N amp k Tamp Bn
G
S o : GSi
N o : G ( N i N amp )
等效噪声温度
Si / N i F S0 / N 0
Si / N i (GSi ) / G ( N i N amp )



N i N amp Ni
1
Tamp Tin
Tin 290k
接收机中的几种主要附属电路 3、时间增益控制（灵敏度时间控制STC）
目的：防止近程杂波引起的中频放大器过载
使偏置电压随时间的变化而变化
4、AFC （自动频率控制）
速调管振荡器所决定的本地振荡频率 fL 混频 本机振荡器
fi Ei
fs
中放 AFC电路
输出
判断与额定中频的偏差
现代接收机的共性要求： 宽频带、低噪声、大动态、高稳定 数字化
信号载频功率的比值
fc
fm
f
针对分布型分量的频谱纯度（dB/Hz）：分布性频谱的每单位频带上
的单边带功率与载频功率的比值
L ( f m ) 10 lg
B 带宽内的单边带功率
载频功率
10 lg( B)
(dB/Hz)
典型要求： －80 dB
波形的产生
主要针对线性调频信号 模拟产生方法 有源法
1 So (t ) 2



Si ( ) H ( )e jt d
激励信号的选择标准： 使扩展后的信号满足线性调频的要求
Wave candidate
f dr sin t 2 cos 0 t Si (t ) f dr 2 t
波形的产生
a) 平衡时
1, 0
s (t ) e j 2f it
( f fi )
f
b) 不平衡时
j ( 2f it ) j ( 2f it ) 1 j 2f it j 2f i t s (t ) e e e e 2 2 1 1 j 2f i t j (1 e )e (1 e j )e j 2f it 2 2
x(t ) A cos2ft (t )
f (t ) f1 f dr t t 0 nTr , nTr , n 0,1,2,3,
A t f f1 f2
B

D B 1
脉冲压缩比
t
LFM: 大时宽带宽信 号，解决了普通信号 中大占空比与距离分 辨率间的矛盾。发射 峰值功率小。其最大 优点在于抗多普勒平 移干扰。
N o N 'G2 ( F2 1)G2 N i S /N F i i S0 / N 0 Si N o S i G1G2 N i
T amp ( F 1 ) T in
1 F1G1G2 N i ( F2 1)G2 N i G1G2 Ni
F1G1G2 ( F2 1)G2 G1G2 F2 1 F1 G1
常用雷达发射机
根据平台划分 地面雷达发射机 发射功率高 窄带：高增益和高功率的速调管 宽带：行波管放大器 复合式发射机、全固态发射机 舰载雷达发射机 与地面雷达发射机相似
常用雷达发射机
机载雷达发射机 发射功率：
几千瓦 ～几十千瓦 （峰值） 几百瓦 ～几千瓦 （平均值）
通常采用行波管放大器 星载雷达发射机 通常采用体积小、重量轻的行波管放大器 固态微波晶体管放大器
优于
脉冲雷达发射机效率
通常峰值功率越高、占空比越小，效率越低
效率比较：
速调管、行波管发射机 磁控管、前向波放大管发射机 分布式全固态发射机
+ ++ +++
发射机的主要指标 4、信号形式
脉冲宽度： ps, ns ～ ms a) 固定载波的矩形脉冲调制信号
0.9A
0.1A
上升沿
下降沿
4、信号形式
b) 线性调频信号(LFM)
副主峰比（dB） -20lgN
- 6.0 -9.5 -12.0 -14.0 -16.9 -20.8 -22.3
其它的信号形式
LFM和PSK复合信号
FSK & PSK
OFDM & PSK
5、信号的稳定度
5、信号的稳定度
不对称性和随机性
针对离散型分量的频谱纯度（dB/Hz）：该离散分量的单边带功率与
目的：使目标信号输出维持稳定
输出
中放
检波 LPF
视放 峰值检波器
2、IAGC（瞬时自动增益控制）
目的：防止信号太强，使干扰电压衰减，而维持目标信号的增益 放大器
输出
关键：迅速建立控制电压 为了不影响目标信号强度
i n i
控制 电路
检波器
i : n :
控制电路的时间常数 干扰持续时间
主振放大式
优点：频率稳定度高、可以形成复杂波形、相位相参、适于频率捷变 缺点： 结构复杂，效率低
高性能发射机的要求
发射信号必须是相参的 发射信号脉间必须是高稳定的 具备发射多种复杂波形的能力 抗干扰的能力 采用宽带发射机（>10%） 捷变频工作方式
发射机的主要指标 1、工作频率（频段）、带宽
镜像点-fi 的信号的模值
1 1 j Ai 1 e 1 2 cos 2 2 2
Ai ) I/Q正交鉴相器对系统动态或改善因子的限制： 20 lg( Ad
接收机的噪声分析
目的： 获得级联系统的噪声系数
Si / N i
Si / N i S0 / N 0
F, G, Bn



雷达接收机的主要性能指标（续）
b) 不平衡时
1 1 j 2f i t j s (t ) (1 e )e (1 e j )e j 2f i t 2 2
fi 点的信号的模值
1 1 j Ad 1 e 1 2 cos 2 2 2
雷达接收机的主要性能指标（续） 3、稳定性 短期稳定性（ms）和长期稳定性 频率源的稳定性和频谱纯度 幅度和相位的稳定性： 常温稳定性、宽温稳定性、振荡 常温稳定性、宽频带常温稳定性 4、动态范围和接收机的增益
Smin
S max
So G Si
雷达接收机的主要性能指标（续） 5、抗干扰能力
JATS（Jamming Analysis and Transmission Selection）： 杂波分析和发射
利用压控振荡器（VCO）产生调频波，控制电压按所需的 调频规律变化 VCO: Voltage Controlled Oscillator 压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号
波形的产生
无源法
So ( )
Si ( )
关键： 展宽滤波器的设计
波形的产生
无源法
So ( ) Si ( ) H ( )
So / N o
噪声系数
F
噪声系数的大小与信号功率无关
接收机的功率增益
G N0 GN i
So Si
理想情况
F
F 1
N 0 GN i
F 1
放大器不能放大信噪比！
信号和噪声放大了G倍， 但没有引入新的噪声
等效噪声模型
Si / N i
F, G, Bn
So / N o
理想放大器
Si / N i
发射机的主要指标 2、输出功率
峰值功率、平均功率、占空比
发射信号

Tr
Pt Pave Tr
D

Tr
占空比 or 雷达工作比
功率： 几毫瓦 ～ 几太瓦
发射机的主要指标 3、发射机的效率
定义： 发射机输出高频功率 发射机输入功率（供电，包括冷却用电）
连续波雷达发射机效率： 20～30％
射频隐身的关键
4、信号形式
相位编码 码字的随机性对信号进行扩频，降低了单位频带内的信号能 量，提高了距离和多普勒分辨。 二相码： 180 dg. 四相码: 90 dg.
（5位巴克码信号）
4、信号形式
相位编码
巴克码 码元长度
2 3 4 5 7 11 13
码元
+ -, + + +++ + - +, + + + +++-+ +++--++++---+--++++++--++-+-+
第二部分 雷达接收机
基本组成： 接收前端、中频接收机、频率源 雷达接收系统框图
天
线
雷达接收机（超外差式） 超外差的定义： 接收机利用一个或多个本振和混频器将 接收到的回波变换成中频
现 代 雷 达 接 收 机 框 图
AGC电路
AFC控制电路
AGC: Automatic gain control
AFC: Automatic frequency control
Tamp ( F 1)Tin
级联形式下的噪声系数
N i kT0 Bn
F1 , G1 , Bn
' S N ' F1 N i Si
F2 , G 2 , Bn
N'
No
Si / N i F1 ' S / N'
N ' F1G1 N i
No :
G2 ( N ' N amp )
Recalling
雷达频率源的实现方法 现代的频率源：宽频带、高稳定、能产生复杂波形 1、直接合成频率源 用稳定的晶振作为参考频率源 特点： 频率转换速度快（<10 us）、稳定可靠 输出相位噪声基底低 体积大、成本高 2、间接合成频率源 锁相频率合成器PLL (phase-locked loop ) 组成： 高稳晶振参考源、鉴相器 压控振荡器（VCO）、低通滤波器（LPF） 特点： 电路简单、原理复杂