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雷达基本理论与基本原理

5.1.2冲击响应函数:“*(. t)
5.1.3最大输出峰值信噪比E/N0(对于正弦载频调制的矩形脉冲,平均功率意义下的峰值信噪比
为2E av/N o);
5.1.4对于高斯白噪声,它是最佳滤波器,输出的瞬时信噪比最大,且等于输入的信噪比;
U*( f) j2 f 0t
5.1.5对于有色噪声,其频率响应函数为:
5.2雷达模糊度函数
当目标信号实际到达时刻与匹配滤波器设定的时刻存在一个时间差,信号
的多普勒频率与匹配滤波器设定的多普勒频率之间存在一个频率差f d时,目标
回波输出同设定的匹配接收机输出之间的失配程度叫做雷达模糊度函数,并记
为:
(,f d) u(t)u*(t )e
通过对雷达模糊度函数的分析,我们可以知道雷达能够在何种程度上将两个
距离相差R c /2,在径向速度上相差 V f d /2的目标分开。

也就是说,雷
达对于目标距离和速度的分辨率和可能的模糊度有多大。

二、雷达的基本组成
1、雷达天线
1.1天线的作用
雷达天线的作用主要分为两个方面:(1)、将雷达发射机产生的高能量电磁波辐射(有一定的方向性)向外部自由空间;(2)、接受目标的回波(包括外部噪声)。

1.2天线的主要参数
1.2.1天线的效率:将高频电流转化为电磁波能量的有效程度(短波损耗小)
P A
4.1振荡频率源
4.1.1基准振荡器(RO
基准振荡器的频率极其稳定,它提供雷达工作所需的基准参考频率,并为雷
达系统中的其他电路提供基准的时钟信号。

4.1.2相干振荡器(COHO
有基准振荡器驱动,其工作频率为f|F,且一般情况下f|F V f RF ,其中f RF为载
频,由用户给定。

4.1.3稳定本机振荡器(STALO
通过基准振荡器驱动来获得最大的频率稳定度,其工作频率为
4.2波形调制
雷达信号时经过调制的射频信号,因调制信号的不同而得到不同的雷达波形。

波形发生器接收到波形信息后,与相干振荡器输出的中频信号经混频器混频后,产生低功率的、具有所需发射波形的中频信号,在上图中,冲相干振荡器来得中频信号(频率为f|F,带宽为0)同带宽为B RF的基带模拟波形混
6.1.1雷达终端的基本内容包括:目标数据的录取、数据处理及目标状态的显示。

自接收机
自天线
雷达终端的典型组成框图
1) 各部分的作用
(1)点迹录取用于实现对来自接收机或信号处理机的雷达目标回报确认,并提取其仰角、方位
角。

距离、速度等信息;
(2)数据处理完成目标数据的关联、航迹处理、数据滤波等功能实现对目标的连续跟踪;
(3)轴角编码完成天线瞬时指向角的提取及其坐标转换;
(4)显示系统完成目标的位置、运动状态、特征参数及空情态势等信息的显示。

2)雷达显示画面的坐标系可分为极坐标和直角坐标两种方式。

根据显示的坐标
参数数量,可分为一维显示和二维显示。

3)雷达终端采用的显示器件可分为阴极射线管(CRT和平板显示器件,其中阴极射线管包括静电偏转
CRT和磁偏转CRT平板显示器件包括液晶显示板
(LCD和等离子显示板(PDP。

4)对于传统的雷达显示器,有直线扫描、径向扫描、以及圆周扫描等方式;对现代雷达显示器,有随
机扫描显示方式和光栅扫描显示方式。

5)根据需要显示信息的种类,可将雷达终端设备分为一次信息显示和二次信息显示,一次显示以模拟
显示为主,二次显示以数字显示为主。

6.1.2传统雷达显示器的类型及质量指标
1)距离显示器
图像 帧缓 存
各部分功能 ① 、A/D 变换:将雷达原始信号转换成
数字信号,满足奈奎斯
特准则;
② 、数据压缩:显示屏幕上一根扫描线上的像素点往往小于雷达回波在一 个雷达重复周期内的采样点数,为正常显示,需对邻近距离单元的回波数 据进行必要的合并压缩处理; ③ 、矢量产生:为产生径向扫描线,需要产生扫描线上各像素点的 X 、丫
坐标值,可以通过矢量产生器得到。

④ 、图像展开:对矢量产生的坐标值进行相应的变换处理。

3)图形通道
(1)、系统构成
至视频D/A =^>
雷达
数 ->据 缓 存
数 据 缓

状态控制字
至监视器
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采用低噪声放大器是为了提高接收机的噪声系数
(3)混频器
混频器将输入的射频信号转换为中频信号,因为一般来说,接收机处理中频信号比处理射频信号要容易很多。

(4)中频放大器
经过混频器下变频处理所得的中频信号通过中频放大器进一步放大,以便正交混频器提取出所需的回波幅度和相位信息。

脉冲多普勒雷达的信号处理模型
1)正交检波
为了得到回波信号的相位差信息,通常采用正交检波将相位差的变化转化成输出电压的变化,在雷达信号处理中,I/Q检波是广为采用的技术。

将I/Q检波结果通
过低通滤波器等装置后,最终输出结果为:
I、Q检波后,保留了接收信号中关于目标距离的延迟相位和
原始相位信息。

2) A/D采样
经过I、Q正交检波的信号可由A/D变换器离散化采样,并提供给数字信号处理系统
做进一步处理。

(昨天在请教师兄的过程中,师兄指出,当前的雷达信号处理机制中,
「般把A/D采样放在检波前面,从而实现数字检波,具体实现过程如何,
I通道:V Acos
Q通道:V2Asin 口
可见,经过。

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