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电子对抗原理之雷达系统结构信号处理教材PPT(共 74张)

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接收机带宽
接收机带宽一般是指3dB带宽,即接收机输出视 频信号的3dB带宽
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接收机中心频率(IF)
超外差式接收机中频部分的中心频率称为中心 频率(IF),简称中频,中频的选择和发射波 形、接收机的带宽以及射频频率有关。一般来 说,接收机的带宽越宽,要求中频越高;
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中频一般在10MHz至1GHz之间,常用的中频有 6.5MHz(TV伴音中频)、10.7MHz(调频广播 中频)、21.4MHz、30MHz、 38MHz(TV图 像中频)、 40MHz、60MHz、70MHz、 140MHz、210MHz等
D(dB) 10lgPimax Pimin
式中 P i m a x 为接收机不发生过载允许输入的最大信 号功率,P i m in 为最小可检测信号功率。
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接收机增益
接收机增益指输出信号功率与输入信号 功率之比,如下式所示:
G po pi
式中 p o 、p i 分别为输出信号功率和输入
信号功率。
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接收机保护
雷达系统工作时,可能会受到各种其它设备的 干扰,而接收机一般只能正常接收微弱信号, 过强的信号会损坏接收机;特别是前级低噪声 放大器(LNA)比较脆弱,因此输入部分应加 保护,对较强干扰信号(外部干扰或发射机泄 漏)到保护作用
采用限幅器或开关
工作频率范围
表示接收机正常工作时能接收的信号频率范围, 主要由射频部分器件(LNA、混频器)的性能 决定
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接收机的非线性失真
非线性失真,如互调失真,交调失真,产 生2次及高次谐波,3阶交调,高阶交调等 有害信号。 输入信号频率:f1、f2 ; 谐波: 2f1 2f2 3f1 3f2 ; 3阶交调: 2f1-f2 , 2f2 -f1 ; 1dB压缩点概念。
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镜像频率抑制比
理想情况下,I、Q两路信号组成复信号,其傅 立叶变换在频域不存在镜像。但实际I、Q两路 信号很难做到理想正交,这时会导致镜像频率 的存在,I、Q两路信号理想部分与其镜像部分 功率之比定义为镜像频率抑制比,简称镜频抑 制比。
一种典型的雷达系统原理框图
天线
天线扫 描控制 装置
收发开关 或环行器
发射机 频综 接收机 监控终端
信号处理机
数据处理 显示终端
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超外差式接收机原理框图
射 频 接收机 信 保护器

低噪声 滤波 放大器 器
射频部分
中 混频 频 器信

中频 滤波器
中频 中频 放大器 滤波器
中频部分
中 中频 频 衰减器 信
总线结构 自定义 CPCI:并行总线,总线速度高 VME:机箱槽多, 系统可靠性好 VXS:P0口为高速插头,高速交换架构 VPX:高速交换架构,7排高达6.25 Gb/s的高
速I/O连接器,支持多种互联标准RapidIO、 PCIE、Advanced Switching, InfinBand 其它:PCIE为串行总线,速度高

本振
正交相位 检波信号
I
I
正交相位 低通滤
检波器
波器
Q
Q
视频部分
I
视频 放大器
Q
至信号 处理机
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数字中频接收机原理框图
中频 信号
中频 滤波器
低通滤波、抽 取
I
cos(2fI nT )
A/D
sin(2fI nT )
Q
低通滤波、抽 取
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接收机主要技术指标
接收机保护 接收机的工作频率范围、带宽 中心频率 噪声系数、灵敏度 动态范围 增益、增益控制 镜像频率抑制比
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接收机增益控制
为了防止强信号引起过载,需要增大接收机的动 态范围,就必须要有增益控制电路。一般雷达都 有增益控制。
增益控制方式
自动增益控制(AGC) 灵敏度时间控制(STC)电路用于雷达接收机 克服近程杂波干扰,使近距离回波信号增益低, 远距离回波信号增益高。 灵敏度频率控制(SFC) 杂波图(Clutter Map)增益控制
串行 FLASH
PMC接口
20XLVDS
P6
DDR3 128M*32bit
4X SRIO
IO 6xRocketIO
Pps出 TMS320C6678
1GB DDR3
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5 信号处理机
雷达信号处理流程 信号处理机结构 信号处理机指标
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5.1 雷达信号处理流程
雷达信号处理机的任务是对感兴趣的目标 信号进行检测并提取出目标参数(距离、 方位角、高低角、径向速度等)
A/D
脉冲 压缩
滤波
CFAR 处理
目标参数 提取
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5.2 雷达信号处理机结构
一般结构
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
CLK SPI
TMS320C6748B ZCEA4 456MHz
EMIF
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
10MHz OSC
8xRocketIO
IO
串行 FLASH
FPGA
IO
IO
XC6SLX150T
FGG676
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
通信系统最常用的中频是70MHz
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接收机噪声
雷达接收机噪声的来源主要分为两种: 内部噪声 外部噪声
内部噪声主要由接收机中的馈线、放电保护器、 高频放大器或混频器等产生。接收机内部噪声 在时间上是连续的,而振幅和相位是随机的, 通常称为“起伏噪声”。
外部噪声是由雷达天线进入接收机的各种人为 干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线 热噪声等,其中以天线热噪声影响最大。
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噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比 的比值。
F Si Ni So N o
接收机灵敏度
表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收 机输入端的最小可检测信号功率来表示。
P im iK n T (So B /N o F )min
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接收机的动态范围
表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强 度范围。信号太弱,它不能检测出来,信号太 强,接收机会发生过载饱和。
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信号处理机结构(例1)
J30J
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
10MHz CLK
Pps
FPGA CLK CLK CLK
FPGA AD9520
FPGA CLK CLK CLK
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
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