雷达组成及原理

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1、雷达的组成及其原理课程名称：现代阵列并行信号处理技术姓名：杜凯洋学号：2015010904025教师：王文钦教授一．简介雷达（Radar，即radiodetectingandranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标和其它情报的装置。在现代军事和生产中，雷达的作用越来越显示其重要性，特别是第二次世界大战，英国空军和纳粹德国空军的“不列颠”空战，使雷达的重要性显露的非常清楚。雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器、电源等组成。其中，天线是雷达实现大空域、多功能、多目标的技术关键之一；

2、信号处理器是雷达具有多功能能力的核心组件之雷达种类很多，可按多种方法分类：（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。（2）按装设地点可分为；地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。二.雷达的组成（一）概述1、天线：辐射能量和接收回波（单基地脉冲雷达），（天线形状，波束形状，扫描方式）。2、收发开关：收发隔离。3、发射机：直接振荡式（如磁控管

3、振荡器），功率放大式（如主振放大式），（稳定，产生复杂波形，可相参处理）。4、接收机：超外差，高频放大，混频，中频放大，检波，视频放大等。（接收机部分也进行一些信号处理，如匹配滤波等），接收机中的检波器通常是包络检波，对于多普勒处理则采用相位检波器。5、信号处理：消除不需要的信号及干扰而通过或加强由目标产生的回波信号，通常在检测判决之前完成（MTI，多普勒滤波器组，脉冲压缩），许多现代雷达也在检测判决之后完成。6、显示器（终端）：原始视频，或经过处理的信息。7、同步设备（视频综合器）：是雷达机的频率和时间标准（只有功率放大式（主振放大式）才有）。（二）雷达发射机1、

4、单级振荡式：大功率电磁振荡产生与调制同时完成（一个器件）图2-1单级振荡式发射机（1）定时器提供以为间隔的脉冲触发信号（2）脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的大功率视频脉冲信号。（3）功率射频振荡器：产生大功率射频信号。特点：简单，廉价，高效，难以产生复杂调制，频率稳定性差，。2、主振放大式（主控振荡器加上射频放大链）：先产生小功率的CW振荡，再分多级进行调制和放大。图2-2主振放大式发射机（1）定时器：给三个脉冲调制器提供不同时间，不同宽度的触发脉冲信号（2）固体微波源：是高稳定度的CW振荡器，在脉冲调制下形成输出脉冲（3）中间放大器：在微波源脉冲到达

5、后很短时间处于放大状态，在微波脉冲结束后退出放大状态，受脉冲控制（4）出功率放大器：产生大功率的脉冲射频信号特点：调制准确，能够适应多种复杂调制，系统复杂，昂贵，效率低。（三）雷达接收机一、超外差雷达接收机的组成优点：灵敏度高、增益高、选择性好、适应性广。图3-1超外差式雷达接收机简化框图1、高频部分：（1）T/R及保护器：发射机工作时，使接收机输入端短路，并对大信号限幅保护。（2）低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系数，热噪声增益。（3）Mixer，LD，AFC：保证本振频率与发射频率差频为中频，实现变频。2、中频部分及AGC：（1）匹配滤波：（2）AGC：a

6、utogaincontrol.3、视频部分：（1）检波：包络检波，同步（频）检波（正交两路），相位检波。（2）放大：线形放大，对数放大，动态范围。雷达接收机的主要质量指标1、灵敏度：用最小可检测信号功率表示，检测灵敏度，给定虚警概率，达到指定检测概率时的输入端的信号功率：=

7、=const，=const保证下面灵敏所需接收机gain=120-160dB，＝-120～-140dbw主要由中频完成。2、工作频带宽度：指瞬时工作频率范围，频率捷变雷达要求的接收机工作频带宽度：10-20%。3、动态范围：表示接收机能够正常工作所允许的输入信号强度的变化范围，过载时的

8、，80-

9、120dB。4、中频的选择与滤波特性：，中频选择通常选择30M～500M，抑制镜频.实际与发射波形特性，接收机工作带宽有关。5、工作稳定性和频率稳定度：指当环境变化时，接收机性能参数受到影响的程度，频率稳定度，信号处理，采取频率稳定度、相位稳定度提高的本振，“稳定本振”。6、抗干扰能力：杂波干扰（MTI，MTD）、有源干扰、假目标干扰。7、微电子化和模块化结构。MMIC微波单片集成电路、IMIC中频单片集成电路、ASIC专用集成电路。四、雷达的终端显示器和录取设备1、距离显示器：图4.1显示目标的斜距坐标，用光点在荧光屏上偏转的振幅来表示目标回波的大小，所以又称