天线等效电阻
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天线噪声
天线噪声温度 TA决定于接收天线方向图中 ( 包括旁瓣
和尾瓣)各辐射源的噪声温度, 它与波瓣仰角θ和工作
频率f等因素有关。
1 0 00 0 1 00 0
TA ′ /K
地面噪声温度
' TA 0.876 TA 36( K ) 天线噪声与频率 f 有关 , 它
额定信号功率只是信号源 的一个参量，与实际负载 值无关。实际输出功率是 与负载有关的。
Sa Es
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额定噪声功率
噪声源
Z＝R＋ j X N0 Z *＝R－ j X
～ u2n＝ 4kTRBn
un2 N0 kTBn 4R
任何无源二端网络的额定噪声功率只与其温度T和通 带Bn有关。额定噪声功率表明的是噪声源的特性。
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★ 动态范围
接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化范围。
在接收机内部噪声电平一定的条件下，信 号太弱便不能检测；信号太强，接收机会发生 饱和过载，使目标回波显著减小，甚至丢失。 因此要求接收机有较大的动态范围。
度量：使接收机开始出现过载时的输入功率与最小 可检测功率之比
微弱高频信号 噪声和干扰
放大、解调、检波 滤波
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超外差接收机
超外差式接收：将接收信号与本机振荡电路的振荡频 率，经混频后得到一个中频信号，这称为外差式接收 。得到的中频信号再经中频放大器放大的，称为超外 差式。中频信号经检波后得到视频信号。
特点： 灵敏度高、高增益、选择性好、适用性广。 雷达接收机几乎都是超外差式。
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接收机的噪声系数
噪声来源
内部噪声：接收机中的馈线、放电保护器、高频放 大器、混频器、中频放大器产生的噪声。
外部噪声：由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。
起伏噪声
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电阻热噪声
由导体中自由电子的无规则热运动形成 起伏噪声电压均方值
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第三章 雷达接收机
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内容提要
接收机的任务和组成
接收机的主要质量指标
接收机的噪声系数和灵敏度
接收机的高频部分
本机振荡器和自动频率控制
接收机的动态范围和增益控制
滤波和接收机带宽
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雷达接收机的任务
通过适当的滤波将天线接收到的微弱高频信号从伴随 的噪声和干扰中选择出来，并经过放大和检波后，送 至显示器、信号处理器或由计算机控制的雷达终端设 备中。
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天线噪声
天线热噪声：由天线周围介质微粒的热运动产生。 宇宙噪声：由太阳及银河星系产生的噪声，被天线 吸收后进入接收机，呈现为天线的热起伏噪声。
天线噪声起伏电压均方值
2 unA 4kTA RA Bn
天线噪声额定功率
2 unA NA kTA Bn 4 RA
天线噪声温度
目标距离
超外差证这个灵敏度所需增益
约为106~108(120dB~160dB), 这一增益主 要由中频放大器来完成。
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★ 放大倍数(增益)

表示接收机放大信号的能力

若用对数表示，则称为增益
G=20lgK
雷达接收机的电压放大倍数一般为 106~109 倍， 相应的增益为120-180dB
u 4kTRBn
2 n
功率谱密度
p( f ) 4kT
功率谱密度与频率无关
电阻热噪声是白噪声
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额定噪声功率
额定信号功率
负载阻抗与信号源内阻匹配时，信号源输出的信 号功率最大
Z * R jX Z * R jX
Es 2 Es2 Sa ( ) R 2R 4R
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天线 收发开关 发射机
接收机保护器 低噪声高频放大器 近程增益 控制 (STC)
混频 器 中频放大器
稳定本振
AGC
中频增益衰减
中频滤波器
对数放大器
线性放大器
相干本振
限幅放大器
非相干处理
包络检波器 uI(t) 视 频 放
相干处理90°
同频检波器 uQ(t) 大 器 相位检波器 cos sin
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★ 中频的选择和滤波特性
中频选择与发射波形特性、接收机的工作带宽、所能 提供的高频部件和中频部件的性能有关。
滤波特性---匹配滤波
在白噪声背景下，滤波器输出某一时刻的 信噪比最大。
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接收机的主要质量指标
工作稳定度和频率稳定度 抗干扰能力 微电子化和模块化结构
并非真正白噪声, 但在接收 机通带内可近似为白噪声。
1 00
＝ 0 °
10 5° 9 0° 1 1 00 1 00 0 1 0 00 0 f / MHz
0° 5° 9 0°
1 00 0 0 0
毫米波段的天线噪声温度 比微波段要高些 , 22.2GHz 和 60GHz 的噪声温度最大 , 这是由于水蒸气和氧气吸 收谐振引起的。
超外差式接收机 一般方框图
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接收机的主要质量指标 ★ 灵敏度
衡量接收机接收微弱信号的能力。通常用最小可检 测信号功率Si min表示。 能接收的信号越微弱, 则接收机的灵敏度越高, 因而 雷达的作用距离就越远。
发射脉冲 噪声
Rmax
PGA t 2 (4 π ) S i min
1/4
被噪声淹 没的信号
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★ 灵敏度
如果不存在噪声，则不管目 标回波有多小，理论上都能 够检测到。 但实际系统都不可避免地在 噪声，因此接收机的输入信 号功率如果低于噪声水平， 目标就会完全淹没在噪声中， 从而不可能被可靠地检测出 来。 最小可检测功率不仅与噪声 有关，还有要求的检测概率 和虚警概率有关
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超外差式雷达接收机组成基本框图 简化框图
高频输入 接收机 保护器
低噪声高 频放大器
混频器
中频放 大器
检波器
视频放 至终端设备 大器
高频部分
本振
1.高频部分，又称接收机前端，包括接收机保护器、低噪 声高频放大器、混频器和本机振荡器
2.中频放大器，包括匹配滤波器
3.检波器和视频放大器