雷達對抗講稿

第一章雷達對抗概述§1.1雷達對抗的基本概念及含義一雷達對抗：偵察，干擾，攻擊的戰(zhàn)術(shù)措施的總稱在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，每一個作戰(zhàn)裝備和作戰(zhàn)人員都會因其在戰(zhàn)爭中的地位和作用而受到多種雷達和武器系統(tǒng)的威脅、殺傷。雷達對抗是一切從敵方雷達及其武器系統(tǒng)獲取信息（雷達偵察），破壞或擾亂敵方雷達及其武器系統(tǒng)的正常工作（雷達干擾和雷達攻擊）的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)措施的總稱。雷達對抗在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中處于舉足輕重、日益重要的地位。二雷達對抗基本原理及特點：雷達對抗是與雷達緊密聯(lián)系在一起的。眾所周知,雷達為了獲取目標信息,必須首先將高功率的電磁波能量照射到目標上；由于目標的電磁散射特性，將對照射能量產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)制和散射；雷達接收到目標調(diào)制后的一部分微弱的散射信號，再根據(jù)收發(fā)信號調(diào)制的相對關(guān)系，解調(diào)出目標信息。雷達對抗的基本原理如圖1—2所示。雷達對抗設(shè)備中的偵察設(shè)備接收雷達發(fā)射的直達信號，測量該雷達的方向、頻率和其它調(diào)制參數(shù)，然后根據(jù)已經(jīng)掌握的雷達信號先驗信息和先驗知識，判斷該雷達的功能、工作狀態(tài)和威脅程度等，并將各種信號處理的結(jié)果提供給干擾機和其它有關(guān)的設(shè)備。由此可見,實現(xiàn)雷達偵察的基本條件是:①雷達向空間發(fā)射信號;②偵察接收機接收到足夠強的雷達信號;③雷達信號的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)位于偵察機信號檢測處理的能力和范圍之內(nèi)。無源干擾物目標無源干擾物目標圖1—2雷達對抗的基本原理示意圖根據(jù)雷達對目標信息檢測的過程，對雷達干擾的基本方法包括：①破壞雷達探測目標的電波傳播路徑；②產(chǎn)生干擾信號進入雷達接收機，破壞或擾亂雷達對目標信息的正確檢測；③減小目標的雷達截面積等。雷達對抗的主要技術(shù)特點是：寬頻帶、大視場雷達對抗設(shè)備的工作視場往往是半空域或者全空域，工作帶寬往往是倍頻程或多倍頻程的。瞬時信號檢測、測量和高速信號處理由于雷達信號大多為射頻脈沖，持續(xù)時間很短。雷達偵察設(shè)備對于射頻脈沖信號的檢測、測量等都必須在短暫的脈沖期間內(nèi)完成。導彈末制導雷達、近炸引信等武器設(shè)備的發(fā)射信號時間很短，要求雷達對抗系統(tǒng)的信號處理必須盡快完成，及時作出有效的反應(yīng)。三電子戰(zhàn)：破壞，保障的軍事行動電子戰(zhàn)（EW）是敵我雙方利和電磁能用定向能以破壞敵方武器裝備對電磁頻譜、電磁信息的利用或?qū)澄淦餮b備和人員進行攻擊和殺傷，同時保障己方武器裝備效能的正常發(fā)揮和人員的安全而采取的軍事行動。電子戰(zhàn)包括兩個相互斗爭的方面：電子對抗（ECM，包括電子偵察、電子干擾、電子隱身和電子摧毀）和電子反對抗（ECCM，包括電子反偵察、電子反干擾、電子反隱身和電子反摧毀）。電子干擾、電子摧毀也統(tǒng)稱為電子進攻，電子反偵察、電子反干擾、電子反摧毀也統(tǒng)稱為電子防護。電子戰(zhàn)按照具體的無線電電子設(shè)備或器材進行分類，如:通信對抗與反對抗、雷達對抗與反對抗、光電對抗與反對抗、引信對抗與反對抗、敵我識別系統(tǒng)的對抗與反對抗、C3I（通信、指揮、控制和情報）系統(tǒng)的對抗與反對抗等。從頻域上分為:射頻對抗、光電對抗和聲學對抗?！?.2信號環(huán)境雷達對抗的信號環(huán)境S是指雷達對抗設(shè)備在其所在地域內(nèi)存在的各種輻射、散射信號的全體：S二Us（t）i=0 1式中,N為信號環(huán)境S中輻射、散射源的數(shù)量；Si（t）為其中第i個輻射、散射源的信號。一.特點：1?輻射源的數(shù)量多、分布密度大、分布范圍寬、信號交疊嚴重

2?信號調(diào)制復雜，參數(shù)多變、快變3?信號綜合威脅程度高二?信號環(huán)境在雷達對抗設(shè)備中的描述和參數(shù)：信號環(huán)境S是由N個輻射源和散射源組成的。如果主要考慮其中的雷達信號輻射源,則輻射源信號Si(t)可順序展開其射頻脈沖序列：s(t)二{s(n小TOC\o"1-5"\h\zi i n=1式中的Si(n)為Si(T)的第n個脈沖。雷達對抗設(shè)備是以S為工作背景，從S中獲取有用信息，并對S作出適當反應(yīng)的設(shè)備。根據(jù)不同用途和戰(zhàn)技指標的要求，具體雷達對抗設(shè)備對S的檢測能力是一有限子空間D,如：D={0 0Q}RF AOA PW pQRF：雷達對抗設(shè)備對信號載頻QAOA:雷達對抗設(shè)備對信號到達方向QPW:雷達對抗設(shè)備對信號脈沖寬度QP： 雷達對抗設(shè)備對信號信號功率的檢測范圍0: 為直積D可以是非時變的，也可以是時變的。雷達對抗設(shè)備可檢測的信號環(huán)境S'是S中的子集合：S'=忖{s(n)Is(n)eD}?i i n=1i=0D的檢測范圍越大,則進入S'的雷達信號也越多。如果以Pi表示i雷達發(fā)射脈沖可被雷達對抗設(shè)備檢測的概率，則在1秒鐘時間內(nèi)S'中的平均脈沖數(shù)人為九=￡P(guān)firii=0fri為第i部雷達的平均脈沖重復頻率。9a9a09波束寬度eA在Q。范圍內(nèi)掃描S'是N個具有周期特性的脈沖信號序列{s(n)}?,n-ii n=1i=0當N的數(shù)量很大時，由于各信號序列的到達時間是相互獨立的，在一定時間內(nèi)近似滿足統(tǒng)計平穩(wěn)性和無后效性，根據(jù)隨機過程理論,S可以采用泊松(Poisson)流近似描述。在時間r內(nèi)到達n個脈沖的概率九(T)nP(t)= e-骯T>0;n=0,1,…n n!在r時間內(nèi)到達脈沖的平均值(均值)為藝P(t)n=Xtnn=0人為單位時間(r=1s)內(nèi)到達脈沖的平均值，也稱為S'的信號流密度。

-It1一0（1）=1—￡亠-It1一0（1）=1—￡亠=?L1y =?嚴二m臺?i相鄰脈沖間隔t的概率密度函數(shù)：po（T）=e-XT,pi（i）=X化亠，到達1個以上的概率:0（1 ）二狂亠,『戀亠」扭r 門，二左/.A=1§1.3雷達偵察概述一?任務(wù)?從雷達發(fā)射的信號中檢測有用的信號，并且與其它信息一起，引導我方做準確，及時，有效的反應(yīng)。二?分類：1.電子情報偵察ELINT—屬于戰(zhàn)略情報偵察，在平時和戰(zhàn)時都要進行2.電子支援偵察ESM 屬于戰(zhàn)術(shù)情報偵察，戰(zhàn)時3?雷達尋的和告警RHAW——用于作戰(zhàn)平臺（如飛機、艦艇和地面機動部隊）的自身防護，戰(zhàn)時，自衛(wèi)4?引導干擾——資源管理5.引導殺傷武器一-引導反輻射導彈跟蹤某一選定的威脅雷達，直接進行攻擊三?技術(shù)特點：作用距離遠，預(yù)警時間長：偵察機的作用距離都遠大于雷達的作用距離,一般在1.5倍以上隱蔽性強：雷達偵察只接收外界的輻射信號，因此具有良好的隱蔽性和安全性3?獲取的信息多而準確：雷達偵察所獲取的信息直接來源于雷達的發(fā)射信號，受其它環(huán)節(jié)的“污染”少，信噪比高4.局限性：情報獲取依賴于雷達的發(fā)射，單偵察站不能準確測距等四?組成：P8Fig1-4至其它設(shè)備圖1—4典型雷達偵察設(shè)備的基本組成QAOA:測向天線陣覆蓋雷達偵察設(shè)備的測角范圍：eAOA:雷達信號脈沖到達角fRF： 脈沖的載頻tTOA：到達時間TPW：脈沖寬度AP： 脈沖功率或幅度F： 脈內(nèi)調(diào)制數(shù)據(jù)這些參數(shù)組合在一起，稱為脈沖描述字（PDW），實時交付信號預(yù)處理器。

測向天線陣與測向接收機組成對雷達信號脈沖到達角QAOA的檢測和測量系統(tǒng)，實時輸出檢測范圍內(nèi)每個脈沖的到達角數(shù)據(jù)(0AOA)；測頻天線與測頻接收機組成對其它脈沖參數(shù)的檢測和測量系統(tǒng)，實時輸出檢測范圍內(nèi)每個脈沖的載頻、到達時間、脈沖寬度、脈沖功率或幅度數(shù)據(jù)；有些雷達偵察設(shè)備還可以實時檢測脈內(nèi)調(diào)制，輸出脈內(nèi)調(diào)制數(shù)據(jù)(F),信號預(yù)處理的過程是:將實時輸入的脈沖參數(shù)與各種已知雷達的先驗參數(shù)和先驗知識進行快速的匹配比較，按照匹配比較的結(jié)果分門別類地裝入各緩存器，對于認定為無用信號的立即剔除。信號主處理的過程是:選取預(yù)處理分類緩存器中的數(shù)據(jù)，按照已知的先驗參數(shù)和知識，進一步剔除與雷達特性不匹配的數(shù)據(jù)，然后對滿足要求的數(shù)據(jù)進行雷達輻射源檢測、參數(shù)估計、狀態(tài)識別和威脅判別等，并將結(jié)果提交顯示、記錄、干擾控制設(shè)備及其它設(shè)備。顯示器、控制器用于偵察機的人機界面處理。記錄器用于各種處理結(jié)果的長期保存?！?.4雷達干擾概述一?任務(wù)：雷達干擾是一切破壞和擾亂敵方雷達檢測我方目標信息的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)措施的統(tǒng)稱。二?分類：按照干擾能量的來源分有源干擾；無源干擾2?按照干擾的人為因素分有意干擾；無意干擾3?按照干擾信號作用的原理分遮蓋性干擾；欺騙性干擾：4?按照雷達、目標、干擾機的空間位置關(guān)系分遠距離支援干擾SOJ隨隊干擾 ESJ自衛(wèi)干擾 SSJ近距離干擾SFJ三?組成P10Fig1-7,1-8為了合理、有效地對抗各種威脅雷達，在一部干擾機中可能含有多種干擾資源(能夠按照控制命令產(chǎn)生干擾信號的設(shè)備稱為干擾資源)，它們在干擾決策、干擾資源管理設(shè)備的控制下協(xié)調(diào)、有序地工作。射頻輸出 射頻脈沖輸入 射頻輸出干擾決策控制命令 干擾決策控制命令(a) (b)射頻輸出 射頻脈沖輸入 射頻輸出干擾決策控制命令 干擾決策控制命令(a) (b)圖1—7雷達干擾機的基本組成根據(jù)干擾信號的產(chǎn)生原理,干擾資源主要分為：引導式干擾資源和轉(zhuǎn)發(fā)式干擾資源兩類。圖1—8雷達干擾資源的基本組成(a)引導式干擾資源；(b)轉(zhuǎn)發(fā)式干擾資源第二章雷達信號頻率的測量§2.1概述一?頻率測量的重要性?頻率是雷達功能和用途的反映?頻率是選擇分選和識別雷達信號的重要參數(shù)頻率對準是有效干擾的有效保證二?測頻系統(tǒng)的主要技術(shù)指標測頻時間接收機從截獲信號到輸出測頻結(jié)果所用的時間。瞬時測頻。對于脈沖信號來說，應(yīng)在脈沖持續(xù)時間內(nèi)完成測頻任務(wù)，輸出頻率測量值。必須有寬的瞬時頻帶，有高的處理速度。截獲概率：在給定的時間內(nèi)正確地發(fā)現(xiàn)和識別給定信號的概率。對于脈沖雷達信號，單個脈沖的頻率搜索概率為：P=P=IF1 r ?-f21△fr為測頻接收機的瞬時帶寬;f2-f1為測頻范圍，即偵察頻段。譬如△fr=5MHz,f2-f1=1GHz,則PlF1=5X10-3，可見是很低的。若能在測頻范圍內(nèi)實現(xiàn)瞬時測頻，即厶fr=f2-f1,于是PlF1=1。截獲時間：達到給定截獲概率所需要的時間。它也與輻射源特性及偵察系統(tǒng)的性能有關(guān)。單個脈沖的截獲時間:Tr為脈沖重復周期;tth為電子偵察系統(tǒng)的通過時間，即信號從接收天線進入到終端設(shè)備輸出所需要的時間。2?測頻范圍、瞬時帶寬、頻率分辨力和測頻精度測頻范圍：測頻系統(tǒng)最大可測的雷達信號頻率范圍；瞬時帶寬：測頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測量的雷達信號頻率范圍；頻率分辨力：測頻系統(tǒng)所能分開的兩個同時到達信號的最小頻率差。測頻誤差：測量得到的信號頻率值與信號頻率的真值之差,常用均值和方差來衡量測頻誤差的大小。對于傳統(tǒng)的測頻接收機，最大測頻誤差主要由瞬時頻帶△fr決定，即15f-+-Afmax 2r瞬時帶寬越寬，測頻精度越低。3?測頻的信號形式兩大類:脈沖信號和連續(xù)波信號。同時到達信號的分離能力兩個以上的脈沖前沿嚴格對準的概率很小，這里所說的同時到達信號是指兩個脈沖的前沿時差△t〈10ns或10ns〈At〈120ns,稱前者為第一類同時到達信號。后者為第二類同時到達信號。5?靈敏度和動態(tài)范圍靈敏度是測頻接收機檢測弱信號能力的象征。如果接收機檢波前的增益足夠高，則靈敏度是由接收機前端器件的噪聲電平確定的,通常稱之為噪聲限制靈敏度。如果檢波器前的增益不夠高，則檢波器和視放的噪聲對接收機輸出端的信噪比影響較大，這時接收機的靈敏度稱為增益限制靈敏度。動態(tài)范圍是指在保證精確測頻條件下輸入信號功率的變化范圍。信號過強會使測頻精度下降，過弱則被測信號信噪比低，也會使測頻精度降低。三.技術(shù)分類：

-"搜索頻率窗'頻域取樣-"搜索頻率窗'頻域取樣Yl毗鄰頻率窗搜索超外差接收機射頻調(diào)諧晶體視頻接收機多波道晶體視頻接收機信道化接收機測頻技術(shù)＜「相關(guān)器/卷積器比相法瞬時測頻接收機

聲光卷積測頻接收機測頻技術(shù)＜「相關(guān)器/卷積器[壓縮接收機、傅立葉變換Y聲光接收機I數(shù)字傅立葉變換接收機圖2—1現(xiàn)代測頻技術(shù)分類一類測頻技術(shù)是直接在頻域進行的，叫頻域取樣法，其中包括搜索頻率窗和毗鄰頻率窗。搜索頻率窗為搜索法測頻，是一種順序測頻。毗鄰頻率窗為非搜索法測頻，較好地解決了截獲概率和頻率分辨力的矛盾。第二類測頻技術(shù)不是直接在頻域進行的，其中包括相關(guān)/卷積器和傅立葉變換。這些方法的共同特點是：既能獲得寬瞬時帶寬,實現(xiàn)高截獲概率，又能獲得高頻率分辨力，較好地解決了截獲概率和頻率分辨力之間的矛盾。2.2頻率搜索接收機一?組成P17Fig2-2搜索式超外差接收機的基本組成如圖2—2所示。天線天線圖2—2搜索式超外差接收機原理圖微波預(yù)選器從密集的信號環(huán)境中選出一定通帶內(nèi)的雷達信號送入混頻器，與本振電壓差拍變?yōu)橹蓄l信號;再經(jīng)過中放、檢波器和視放，送給處理器;最后通過改變本振頻率實現(xiàn)頻率搜索。在搜索過程中，為了始終保持需要的信號頻率fR和本振頻率fL差一個中頻fi,預(yù)選器必須和本振統(tǒng)調(diào)。中頻優(yōu)點：具有靈敏度高、選擇性好;能檢測寬脈沖線性調(diào)頻信號和相位編碼信號,且便于實現(xiàn)。缺點：存在寄生信道干擾，比晶體視頻接收機復雜，窄帶搜索式超外差接收機搜索時間長，對短時間出現(xiàn)的信號頻率截獲概率低。1.寄生信道干擾及其消除方法如果在混頻器的輸入端同時加入信號fR和本振信號fL，由于混頻器的非線性作用，在輸出端可能有許多頻率的信號。產(chǎn)生中頻信號fi時,其一般關(guān)系為ft-mfi+u[r圖2—3為主信道與鏡像信道的關(guān)系圖。/ 兀兀九11圖2—3主信道與鏡像信道的關(guān)系圖設(shè)m=1，n=-1時的情況為主信道,即有用信號為^=1^=-!^=/-/——主信道則m=-1,n=1時的情況為鏡像干擾信道，即鏡頻為/>i=-l^=LA=/+fi__鏡頻信道消除鏡像頻率干擾的方法如下：提高射頻電路的選擇性，抑制鏡像信道。預(yù)選器和本振統(tǒng)調(diào)。采用寬帶濾波-高中頻接收。采用鏡頻抑制混頻器。采用零中頻技術(shù)。把中頻降到零，使鏡像信道與主信道重合，變成單一信道。采用邏輯識別。主信道與鏡頻信號頻率相差兩倍中頻頻率，對于某個輻射源,如果有兩次接收，且頻差為兩倍中頻，則其中必有一個是鏡像干擾。這種方法的缺點是不能實現(xiàn)單脈沖測頻。幾種典型超外差接收機窄帶超外差接收機工作原理見圖2—2。在接收機的工作波段內(nèi)，窄帶微波預(yù)選器與本振統(tǒng)調(diào)而實現(xiàn)順序調(diào)諧,對每個分辨單元逐個偵察。優(yōu)點：頻率分辨力高、靈敏度高、抗干擾能力強、輸出信號流密度低，對處理機速度要求可以放寬等優(yōu)點。缺點：截獲概率低,難以檢測頻率捷變信號和線性調(diào)頻等擴譜信號。寬帶超外差接收機寬帶微波預(yù)選器與寬帶中放連接，構(gòu)成寬帶超外差接收機。優(yōu)點：能檢測和識別寬帶雷達信號，即頻率捷變、寬脈沖線性調(diào)頻和相位編碼信號。由于瞬時帶寬的增加，縮短了給定頻率范圍的掃描時間。寬帶預(yù)選超外差接收機采用寬帶預(yù)選器和高中頻，便可以進一步展寬超外差接收機的瞬時帶寬。例某超外差搜索接收機測頻范圍為[lGHZn2GHZ]>中頻頻率30MHZ,頻率搜索周期Ims,中放帶寬2MHZt試求°本振的頻率變換范圍和調(diào)諧函數(shù)fL(f)若有頻率為H25MHZ的連續(xù)波信號到達，求視頻輸出波形解’ 本振頻率變化范圍’[lOOO+3OMHZn2OO(R3aMHZ]fL(t)=1000MHZ+30MHZ+(2000-1000>^7x=1030A^/Z2)在搜索過程中，輸出信號有無的時間,t2t=30-1MHZzt；=0.124^fL(r3)-1U5MHZ=30+\MHZ解得'=0.126ms波形：□0ti心 // ImszZ二?射頻調(diào)諧晶體視頻接收機射頻調(diào)諧(RFT)晶體視頻接收機是一種最簡單的接收機,其原理圖如圖2—4所示。

預(yù)選器檢波器視放至處理機預(yù)選器檢波器視放至處理機—-—[^> >圖2—4射頻調(diào)諧晶體視頻接收機原理圖首先，微波預(yù)選器在偵察頻段內(nèi)調(diào)諧，選擇所需要的信號，抑制不需要的信號和干擾；經(jīng)過選擇的信號被送入微波檢波器，取出信號包絡(luò)，再將視頻脈沖加到視頻放大器，經(jīng)過視頻放大后送入信號處理機。根據(jù)預(yù)選器的頻率設(shè)置可以得到被測信號的頻率。RFT晶體視頻接收機的頻率分辨力由預(yù)選器的瞬時帶寬確定，帶寬越窄，頻率分辨力越高。三?頻率搜索形式頻率搜索有兩種形式:連續(xù)搜索和步進搜索；連續(xù)搜索中又分為單程搜索和雙程搜索，如圖2—5所示。AA圖2—5單程搜索和雙程搜索時間圖(a)單程搜索；(b)雙程搜索圖中符號意義如下：|f2-fl|為頻率搜索范圍；Tf為頻率搜索周期；tf為頻率搜索時的接收時間，即搜索過一個偵察接收機帶寬△fr所用的時間；f0為信號中心頻率；TN為脈沖群持續(xù)時間。四?頻率搜索速度的選擇頻率慢速可靠搜索頻率慢速可靠搜索,就是在雷達脈沖群存在期間，偵察接收機搜索完整個測頻范圍，即脈沖群寬度TN大于或等于搜索周期Tf，即(2—7)其中,Z為脈沖群內(nèi)脈沖數(shù);Tr為脈沖重復周期。N同時,在接收機掃過一個瞬時帶寬△fr的時間tf內(nèi)所收到的脈沖數(shù)應(yīng)滿足處理機和顯示器所需的脈沖數(shù)Z，即AfinZT（2—8）rAfinZT（2—8）r因此,偵察頻段必須滿足下列公式:Z—^NZ—^NAfr在雷達的脈沖群時間內(nèi)，滿足上式的搜索概率為1,故稱為可靠搜索。頻率快速可靠搜索頻率快速可靠搜索，是指在脈沖寬度T內(nèi)，偵察接收機要搜索完整個偵察頻段，即TfWT,故頻率搜索速度應(yīng)滿足下式:快速可靠頻率搜索為全概率搜索。例某寬帶濾波-高中頻搜索接收機測頻范圍為[2GHZ,4GHZ],Z=l,被測雷達的脈沖重復周期lmg,波束寬度2。，圓周掃描，周期5秒，試求：寬帶濾波的通帶，中頻頻率的選擇，本振的搜索范圍采用頻率慢可靠搜索的搜索周期和最窄的接收機帶寬解；1〉寬帶濾波通帶：[2000MHZ,4000MHZ]/>(4000-20Q0)MHZ/2=1OOOAffiZ，選為1200MHZ本振搜索范圍：卩200MH厶5200MHZ]2〉照射時間：7；=5><2。/360。=1/36$,取Tf^Ts,由Tf解得Tf解得皿嚀弩g嚨頻率概率搜索由于雷達通常處于搜索狀態(tài)，且發(fā)射脈沖信號，因而在偵察天線波束與雷達天線波束重合的條件下，偵察接收機的頻帶與雷達信號的頻譜重合是一個隨機事件。其概率不僅取決于接收機的參數(shù),而且還與雷達發(fā)射機的參數(shù)有關(guān)，即對一部給定的偵察接收機來說，對于某些雷達可能滿足可靠搜索條件,而對于另一些雷達則不滿足可靠搜索條件，即成了概率搜索?！?.3比相法IFM?鑒相器：圖2—9示出了一個最簡單的微波鑒相器。它由功率分配器、遲延線、相加器以及平方律檢波器構(gòu)成。作用：實現(xiàn)信號的自相關(guān)算法，得到信號的自相關(guān)函數(shù)。具體過程如下：設(shè)輸入信號為復信號：u=弋2A=\：2Aejj^ti (2—20)功率分配器將輸入信號功率等量分配，在“2”點和“3”點的電壓均為:u=u=A=Aej^t23 (2—21)而“4”點相對于“2”點相移為零，于是u=u;4 2而“5”點電壓相對“3”點電壓有一個時延，即u=ue一伸=Aej(⑹一?)5 3?=mTmAL?=mTT為遲延線遲延時間，AL為遲延線長度,Cg為遲延線中的電波傳輸速度。經(jīng)過相加器，“6”點電壓為：u=u+u=Aejmt(1+e-j?)6 4 5 (2—23)|u=\：2A、：(l+cos?)(2—24)經(jīng)過平方律檢波器，輸出視頻電壓為u二2KA2(1+cosgT—25)7K為檢波效率，即開路電壓靈敏度。要實現(xiàn)自相關(guān)運算,必須滿足下列不等式：T<7 (T為測量脈沖的最小寬度)，min min否則不能實現(xiàn)相干。這限制了遲延時間的上限。由于信號的相關(guān)函數(shù)為周期性函數(shù)，因此，只有在OW?<2n區(qū)間才可以單值地確定接收機的頻率覆蓋范圍。相移與頻率之間為線性關(guān)系，即?=2nfT在接收機的瞬時頻帶fl?f2范圍內(nèi)，最大相位差為△串=?2-?1=2n(f2-f1)T=2n (2—26)所以，對于給定延時時間T的相關(guān)器,最大單值測頻范圍為1f-f--2 1T說明遲延線的長度決定了單值測頻范圍，要擴大測頻范圍只有采用短遲延線。信號自相關(guān)函數(shù)輸出與信號的輸入功率成正比。在檢波器的輸出信號中，除了有與信號頻率有關(guān)的分量外，還包括與信號頻率無關(guān)的分量,應(yīng)盡量消除其影響。二?正交鑒相器：經(jīng)過改進的實用微波鑒相器如圖2—10所示，圖2—10一種常用的微波鑒相器它由功率分配器、遲延線、90°電橋、平方律檢波器和差分放大器等五部分組成。圖上各點的電壓表達式已經(jīng)標出。這種實用的微波鑒相器輸出一對正交量：U=KA2cos?<iU=KA2sin?1Q同時,U與U的合成矢量為一極坐標表示的旋轉(zhuǎn)矢量,其模為IQU+jU=KA2IQ其相角為

e二里2兀二2里兀二2兀fT九 九九 丿g gg入g為遲延線中的信號波長；Cg為遲延線中的電波速度；△L為遲延線長度；T為遲延線的延時；f為輸入信號的載波頻率。比相法瞬時測頻接收機中采用極性量化方法計算相位的大小。三.極性量化器：如果將正交兩路正弦電壓分別加到兩個電壓比較器上,輸出正極性時為邏輯“1”，輸出負極性時為邏輯“0”，這樣就把360。范圍分成四個區(qū)域，從而構(gòu)成2比特量化器。如果我們再將這兩路信號經(jīng)過適當變換，給每個信號一個相位上的滯后，就可以得到更小的相位量化。其方法如下：將正交信號sin?和cos串進行加權(quán)處理，變成相位滯后為a的兩路正交信號，即sinasin6+cosa+cos6 cos(0-a)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"tanasin6+cos6= =cosa cosasin6sina-cos6+cosa sin(6-a)\o"CurrentDocument"sin6—tanacos6= =cosa cosacos(<|>-a)=cos(a)[/gasin?+cos?]sin(<|)-a)=cos(a)[sin(|)-rgacos(<|)0]在原來一對正交信號的基礎(chǔ)上增加相移為a=45。的一對正交信號，就可以將360°范圍分成8等分，構(gòu)成3比特量化器;在此基礎(chǔ)上,再增加a=22.5。和a=67.5。的兩對正交信號，就可以構(gòu)成4比特量化器。依此類推，可以構(gòu)成5比特、6比特等量化器。多比特極性量化器輸出編碼的值與雷達信號的頻率相對應(yīng),由于f=?/(2nT),則頻率測量誤差與相位和延時線的測量誤差有關(guān)。如果不考慮延時線的測量誤差,則頻率的分辨力與相位分辨力之間有下列關(guān)系：Af二M』AF2兀T 2兀單路鑒相器不能同時滿足測頻范圍和測頻誤差的要求,因此，必須采用多路鑒相器并行運用，由短延時線鑒相器提高測頻范圍,由長延時線鑒相器提高測頻精度。四?多路鑒相的并行運用：在實際工作中，數(shù)字式瞬時測頻接收機既有測頻范圍△F的要求，又有頻率分辨力△f的要求，于是，量化單元數(shù)AFn=—Af首先討論兩路鑒相器的并行運用，如圖2—13所示。兩路量化器均為3比特,第二路遲延線長為第一路的4倍(即T1=T,T2=4T)。短遲延線支路單值測量，其輸出碼為頻率的高位碼，不模糊帶寬△F=1/T。長遲延線增長了3倍,故在遲延線上可以有4個波長，每個周期量化成8個單元，共量化成32個單元。每Af=AAf=AF2mQnk-112mQnk-iQT個單元寬度決定分辨力，即Af=AF23Q4對于多路鑒相器的并行運用，頻率分辨力的一般表達式為式中,m為低位鑒相