵 敏 度 的直 观 定 义 ， 即
ｓｍ ＝ ｕ
大器等元器件组成… 。接 收机灵敏度用来 表征接收 机接收 微弱信号的能力 。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 ， 更重要的是 使其输出信噪 比 ｓ ｎ 达到所需数值 。若令这个所需 数值 ／ 。＝ Ｂ 便 可 。 。 ／ ｎ ０ｄ ，
Ｇｅ ｅａｌ ｈ ｅ ｓｔｖｔ ｆＲａ ａ ｅ ｅｖ ｒｉ ｏ ｓ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌｒ ｃ ｉｉ ｇ ｓ ｎ ｉｉｉ ＿，ｎ ｍｅｙ ｉ ｉ ｈ ｎ ｒ ｌ ｔ ｅ ｓ ｎ ｉ ｉｙ ｏ ｄ ｒｒ ｃ ｉ ｅ ｓｔ ｈ ｗ ｈ ｒｔ ａ ｅ ｅｖｎ ｅ ｓｔ ｔ Ｓ ｎ ａ ｌ ｔ ｓｔｅ ｙ ｉ ｉ ｖｙ ｉｐ ｔｓｇ ａ ｏ ｒｗｈ ｎ ｔ ｅ ｒｔｏｏ ｉｎ ｏ ｎ ｉｅｆ ｒｒ ｃ ｉｅ ｕ ｐ ｔｉ Ｏ ｎ ｎ ｕ ｉｎ ｌｐ ｗｅ ｅ ｈ ａｉ ｆｓｇ ａ ｔ ｏｓ ｅ ｅｖ ｒｏ ｔ ｕ ｓＳ ／ ０＝０ ｄ ｌ ｏ Ｂ． Ａｉ ｄ ａ ｈ ｕ ｚｅ ｍｅ ｔｔ ｅｐ ｚ ｌ

天气雷达接收灵敏度低的分析与检修摘要本文简要介绍了天气雷达接收系统组成及各部分的工作原理。

对天气雷达接收机灵敏度比正常值偏低近20多dB的故障原因及检修过程进行了详细的叙述，本次故障检修的处理过程具有代表性，虽然在处理过程中走了些弯路，但它的分析与检修过程不仅适用于雷达，同样对其它雷达在处理接收灵敏度故障方面具有很好的借鉴作用，它可以为雷达维护、维修工作人员提供一些参考，以便能够快速准确的排查故障，使设备尽快恢复正常工作。

关键词天气雷达；接收系统原理；故障分析与处理0 引言天气雷达是新一代多普勒雷达CINRAD/CC，主要用于探测300km范围内的大面积降水，同时还可以测定降水云体发展的移动方向和速度，它在短时临近预报以及为领导决策服务中起者极其重要的作用。

1 天气雷达接收系统组成及各部分工作原理接收系统是天气雷达的重要组成部分。

雷达接收系统的作用是雷达所接收到的回波，并以在有用回波和无用干扰之间获得最大鉴别率的方式对回波进行滤波。

天气雷达接收系统由接收机、接收监控组成，它们之间由两条多芯电缆和一条高频电缆相连接。

多芯电缆接通直流电源、交流电源以及各类检测信号，而高频电缆则将接收机输出的Lg信号送到接收监控面板上作为监视用。

1.1 低噪声场效应放大器（场放）场放用作接收系统的前置放大器，对微弱信号进行放大以提高接收机的灵敏度。

低噪声场放由两级微波低噪声场效应管构成，电路内部采用二次稳压，因而对外电源要求低。

电路输入输出端加有隔离器，以便与前后电路良好匹配。

输入按最低噪声匹配，而输出按最大功率匹配。

1.2 预选器它是一可调介质谐振器，能使回波信号顺利通过，而对通带以外的干扰和噪声有适当的抑制作用。

1.3 自频调支路它由本振、功分-电调衰减器、混频器和鉴频器组成。

它由馈线发射支路截至衰减器输出一信号到混频器，混频后得到中频信号进入AFC鉴频器，经鉴频器处理后送出一误差电压去控制本振，使其振荡频率准确跟踪发射机的工作频率相差30MHz，以保证发射频率与本振频率之间恒为接收机中频中心频率30MHz。

雷达接收机灵敏度计算公式(一)雷达接收机灵敏度雷达接收机的灵敏度是指在一定噪声条件下能够接收到的最小有效信号功率。

它是衡量雷达系统性能的重要指标之一。

本文将介绍雷达接收机灵敏度的相关计算公式，并用例子进行解释和说明。

1. 雷达接收机灵敏度的定义雷达接收机的灵敏度通常用信噪比（SNR）来表示，即有效信号功率与噪声功率之比。

我们可以将雷达接收机灵敏度定义为：灵敏度（Sensitivity）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率2. 灵敏度计算公式根据雷达接收机灵敏度的定义，我们可以得出下面两种常见的计算公式：信噪比的计算公式信噪比（SNR）= 接收到的有效信号功率 / 噪声功率接收机灵敏度的计算公式灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR)其中log10表示以10为底的对数运算。

3. 示例解释假设某雷达系统的有效信号功率为10-9瓦，噪声功率为10-12瓦，我们可以使用上述公式来计算该雷达系统的灵敏度。

首先，计算信噪比（SNR）：SNR = 接收到的有效信号功率 / 噪声功率 = (10^-9瓦) /(10^-12瓦) = 10^3然后，根据接收机灵敏度的计算公式计算灵敏度：灵敏度（Sensitivity）= 10 * log10(SNR) = 10 * log10(10^3) = 30 dB因此，该雷达系统的灵敏度为30 dB。

4. 结论雷达接收机灵敏度是衡量雷达系统性能的重要参数之一，它可以通过信噪比（SNR）来计算。

根据接收机灵敏度的计算公式，我们可以得出雷达系统的灵敏度。

在实际应用中，我们可以根据灵敏度的数值来评估系统的性能，并进行相应的优化和改进。

通过以上的例子和解释，希望读者对雷达接收机灵敏度有更加深入的理解和认识。

雷达接收机灵敏度计算公式
雷达接收机的灵敏度是衡量其接收信号能力的重要指标。

对于雷达接收机来说，灵敏度表示其能否接收到较弱的雷达回波信号，换句话说，灵敏度越高，则能够接收到更弱的回波信号。

计算雷达接收机的灵敏度需要使用以下公式：
灵敏度 = (接收机输出信噪比) / (雷达回波信号的理论最小可测信噪比)
接收机输出信噪比是指接收机输出信号中的信号功率与噪声功率的比值。

它越大，则接收机的输出信号越清晰。

雷达回波信号的理论最小可测信噪比是指能够被接收机准确检测到的最小信噪
比值。

如果一条回波信号的信噪比小于理论最小可测信噪比，接收机可能无法正确检测到该信号。

通过计算灵敏度，我们可以评估雷达接收机的性能。

当接收机的灵敏度高时，
能够接收到弱信号，提高雷达的探测能力。

根据雷达系统的需求，可以调整接收机的灵敏度来适应不同信噪比环境下的工作。

需要注意的是，灵敏度计算公式中的信噪比单位应保持一致。

常见的单位有
dB和线性比值。

在使用公式前需要先将信噪比转换为相同的单位，以确保计算的
准确性。

总结起来，雷达接收机的灵敏度计算公式为灵敏度 = (接收机输出信噪比) / (雷
达回波信号的理论最小可测信噪比)。

灵敏度的计算对于评估和优化雷达系统的性
能至关重要，它能够帮助我们了解接收机对弱信号的探测能力。

雷达接收机灵敏度的探讨摘要雷达接收机性能的重要指标之一是灵敏度。

本文主要陈述了雷达接收机的工作原理，灵敏度含义，以及工作中的测量切线灵敏度的方法。

关键词超外差；动态范围；灵敏度；切线灵敏度中图分类号TN957 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)071-0095-01随着雷达设备的日益增多，维护水平的不断提高，如何理解并掌握雷达接收机灵敏度的相关知识和测量技能已经成为雷达维护人员的重要日程。

灵敏度是雷达接收机性能的重要指标之一，灵敏度的高低直接反应了一部雷达探测性能的优劣。

1 雷达接收机的组成图1所示的是典型的超外差电路框图，雷达接收接收机就是这样的装置。

它将所要接收的频率在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。

这个固定的频率，由差频作用产生的。

如果我们在接收机内制造一个振荡电波（通常称为本机振荡），使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作就是混频。

由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。

采用了这种电路的接收机叫外差式接收机，混频和振荡的工作，合称变频。

外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。

二次雷达中我们把这个值设定为60 MHz。

当与本振1030 MHz的相差60 MHz的970 MHz和1090 MHz 的镜像频率进入接收机时，首先在混频前预选滤波器将阻止镜像频率970 MHz 进入后级链路，只允许载波1090 MHz进入混频器。

混频后得到的中频信号，经过匹配滤波器放大，在检波得到视频信号。

以下是雷达接收机各部分的功能简述：高频部分：T/R及保护器：发射机工作时，是接收机输入端短路，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和热噪声增益。

混频器，本振：保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频。

雷达天线灵敏度增强算法的比较研究的开题报告一、研究背景和意义随着雷达科技的不断发展，雷达系统的性能和功能得到了大幅提升，越来越广泛地应用于军事、民航、交通和气象等领域，如何提高雷达天线的灵敏度成为了研究的热点之一。

雷达天线灵敏度是指天线接收到的信号功率与传输距离之间的关系，是决定雷达探测距离和信噪比的关键因素。

目前，针对雷达天线灵敏度增强所提出的算法有很多，如先进的信号处理算法、自适应波束形成算法、空时处理算法等。

这些算法各具特点，以提高雷达天线灵敏度为主要目的，但适用情况和效果不同。

因此，对于不同算法的比较研究具有重要的理论和应用价值。

二、研究内容和方法本研究旨在探究目前常用的雷达天线灵敏度增强算法的优缺点，找到适用于不同场景和需求的算法，并提出改进和优化的建议，以提高雷达系统的性能。

具体地，本研究将进行以下研究内容：1. 总结雷达天线灵敏度增强的算法类型和原理。

2. 实现多种算法并进行仿真实验，分析不同算法的性能和应用情况。

3. 结合实验结果和分析，进行算法优化和改进研究。

4. 提出适用于不同场景和需求的算法选择建议。

研究方法主要包括文献综述、算法实现和仿真实验、数据分析和对比研究等。

三、预期结果及意义本研究将对当前雷达天线灵敏度增强算法进行比较和评估，找出适用于不同场景和需求的算法，并提出改进和优化的建议，以提高雷达系统的性能和应用范围。

经过研究，预期可以取得以下方面的成果：1. 应用文献综述和仿真实验方法，深入探究各种雷达天线灵敏度增强算法的原理和特点，总结出不同算法的优缺点。

2. 通过不同算法的对比实验，分析各种算法在不同场景和需求下的性能差异，提出了适用于不同场景下的算法选择建议。

3. 针对存在的问题和不足，提出了相应的改进和优化建议，以实现更好的灵敏度增强效果。

本研究的成果对于相关领域的研究和雷达系统的应用都具有一定的指导和借鉴意义，同时也为进一步改进和优化雷达系统提供了思路和方法。

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。