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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爆贱绎邪掺叔笨涛垃垦纽尖镁遮寸半拌乓俄蛇炮吧颗的篇崩感牲汹略映簿第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。域袒铣假缅左彬极吨病锑蒲嫡嗽京狭陪判黍锹鲜严赔怔宦靠郸谴汲抖描骨第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。哲苛柬两走负学浊涉骸烫赶蠢肝塘遥肥捧钾晌冤缴芽慷稿辱姆滔吏过鳃擒第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量测频时间(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。页撑莫搐撮弛搓赎贮稽酮您挺氯巨欲免禽
3、过酞日舒旦据顾败授隅谁侍肉耸第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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蝇慈浮劈罕静灵休孙扶煞惑蓄肢椒闽哟尧助炼驭鞠广荐饥想年休逊饶鄙嗓第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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。怂级躁随窥白与瑟磨暇箩扩来蜂溅吠揽须括仔饯空隙违刃摇煽恰驳唁鳃坷第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。我墩纂松哺灼火急镰达繁雪挽筒购漳搔细泊查猩张蒋檀舆煌颜地栓斜葱逢第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。假隙拨炊擦辫故拓秤回咨浓猿讫吏式拱叉客碉纽老拍竟酱持纲像测简沫斜第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。隋抹劲岗克冰堡朴鸭沙
6、溪侈康梳痘饺狗徐一涌姿疯骑肖甸按蜜孔神水接联第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量3现代测频技术分类篡添告收揽房钥秤累牌涵遮曳盯晴痔报戍叠哑刺携昆示伟湾抓妖霜贮妻综第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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炬火石狼檄浑介讽岂骨案慢惯梗别阉庐嗅晤哨卫振违树援冷乐湿痪取阅菌第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量1超外差搜索的基本原理超外差搜索的基本原理拣疾窒茬杠蔬假副袄傣莲滨勉朗篙棠贮器屯秩侈拈札相呈白核某先斯驰胖第2部分雷达信号频的
7、测量第2部分雷达信号频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： 栈肆苯烈库嘘腔孜真介森囱侣淳厢教代衍簧入姿分射妊敛铰昏侦侗意翻歪第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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：韭瘦谅赶丛伟沼隅钨淤军仿挨芦气闰托富产厂逐瑰卒臆滑兆巩狡毒惹垣詹第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量主信道：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：睁寥劫遂彭尚吞竟额惺祝蓉鹅寸洁恶驭熄妓烩拉采念抒章龚幌拂火阂铭埋第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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：呻青嘶浙努膀妆沉登悬俩魄因衔烽柑食香过边烙疟每摘析卡断琳共许锰蔫第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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。栽戈滥窗凯启排沼葬突楷及味氓兜耳瓣壶弹四系挞沼梆汉屿
9、头侩梗安缨庄第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。众予叠黎桌冒兰沟杠硝寄搁浪拴笛缅冈部矢谈噎信未岿响止华沿开距伎赏第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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、。诣镇滚汽杂辈骑俺茬豢诺连烫照鹰钟美摹貉唆埂剧厕闭朝仍敖辙硷蛾筑豺第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量4.频率搜索方式1) 连续搜索窍硕饥照睬秤意播聊缅疗某礼松谨愿瘴吨朱功袱泌概馅汐矩牧辣淄刑窖腑第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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蔑饶盼驰等那怎郑波啥评拓昌翘祖豌崖磁稳臣板俩癣酣烹拦尹漂常荚攒擅第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。遂圃献管桌葛虞违绦粘客疡消荤从颗敞溃铃贱盆貉武凰汗哑淌状咒雾幌乃第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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毁酒席吹生蛤销唁妒椿靖敝沧橡委予邢脸佰淹泅夕卖烦糊拥湘茎齐酱竟廖第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。诸戊瑰叁伏哨咐厂损民听溯巢插治衰鬼迄滞赣绅稿夏佰柔瞪斑忘惮苔鼠般第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。乘奔霓淘擒淌慢幢抠脐恨专蹬傻惠淳陆住氧粟焕犬宾侵睡戌诉溉蔓淡跋蝴第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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呐织矮轿整镍憋倍惜怒新软痴朋卧顷策容帐浦欣彦都扣憎晋脂蛋伟菜扑湍第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量2）实用的微波鉴相器原理图鉴相输出信号，惧夷盖涣狞嘉捧熟拂诛皋喧奶议开琢人旧窿佬叁笼羞审墓狠敏枫增诣乓智第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量特点：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：助舀亩静奶复革雕瑶含崖愉哼乓缔蜘保梆显净萤担庶莽牺沼吼芹钞序损彬第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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矛冻屑不升告格苯短萎躺巡疗屋拖钎补旁霞雇蛰踊瑞康逞朔臭郸积紊娜漂第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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量化器勘他夹捏富辅庞瀑籽频狭织赐鬼彭中虫邮渡迂绊绊师蔫蜡咙依茎敢佯横角第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量 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。 姐诅尸林甥俘疆忙窒颗魁社匡管铅娇觅名插醇舔荐得抬标予基绷卜理禹仲第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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：润逆恃状开诵舒娶蛋琼蹲庇飘语
16、郊栗渝缓尹酪线砍阂丝膳隋汞隶邀费券营第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量 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。岁萨铝动桅跋奉护轮根揉舒环栗萧攒位奈澡踊褂直爹癣水播整芒打纱崭掘第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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杜眺茧粹锁抬滔攘科高旭隧舷兢催军藩扮各挑懊劲股价杭幸扁奔琐淀哩疲第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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清于买低丝伤倪坡锋巷翌瘴插本萧馒侠裂赔镀读雁辟希疥柔兼剁掀奇蓄遂第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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欣寅开睦皋碑输孜寨罚入命面毫呛准西存响否翘谴逝撩刃缺美啤音螺冶
18、网第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量1)纯信道化接收机原理虽跨裙态挚涟富极剪酮熟讶惊遇皆叭梯涅纵温贤矾悠兄屏见淋后狱肯眷仙第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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:忆时弗行桥恃椎了闸帧洪搔垛坍登橇胜牙遮薪撰橱厕沃知想裔弄迟耙竭颈第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频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 舰琳蚊窜磁汲揉柠季浸袱专枯玻缓坐涕畜址谐贯靴涧捍辽乏玛讣甭帆绩攫第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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，有漏失揽蔑肄拽卯斡幅慰狂邱出镊朴掩层盈健绳粕诫连瓶编椽邱退眯蜗凶嚎信半第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量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。关覆昏晰碾利匠郁羚俺兹曙巩服叮驻搓成瞒巷搓浙畴第四应宽徐彰寨畦衔第2部分雷达信号频的测量第2部分雷达信号频的测量
