第3章 雷达接收机
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第3章接收機John W. Taylor, Jr.3.1 雷達接收機的組成雷達接收機的作用是放大雷達所接收到的回波,並以在有用回波和無用干擾之間獲得最大鑒別率的方式對回波進行濾波。
干擾不僅包含雷達接收機產生的雜訊,還包含從銀河系、鄰近雷達、通信設備以及可能的干擾機所接收到的能量。
雷達本身輻射的能量被無用目標(諸如雨、雪、鳥群、昆蟲、大氣擾動和金屬箔條等)散射,並被該雷達接收的那部分也可以叫做干擾。
對機載測高或地形測繪雷達而言,其他飛機是無用的目標,而地面是需要的目標。
更一般地說,雷達用於探測飛機、船隻、地面車輛或人員,而從海面或地面產生的反射均為雜波干擾。
雷達接收機包括的範圍必須適當地確定。
本章將討論圖 3.1所示的接收機的各組成部分。
輸入信號來自天線的收發開關,這個收發開關可使收、發共用一個天線。
一些雷達天線還包括形成接收波束之前的前置低噪放大器。
雖然通常把它們當做天線而不是接收機的元件,但本章仍將討論它們。
接收機對信號進行濾波,以多種方式從干擾雜波中分出有用回波。
為了進行深入討論,這種處理的某些內容分述於其他章節。
第14章討論CW雷達和調頻-連續波(FM-CW)雷達;而這裡討論的只限于脈衝雷達接收機這種主要形式。
低PRF的脈衝雷達發射一串能量脈衝,並在相鄰發射脈衝之間接收回波。
其主要優點是,在接收遠距目標微弱回波時,既沒有發射機漏泄的能量,又沒有附近地物干擾產生的很強回波出現在同一瞬間。
脈衝回波的延遲還提供距離的暫態測量。
從第15章~17章討論的是,根據速度或從一個脈衝到下一個脈衝相位的變化,從干擾中鑒別出需要的目標;這裡討論的接收機,只用於為這種多普勒濾波提供適當形式的各個脈衝信號。
3.12節將討論影響這些多普勒濾波器的同步檢波器或者A/D轉換器中的資料失真。
第10章討論脈衝壓縮,這裡只扼要地介紹它在鑒別處理過程中的協助工具。
實際上,對這種回波的解碼可以作為中頻濾波部分,通常用聲表面波器件或數位相關器,它們可以放在多普勒濾波器之前或之後。
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。