超寬帶電磁學(xué)及應(yīng)用 第8章 超寬帶信號(hào)接收

超寬帶電子學(xué)及應(yīng)用授課教師：楊宏春第7章超寬帶接收機(jī)7.1超寬帶接收機(jī)概述7.1.1影響超寬帶接收機(jī)發(fā)現(xiàn)能力的主要因素沖激信號(hào)帶寬雷達(dá)距離分辨率沖激信號(hào)時(shí)寬雷達(dá)速度分辨率沖激信號(hào)能量雷達(dá)探測(cè)距離討論雷達(dá)發(fā)現(xiàn)能力取決于帶寬、時(shí)寬和能量的乘積7.1.2寬帶、超寬帶接收機(jī)的典型形式外差式超寬帶雷達(dá)接收機(jī)超寬帶沖激脈沖雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)

Chirp線性調(diào)頻雷達(dá)接收機(jī)脈間步進(jìn)頻雷達(dá)接收機(jī)脈沖相位編碼脈間步進(jìn)雷達(dá)接收機(jī)討論外差式和沖激脈沖雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)是最典型的接收機(jī)，相對(duì)帶寬可大于25%7.2沖激雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)7.2.1沖擊雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)的內(nèi)涵將接收天線接收到的微弱時(shí)變周期窄脈沖信號(hào)經(jīng)放大器放大和高速采樣后，送至A/D變換器和數(shù)字信號(hào)處理器處理或由計(jì)算機(jī)控制的雷達(dá)成像設(shè)備中成像。信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)TR開關(guān)收發(fā)天線射頻前端模塊數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理7.2.2沖擊雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)的原理結(jié)構(gòu)低噪放LNA濾波器功分器射頻模塊原理結(jié)構(gòu)7.2.3描述沖擊雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)的主要參數(shù)(1)接收機(jī)帶寬接收機(jī)帶寬主要是指LNA滿足功率增益、噪聲系數(shù)、輸入輸出駐波、穩(wěn)定性性能的頻帶范圍(2)LNA噪聲系數(shù)與噪聲溫度噪聲系數(shù)S：信噪比下降的倍數(shù)多級(jí)放大器噪聲系數(shù)Sin、Nin分別為輸入端信號(hào)和噪聲功率用dB表示噪聲系數(shù)用Te表示噪聲系數(shù)Te=293K(3)LNA功率增益與增益平坦度功率增益G：信號(hào)源和負(fù)載為50時(shí)，輸出、輸入功率比增益平坦度G：帶內(nèi)最大、最小增益差(4)雷達(dá)接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍：LNA輸入信號(hào)的最小、最大功率范圍動(dòng)態(tài)范圍下限取決于噪聲性能；動(dòng)態(tài)范圍上限取決于LNA非線性指標(biāo)。動(dòng)態(tài)范圍下限PminM表示系統(tǒng)信號(hào)噪聲比動(dòng)態(tài)范圍上限P1dB：輸出偏離線性范圍1dB點(diǎn)(5)端口駐波比和反射損耗按LNA噪聲系數(shù)設(shè)計(jì)匹配電路，可能偏離駐波比最佳狀態(tài)；一般地，輸入端口駐波比要求1.5-3；輸出端口駐波比2-3(6)系統(tǒng)穩(wěn)定性絕對(duì)穩(wěn)定條件：LNA輸入輸出端反射系數(shù)滿足條件穩(wěn)定：LNA輸入、輸出端反射系數(shù)大于1的穩(wěn)定態(tài)條件穩(wěn)定動(dòng)態(tài)范圍放大器在s輸入平面的絕對(duì)穩(wěn)定充要條件放大器在L輸入平面的絕對(duì)穩(wěn)定充要條件7.2.4探地雷達(dá)時(shí)域接收機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)舉例(1)地層參數(shù)的衰減電磁波在介質(zhì)中隨距離衰減的計(jì)算公式為(a)衰減常數(shù)隨電導(dǎo)率的變化(b)衰減常數(shù)隨電導(dǎo)率的變化(a)衰減常數(shù)隨介電常函數(shù)的變化(b)衰減常數(shù)隨介電常函數(shù)的變化(a)衰減常數(shù)隨頻率的變化(b)衰減常數(shù)隨頻率的變化(2)電磁波在地層中的傳輸速度電磁波在地層中傳輸速度計(jì)算公式(3)接收機(jī)靈敏度依頻域雷達(dá)方程考慮地層衰減依接收機(jī)靈敏度計(jì)算公式取M=1并帶入公式的其它相關(guān)參數(shù)，可計(jì)算得到Pr(4)發(fā)射機(jī)最小功率其中pr—r變化曲線(5)接收機(jī)分辨率距離分辨率角向距離分辨率可由