船用雷達(dá)設(shè)備接收機(jī)

會(huì)計(jì)學(xué)1船用雷達(dá)設(shè)備接收機(jī)第五節(jié)雷達(dá)接收機(jī)接收機(jī)的作用→信號(hào)處理:抗雜波,放大,顯示.雜波:雨,雪,雷達(dá)干擾í?ì有用目標(biāo):船舶,導(dǎo)航標(biāo),岸線(xiàn),高山，島嶼等.發(fā)射脈沖→目標(biāo)→散射→天線(xiàn)→回波第1頁(yè)/共19頁(yè)§5.1接收機(jī)的組成框圖及其功能頻率轉(zhuǎn)換器

自天線(xiàn)微波集成電路視頻放大增益&STC至顯示器接收機(jī)框圖觸發(fā)脈沖中頻放大檢波器雙功器混頻器本振.微波集成電路主中頻放大器前置中頻放大器視頻部分雙功器第2頁(yè)/共19頁(yè)雙工器使天線(xiàn)工作在雙功狀態(tài)。發(fā)射:發(fā)射機(jī)工作期間；接收:其他時(shí)間微波集成電路（Microwaveintegratedcircuit）變頻器中頻放大檢波前置視頻放大增益控制和海浪抑制控制電路

第3頁(yè)/共19頁(yè)5.1.3頻率變換器???íì混頻器

本機(jī)振蕩1.本振(1)反射式速調(diào)管反射極頂蓋反射極網(wǎng)狀柵極陰極燈絲金屬外殼管腳調(diào)整螺絲輸出環(huán)弓形支架輸出同軸線(xiàn)???íì機(jī)械:調(diào)整螺絲可以改變柵極距離電子:改變反射極電壓調(diào)諧第4頁(yè)/共19頁(yè)(2)耿氏二極管輸出波導(dǎo)諧振腔電壓引線(xiàn)衰減器調(diào)整螺絲

調(diào)整螺絲耿氏二極管輸出口電壓引線(xiàn)耿氏二極管變?nèi)荻O管衰減器調(diào)整螺絲調(diào)諧螺絲調(diào)諧第5頁(yè)/共19頁(yè)1.調(diào)諧過(guò)程將顯示器面板上的調(diào)諧控鈕置于中間位置.調(diào)節(jié)反射極或變?nèi)荻O管電壓為標(biāo)準(zhǔn)值。調(diào)整機(jī)械調(diào)諧螺絲找到諧振點(diǎn)。根據(jù)手冊(cè)繼續(xù)細(xì)調(diào)。2.本振調(diào)諧時(shí)機(jī):更換磁控管本振頻率變化長(zhǎng)時(shí)間引起效率較差3.平時(shí)操作雷達(dá)的控制面板調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)：圖象清晰飽滿(mǎn)調(diào)諧指示表指示最大（不是到表刻度的最大)5.1.4本振調(diào)諧(Tune)第6頁(yè)/共19頁(yè)2.混頻器——

微波頻率混頻二極管

作用：將回波信號(hào)fS與本振信號(hào)fL進(jìn)行混頻，得到其差頻，即中頻信號(hào)：fI=fL－fS組成：常用兩個(gè)晶體二極管組成的平衡混頻器，兩個(gè)二極管反向裝置在波導(dǎo)管中組成。第7頁(yè)/共19頁(yè)(1)非常碎弱應(yīng)當(dāng)避免機(jī)械或電力沖擊晶體測(cè)試:R×100or×1k,切不可用R×1or×10k.

不要同時(shí)接觸陰陽(yáng)極備用管應(yīng)當(dāng)在鉛屏蔽盒內(nèi)(2)晶體電流只由本振輸出決定?t?yü本振輸出:mA級(jí)回波幅度:μV級(jí)

晶體電流表征了頻率變換器的工作狀態(tài)。.混頻晶體使用注意：P28第8頁(yè)/共19頁(yè)作用:把微弱的中頻回波信號(hào)(uV)不失真地放大十幾萬(wàn)倍(1V

左右)，然后送去檢波。5.1.5中頻放大器(30,45,60MHz)組成：前置中放2~3級(jí)，主中放6~7級(jí)增益控制：調(diào)節(jié)中放的增益（放大倍數(shù)）控制面板手動(dòng)增益（GAIN）控鈕的使用：使熒光屏上的噪聲斑點(diǎn)似見(jiàn)未見(jiàn)（剛剛可見(jiàn)）第9頁(yè)/共19頁(yè)§5.2接收機(jī)基本參數(shù)1、接收機(jī)靈敏度/噪聲接收機(jī)靈敏度：Prmin=kT△f·N

其中決定因素是接收機(jī)通頻帶△f和接收機(jī)噪聲N。接收噪聲主要來(lái)自接收機(jī)設(shè)備本身,產(chǎn)生的原因是由于電子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為“熱噪聲”。象在收音機(jī)里能夠聽(tīng)見(jiàn)噪聲一樣，雷達(dá)可以在屏幕上觀(guān)察到隨機(jī)噪聲。 增益過(guò)大增益降低增益正常第10頁(yè)/共19頁(yè)

小幅度的噪聲可以與目標(biāo)區(qū)分開(kāi)來(lái)，而極強(qiáng)的噪聲，特別是在前端的噪聲很難與目標(biāo)區(qū)分開(kāi)來(lái)。

接收靈敏度表示了接收機(jī)能夠探測(cè)到微弱目標(biāo)的能力。通常為10-12~10-14W這里需注意的是：近處的小目標(biāo)和遠(yuǎn)處目標(biāo)的回波比較弱2接收機(jī)帶寬△f

接收機(jī)帶寬是指在放大情況下，允許通過(guò)接收機(jī)的信號(hào)頻率范圍。用雷達(dá)脈沖的頻率譜表示:

一般?。骸鱢＝1/ι發(fā)射脈沖寬度ι，脈沖重復(fù)頻率F，通頻帶△f與量程的關(guān)系（表見(jiàn)P25）：第11頁(yè)/共19頁(yè)窄脈沖→寬范圍的頻譜長(zhǎng)脈沖→窄范圍的頻譜△f

↑→噪聲↑→靈敏度↓→失真↓△f

↓→噪聲↓→靈敏度↑→失真↑兼顧:

遠(yuǎn)量程△f

↓→靈敏度↑近量程△f

↑→靈敏度↓ 航海雷達(dá)1～25MHz

第12頁(yè)/共19頁(yè)接收機(jī)輔助電路1、帶寬轉(zhuǎn)換電路隨量程開(kāi)關(guān)同時(shí)轉(zhuǎn)換：近量程：窄脈沖－寬帶寬遠(yuǎn)量程：寬脈沖－窄帶寬2、AFC（AutoFrequencyControl)電路實(shí)現(xiàn)混頻器輸出頻率穩(wěn)定。

3、對(duì)數(shù)中頻放大器作用：增大輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，使接收機(jī)不致于因?yàn)檩斎霃?qiáng)信號(hào)而過(guò)載阻塞。線(xiàn)性中放：適用于有弱回波，而無(wú)強(qiáng)信號(hào)或強(qiáng)干擾信號(hào)的場(chǎng)合。第13頁(yè)/共19頁(yè)4、海浪干擾抑制（STC－sensitivitytimecontrol)

海雜波特性:海雜波圖象特性:圍繞本船，一片不穩(wěn)定的魚(yú)鱗狀閃亮斑點(diǎn)。雜波的強(qiáng)度隨距離的增加而減弱，距離越近雜波強(qiáng)度越強(qiáng)。上風(fēng)舷強(qiáng),下風(fēng)舷弱。最大干擾距離可達(dá)6nmiles以上。海雜波反射強(qiáng)：注意：海浪抑制的同時(shí)，可能丟失距離弱小回波STC電路原理和效果：???íì發(fā)射脈沖寬度長(zhǎng)（τ）電波極化類(lèi)型（垂直）波長(zhǎng)短天線(xiàn)垂直波束寬度寬天線(xiàn)轉(zhuǎn)速慢第14頁(yè)/共19頁(yè)(a)觸發(fā)脈沖tuOur(b)海雜波tuO目標(biāo)回波輸出飽和(c)輸出飽和tuO目標(biāo)丟失(e)接收靈敏度tOPSmin正常(f)STC作用tuO重現(xiàn)目標(biāo)(d)控制電壓tuO抑制范圍抑制深度STC作用海雜波目標(biāo)目標(biāo)丟失目標(biāo)重現(xiàn)海雜波減弱目標(biāo)減弱目標(biāo)正常保留STC增加第15頁(yè)/共19頁(yè)CFAR處理效果島海雜波船（a）原始視頻（b）CFAR偏壓（c）CFAR視頻OOOututut雨雪雜波船5.恒虛警率處理CFAR(ConstantFalseAlarmRate)手動(dòng)探測(cè):

用戶(hù)通過(guò)調(diào)整門(mén)檻電壓來(lái)克服噪聲和雜波以探測(cè)目標(biāo)。自動(dòng)探測(cè):

在原始視頻信號(hào)中取出積分均值，然后再將它從原始視頻中相減。積分均值實(shí)際上是機(jī)內(nèi)熱噪聲和干擾等的強(qiáng)度平均值，所以相減后，可除雜波，輸出有用的目標(biāo)回波。(CFAR視頻).原始視頻:有用回波+電路噪聲+雜波作用：抑制機(jī)內(nèi)噪聲和干擾缺點(diǎn)：易丟失弱小目標(biāo)第16頁(yè)/共19頁(yè)???íì接收:其他時(shí)間發(fā)射:發(fā)射機(jī)工作期間。收發(fā)開(kāi)關(guān)/環(huán)流器—雙功器1.收發(fā)開(kāi)關(guān)收發(fā)開(kāi)關(guān)充滿(mǎn)了可電離氣體，強(qiáng)能量電波能夠電離氣體，在接收機(jī)