雷達(dá)接收機(jī)主要質(zhì)量指標(biāo)課件

雷達(dá)接收機(jī)主要質(zhì)量指標(biāo)

雷達(dá)接收機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)

1.靈敏度和噪聲系數(shù)

2.接收機(jī)的工作頻帶寬度和濾波特性

3.動(dòng)態(tài)范圍和增益

4.頻率源的頻率穩(wěn)定度和頻譜純度

5.幅度和相位的穩(wěn)定性6.正交鑒相器的正交度；7.A/D變換器的技術(shù)參數(shù)；8.抗干擾能力；9.頻率源和發(fā)射激勵(lì)的性能；

10.微電子化和模塊化結(jié)構(gòu)1.靈敏度和噪聲系數(shù)

靈敏度表示接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力。能接收的信號(hào)越微弱,則接收機(jī)的靈敏度越高,因而雷達(dá)的作用距離就越遠(yuǎn)。

目前,超外差式雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度一般約為(10-12～10-14)W,保證這個(gè)靈敏度所需增益約為106～108,這一增益主要由中頻放大器來完成。

靈敏度用接收機(jī)輸入端的最小可檢測(cè)信號(hào)功率Simin來表示。

噪聲系數(shù)：

接收機(jī)輸入端信噪比與輸出端信噪比的比值。

根據(jù)定義,噪聲系數(shù)可用下式表示:式中,Si為輸入額定信號(hào)功率;Ni為輸入額定噪聲功率(Ni=kT0Bn);So為輸出額定信號(hào)功率;No為輸出額定噪聲功率。

假如接收機(jī)中沒有內(nèi)部噪聲，稱之為“理想接收機(jī)”，則其輸出信噪比

與輸入信噪比

相同，噪聲系數(shù)F=1。理想接收機(jī)：噪聲系數(shù)F是沒有單位的數(shù)值,通常用分貝表示

F=10lgF(dB)

接收機(jī)靈敏度與噪聲系數(shù)的關(guān)系Ni=kT0Bn

通常,我們把(So/No)min稱為“識(shí)別系數(shù)”,并用M表示,所以靈敏度又可以寫成為了保證雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的質(zhì)量(如在虛警概率為10-6的條件下發(fā)現(xiàn)概率是50%或90%等),接收機(jī)的中頻輸出必須提供足夠的信號(hào)噪聲比,令So/No≥(So/No)min時(shí)，對(duì)應(yīng)的接收機(jī)輸入信號(hào)功率為最小可檢測(cè)信號(hào)功率,即接收機(jī)實(shí)際靈敏度。2.接收機(jī)的工作頻帶寬度和濾波特性

接收機(jī)的工作頻帶寬度表示接收機(jī)的瞬時(shí)工作頻率范圍。在復(fù)雜的電子對(duì)抗和干擾環(huán)境中,要求雷達(dá)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)具有較寬的工作帶寬,例如頻率捷變雷達(dá)要求接收機(jī)的工作頻帶寬度為10%—20%。接收機(jī)的工作頻帶寬度主要決定于高頻部件(饋線系統(tǒng)、高頻放大器和本機(jī)振蕩器)的性能。

中頻的選擇和濾波特性

接收機(jī)中頻的選擇和濾波特性是接收機(jī)的重要質(zhì)量指標(biāo)之一。中頻的選擇與發(fā)射波形的特性、接收機(jī)的工作帶寬以及所能提供的高頻部件和中頻部件的性能有關(guān)。在現(xiàn)代雷達(dá)接收機(jī)中,中頻的選擇可以從30MHz到4GHz之間。當(dāng)需要在中頻增加某些信號(hào)處理部件,如脈沖壓縮濾波器,對(duì)數(shù)放大器和限幅器等時(shí),從技術(shù)實(shí)現(xiàn)來說,中頻選擇在30MHz至500MHz更為合適。對(duì)于寬頻帶工作的接收機(jī),應(yīng)選擇較高的中頻,以便使虛假的寄生響應(yīng)減至最小。

3.動(dòng)態(tài)范圍和增益

使接收機(jī)開始出現(xiàn)過載時(shí)的輸入功率與最小可檢測(cè)功率之比,叫做動(dòng)態(tài)范圍。動(dòng)態(tài)范圍表示接收機(jī)能夠正常工作所容許的輸入信號(hào)強(qiáng)度變化的范圍。最小---最小可檢測(cè)信號(hào)功率Simin,最大--根據(jù)正常工作的要求而定。當(dāng)輸入信號(hào)太強(qiáng)時(shí),飽和而失去放大作用,稱為過載。為防止飽和，可增加STC、AGC控制電路。

接收機(jī)的增益表示對(duì)回波信號(hào)的放大能力，通常輸出信號(hào)功率與輸入信號(hào)功率之比，即“功率增益”4.頻率源的頻率穩(wěn)定度和頻譜純度

一般來說,工作穩(wěn)定性是指當(dāng)環(huán)境條件(例如溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)等)和電源電壓發(fā)生變化時(shí),接收機(jī)的性能參數(shù)(振幅特性、頻率特性和相位特性等)受到影響的程度,希望影響越小越好。這里主要是頻率源本振信號(hào)的短期穩(wěn)定度，ms量級(jí)。

5.幅度和相位的穩(wěn)定度幅度和相位的不穩(wěn)定性直接影響測(cè)角精度。

6.正交鑒相器的正交度模擬正交鑒相器和數(shù)字正交鑒相器，同時(shí)提取回波信號(hào)的幅度信息和相位信息。

7.A/D變換器的技術(shù)參數(shù)位數(shù)，采樣頻率、輸入信號(hào)的帶寬。

8.抗干擾能力

在現(xiàn)代電子戰(zhàn)和復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境中,抗有源干擾和無源干擾是雷達(dá)系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。有源干擾為敵方施放的各種雜波干擾和鄰近雷達(dá)的異步脈沖干擾,無源干擾主要是指從海浪、雨雪、地物等反射的雜波干擾和敵機(jī)施放的箔片干擾。這些干擾嚴(yán)重影響對(duì)目標(biāo)的正常檢測(cè),甚至使整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)無法工作。現(xiàn)代雷達(dá)接收機(jī)必須具有各種抗干擾電路。當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)用頻率捷變方法抗干擾時(shí),接收機(jī)的本振頻率應(yīng)與發(fā)射機(jī)頻率同步跳變。同時(shí)接收機(jī)應(yīng)有足夠大的動(dòng)態(tài)范圍,以保證后面的信號(hào)處理器有高的處理精度。

9.頻率源和發(fā)射激勵(lì)性能相參、各種波形（波形捷變）。

10.微電子化和模塊化結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)代有源相控陣?yán)走_(dá)和數(shù)字波束形成(DBF)系統(tǒng)中,通常需要幾十路甚至幾千路接收機(jī)通道。如果采用常規(guī)的接收機(jī)工藝結(jié)構(gòu),無論在體積、重量、耗電、成本和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上都有很大困難。采用微電子化和模塊化的接收機(jī)結(jié)構(gòu)可以解決上述困難,優(yōu)選方案是采用單片集成電路,包括微波單片集成電路(MMIC)、中頻單片集成電路(IMIC)和專用集成電路(A