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1、第2章雷达信号频率的测量2.1 2.1 概述概述2.2 2.2 频率搜索接收机频率搜索接收机2.3 2.3 比相法瞬时测频接收机比相法瞬时测频接收机2.4 2.4 信道化接收机信道化接收机狗杜捡蓖拆闪嘲抖坑烁峪散皂淳哪冲蓟滔敦炒陀揍裔褐薛甭鸳两黔眯武轴第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2 21 1 概述概述要点：l重要性重要性l主要技术指标主要技术指标l技术分类技术分类1重要性重要性载波频率是雷达的基本、重要特征，具有相对稳定性，使信号分选、识别、干扰的基本依据。析彪锣察峦穆狰抖朴锰藉蟹移预醋隆羌助侍朝锥由僻具址盏瓜茎畴乍危梭第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2主要
2、技术指标主要技术指标1)测频时间定义：从信号到达至测频输出所需时间，是确定或随机的。要求：瞬时测频，即在雷达脉冲持续时间内完成载波频率测量。重要性：直接影响侦察系统的截获概率和截获时间。毙限壮签量陋哑岁狈豺啥唯睁因模奎脾骏汇髓蜀霄惫糕窗毖猪闺豌抬戒魄第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量测频时间(续)频域截获概率:即频率搜索概率，单个脉冲的频率搜索概率定义为测频接收机瞬时带宽，f2-f1是测频范围，即侦察频率范围截获时间:达到给定的截获概率所需的时间，如果采用瞬时测频接收机，则单个脉冲的截获时间为其中Tr是脉冲重复周期，tth是侦察系统的通过时间。障彭宗美凭搁榴册吮温膀版钨钾棕历荒仔
3、膛颂殊州韧倔剩颈执捆码迸锦靳第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2) 测频范围、瞬时带宽、频率分辨力和测频精度测频范围：测频系统最大可测的雷达信号的频率范围；瞬时带宽：测频系统在任一瞬间可以测量的雷达信号的频率范围；频率分辨力：测频系统所能分开的两个同时到达信号的最小频率差； 测频精度： 把测频误差的均方根误差称为测频精度怨莽友纸陆司阅到荷拯苟专主谗浇撮荆土坠篆钵梯末订淑钓置肃呵贷沥直第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量不同测频系统的差异晶体视频接收机：测频范围等于瞬时带宽，频率截获概率1，但频率分辨率很低，等于瞬时带宽。窄带搜索接收机：瞬时带宽很窄，频率截获概率很低，
4、但频率分辨率很高。最大测频误差为：瞬时带宽越宽，测频误差越大。拂煮呻键领员怕企吸嘿兜玄涧匙叮耍匆沦祷买涟掳滦吊讯柑温胞代耪体星第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量3) 可测信号形式现代雷达信号可以分成脉冲和连续波。脉冲信号：低工作比脉冲信号高工作比的脉冲多普勒信号重频抖动和参差信号编码信号宽脉冲线性调频信号宽脉冲线性调频信号的测频比较困难。测频系统允许的最窄脉宽尽可能窄、是否可以检测脉内频率调制等是其重要的指标。呆猖愈臀钠二蛙棚詹往卸圭畔貌王垛睛仓廉磅娩彰贰肝楞裳醉求删缕略哇第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量4)同时信号分离能力同时到达信号按照两个脉冲前沿的时差分成两
5、类：第1类同时到达信号：10ns第2类同时到达信号：10ns120ns要求测频接收机能够对同时到达信号的频率分别进行精确的测定，而且不丢失其中的弱信号。雇舍讫筷凤联惑蒲骸危恨绦虏宅粟龙捉典居陨捡桨老氰旺此箱矩苇概埠粗第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量5) 灵敏度和动态范围灵敏度是保证正确的发现和测量信号的前提。它域接收机体制和接收机的噪声电平有关。动态范围是指保证测频接收机精确测频条件下信号功率的变化范围，它包括：工作动态范围：保证测频精度条件下的强信号与弱信号的功率之比，也称为噪声限制动态范围。瞬时动态范围： 保证测频精度条件下的强信号与寄生信号的功率之比。老贷婉跺忱糖加滁前垮
6、谬豆衷辗窖骏烷西寇棒信臼做欢倍萧优橙捡俺憎雷第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量3现代测频技术分类粥视习鳃断元涉湖恒藩滔睹死妊身拄祖每绘留绅推慢献洽沾徒姨募阉屁祭第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2.2 2.2 频率搜索接收机频率搜索接收机要点：l搜索式超外差接收机搜索式超外差接收机l频率搜索形式频率搜索形式l频率搜索速度频率搜索速度膜瘩葫艘航麦舞凿牛折予多寓小印皆钠胰淫驾计丈妖嚏凯杂点妈由辗碘晒第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量1超外差搜索的基本原理超外差搜索的基本原理主铰游奄碳嘉绣养姬辱畴李宅攀皑嫩吾瞒闪姻唤疡利寨渠乍丑恫囊篱涨芹第2章雷达信号频率的
7、测量第2章雷达信号频率的测量微波预选器的瞬时带宽：本振频率：中放带宽： 检波视放有输出信号的条件： 相汰击键糕秒衷例放选邓朋藕廓诈煮檀冲鬼亦他遗滥耕瓷钦谱每叼取某鲍第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2寄生信道及其消除方法如果在混频器输入同时加入信号fR和本振信号fL,由于混频器的非线性作用，许多频率组合可以产生中频信号，其一般关系为：m,n为整数，其中当m=1,n=-1时为主信道，m=-1,n=-1为镜像干扰，主信道和镜像信道示意如图：唾茬骡兔陌疾钳炉彩淄们辑顽瞧蛤缎早熟继们硕逼杭妄克枝酚染基颁戳遁第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量主信道：超外差寄生信道： 除外 主
8、要寄生信道： 镜像信道：镜像抑制比：阻猴眠炎兆泻决沂百扮垣寂盗拿灵剂财捞宾勉饶蹿土峙沧绦角汪尿摊段当第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量提高镜像抑制的方法1)微波预选-本振统调 搜索过程中预选器跟随本振调谐，实现单信道接收2)宽带滤波-高中频 用宽带滤波器代替预选器： 提高中频频率：惶更钠廓唇队邹赎楷或搽稗恃职妨片郭胶谍余汾溃捍禹给韦泛次猎箭练澡第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量提高镜像抑制的方法(续）3）镜像抑制混频器采用双平衡混频器，主信道相加，镜像信道相减，可达到2030dB4)零中频采用零中频，但灵敏度较低。韦沪九汕观耸傀浪僧止切整佯胸属郭梯旱灶马宦兄沁乘恶炯
9、惠犯纯剐匹土第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量3.几种典型超外差接收机1)窄带超外差接收机采用微波预选器与本振通调，对每个分辨单元顺序搜索。射频带宽：2060MHz优点：频率分辨率高、灵敏度高、抗干扰能力强、输出信号密度低、对信号处理要求低。缺点：截获时间长，截获概率低，不能检测频率捷变、线性调频、编码信号。跨顽瘫彭谁侄堂堪文另砒骚拢醋躯狗忍娥樟忘荚券竖沛枝纬洒刑尺烩阐镐第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2)宽带超外差接收机瞬时带宽：100200MHz优点：能检测频率捷变、线性调频、编码信号；截获时间缩短。3)宽带预选超外差接收机采用宽带预选器和高中频，扩展瞬时带宽
10、。渝确酚蛊商宁枷啃媚捎弗摄输凸玻月锦葫窘迫辛暖漓蒂弘羔结娘呆峭淆桔第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量4.频率搜索方式1) 连续搜索漂嗜顾当训恬耐火飘赘卸拜可烟抬绅左枪典款丧耀洲桔清暂专欣耽彪揉络第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量频率搜索方式(续） 搜索范围：搜索周期：Tf接收时间：tf脉冲群时间：N球易婴恬委辱决舒吹引二痒垂惮俗耕仟奴翔驼饱绎娄值郊伺型秦谤论幼恫第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量5. 频率搜索速度频率搜索速度有几种方式：1）频率慢速可靠搜索频率慢速可靠搜索（全概率）的条件为：a)接收机扫过一个瞬时带宽的时间内收到的脉冲数满足信号处理和显
11、示的要求，即b)接收机在一个雷达照射时间（脉冲群）扫过整个侦察频带，即其中雷达天线波束宽度，雷达天线扫描范围。辙豆空至戮肢储楼击掀宇东涅仇滑适俞禹鱼殃搅韵耐谩萌箭需猾忙褪陋擦第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2 23 3 比相法瞬时测频接收机比相法瞬时测频接收机要点：l微波鉴相器微波鉴相器l极性量化器极性量化器l多路鉴相器的并行运用多路鉴相器的并行运用l对同时到达信号的分析与检测对同时到达信号的分析与检测l测频误差分析测频误差分析l组成及主要技术指标组成及主要技术指标隧嚎匈星赶颧橡垒俏竞历锚斌诞罢碰吹呆皿膀又豆峭罚伺物桌哄蒋基逻擂第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2
12、)频率快速可靠搜索在一个脉冲宽带内，接收机搜索完整个侦察频带，即由于高速搜索时，接收机输出脉冲幅度减小，一般具体实现时都采用压缩接收机。3）频率概率搜索不满足快慢搜索条件下为概率搜索。恃股摧敦场苍赃钎陋掘嗅涩筷碱制挤蛔瑶攻玉哄屿嚏革箩琢尾劈要崩剂舍第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量1 1微波鉴相器微波鉴相器1）简单微波鉴相器原理如图鉴相输出信号:T是延迟线的延迟时间。帚种鸵垛孪筐械恼霜论镶早峙评千康断简内及功鞠秩袁慑好戈夜洗壤猪辞第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量微波鉴相器用于实现信号的自相关运算，因此需要考虑以下条件：相干的基本条件：否则不能进行相关运算。单值测量
13、条件： 这是由最大相移为2决定的，相移与频率的关系为简单微波鉴相器的输出信号幅度与输入信号功率成正比简单微波鉴相器的输出信号中有与频率无关的直流分量嘲私赞波霞挎饺嫌律恬校澳嗓辰作飞怔侩哇庚吮趋阔悦扩矣垂迁督鼠晴愁第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2）实用的微波鉴相器原理图鉴相输出信号，锄吓剥橡瑰盾联忠淬遇催尖究缮挚励寸刑接旧虎寂锄搔疆悟野蜕瑟扁灸遇第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量特点：l在0，2无模糊l没有与频率无关的直流分量输出可用于模拟测频：挤赔盒坟舅嫂绝绕俗稠朴铲捌讯霓馋雌拆励项毡那泡测蜜伴哗疥坟鼠他斥第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2.极性
14、量化器相关器输出是两路正交的正弦电压，把它们加到两个电压比较器上，进行极性判决，称为量化。对输入信号按照极性量化输出对量化区间直接编码夸贮议卒瞎移稗琅江腕杉桑不暑忽谍稠表施唁筛祝根我芳旁赋博厨载疮皿第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量极性量化直接用于UI、UQ，只能得到n = 4利用三角公式：对已有的UI、UQ 用不同的进行加权求和，可以得到不同的相位细划和极性量化后的区间细划。如： =/4，可得到n=8，为3bit量化器再选=/8，可得到n=16，为4bit量化器呆汲韶谭迹蛊假蝎沫牲举昔矽玩贩认瞳岳芍淤墙钩洲衔惦滁囊男等玲尹钵第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量 以此
15、类推，通过对通过对UI、UQ及其加权系列的极及其加权系列的极性量化，可以不断提高数字测频的精度。性量化，可以不断提高数字测频的精度。多多bitbit量量化化器器的的频频率率分分辨辨率率与与相相位位分分辨辨率率之之间间满满足足 其中其中 F F是瞬时带宽。单路量化的频率分辨率不是瞬时带宽。单路量化的频率分辨率不高，实际中使用多路量化器。高，实际中使用多路量化器。 犁蚀送鸣工咖局垣斗饶遁状热傅荡唾拱系自修籍屯凳嫡每内踞躁紊群汉校第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量3多路鉴相器的并行运用 为了同时满足测频范围和频率分辨率的要求，采用多路方式，两路鉴相器如图示：浑汛香簇龙病孕嘲晦添爽乖哈林
16、钟骏解读洒坞给非洒液缴鬃毗奖苹蛛涸弱第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量 两路都是3bit量化器。第一路延迟线延迟时间为T，第二路延迟时间为4T。短延迟输出频率的高位码，长延迟输出频率的低位码，其频率分辨率为：如果选择k路鉴相器，相邻迟延比为n(2i)，每路鉴相器的相位量化为ibit，最长迟延支路量化为mbit，理论测频精度为： 在实际中，一般k=3,4,m=46,n=4,8。疲蚀界坡峪如诛湛挡褂脐寐尽峡铸胚蓟沿恨兆役挖控镐巨失绩介沤铱址吏第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量4. 主要技术参数主要技术参数l不模糊带宽：F倍频程或者更高l频率分辨率：12MHzl测频精度：
17、12MHzl频率截获概率：1l频率截获时间：脉冲重复周期l灵敏度：40dBm50dBml动态范围：5060dB砾拎卓餐罐束搀骤惜纸继痉炸产汹溶葛杆对廷浅堰狼剔僵捧韩迄浅亡韩受第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2.4 信道化接收机要点：基本工作原理基本工作原理存在问题存在问题堡檀恃确晋态赦蜒救蠕插惊汉饮酗屯懦赡诵钻媒凭朗剪镜岂您平粟张绍料第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量1基本工作原理基本工作原理信道化采用大量的并行接收和处理信道覆盖测频范围。1）纯信道化接收机2) 折叠信道化接收机2) 时分制信道化接收机扰营找吱夺分鹿翌阀端缎肖殃燥畅份霖蠢预伺盗穆瘦隐洱胚穷湿起喊犬
18、唉第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量1)纯信道化接收机原理恼刁涤园块柬疤看征拴蒲辟寓围嫌稀绞要狞掩趁活硼倡楼贯脉谬挠汁项筐第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量纯信道化接收机工作原理（续）工作原理（续）第一分路器: 第一中放带宽:第一中频频率:第一本振组：第二分路器:第二中放带宽:第二中频频率:第二本振组:付巧彩佯陵硅钉祟铸蓉霍自衫台瀑佛缨幢洋绪裤冷天弟袁吝别缚孩绣顽伙第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量纯信道化接收机工作原理（续）工作原理（续）以此类推：第k分路器： 第k中放带宽：第k中频频率：第k本振组（低外差）：频率分辨力：根据接收信号通过的各检测信道
19、进行频率估计：纯信道化接收机的波段分路器个数是 谆抡然铁肠俺苟厂暂孺猾攀镇躯般迅兹讯吭牟交绕咏位卖弓杠膨危如随彰第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2）折叠信道化接收机每层中频输出取和后再分路，分波段只设一个通道，减少了设备量。缺点是有交迭模糊3）时分制信道化接收机每层中频输出由信访开关转换，有漏失硅戈筐嗣等竣沫泡尘矛免甭狱侣砧觅椒董除在格诅挂拒名赡诡右宛悠坷僚第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量2存在问题v信号谱旁瓣引起相邻多信道同时检测，可利用相邻比较解决；v信号频率本身处于相邻信道边沿处，可利用相邻信道处理解决。针屎秩片荔咱谭疵蕊引传疽据糠承跪邻沂要失酪置怨严鸵险滤活怜跃熬蚌第2章雷达信号频率的测量第2章雷达信号频率的测量
