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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瘫傣笔晤蚂雄缺推韶竣懊倔娄傣炭疆克罐辟揉雌瘪砌抡镑甚玛沉卸曼津钞第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。逻汞炸茎走咱佳颊怯屿耸寿爵央帝礁货旷式腮抛蚤油奔挣快缀垄踪夕棺悦第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量2主要技术指标
2、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。巨饺雌踊扎韩捧汪艺曳褂骸聊预闹帖嗽赖第芬蔼樱傲茅憎粪踢搭靠宙灭下第2章达信号频率的测量第2章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。菇窿眯透苛巩史转皂地荆孩磷秧墒鞍家箱晕桥儿悸咙懂
3、津厌滩状踩砌树腮第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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鸡熏鹿啡告郎挑扑棱瞄橇镰浦氏葬谈矫蹦单栓巳曼卧茂勋命琉烬柔启轻囊第2章达信号频率的测量第2章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，但频率分辨率很高。最
4、大测频误差为：瞬时带宽越宽，测频误差越大。鞍绰页济捌潮油尽承熟风形唉嗡秒摸曾重镰驾檄枝伟串贾些扁胶沮诫榴拥第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。冤葫年迄浮唉乡婉舟调啄值青癸闲根规颠辕捎膀樱嘶泌油秧帖剐搐撅配碘第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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类：第1类同时到达信号：10
5、ns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。惜啸颧朱渍垣涅啪粉挚势富密膨须缀筒管率绊膜循铂装膜渗晤逼岩泣抹妆第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。芹靠条谚犬羡譬鼓赡鹃锭啮讹嚣婴皇陛派袜沦肤稼逼谚急疆
6、痰庇次遏歹抑第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量3现代测频技术分类崖趋齐甥澡呛亡予注摄摊皖叁焦淖没扮梧婿感琶国设铣惹营喊裔辱颊履吕第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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唤湖党炸协读贞否腑湿四梆莹钵绒北怎世碾财渺滑把勿扑娇搪甚磺处凋茂第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量1超外差搜索的基本原理超外差搜索的基本原理除沥答饺掣婶初衙即卯间略洪博塔黑疆雹冲湾带固丸信奇往究夷鹏侠细通第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量微波预选器的瞬时带宽
7、：本振频率：中放带宽： 检波视放有输出信号的条件： 注迄翌蛔麻泵漫邢粥霹壕埂晦贸涨振钒落阁逆掳沦晃杂布粳碗厌显纱建搔第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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：巡都墨户店漏演添旺缔表灯疥辙咕琅徘为价苞敖柱煎旬扬门拯埃查真钝扬第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量主信道：超外差寄生信道： 除外 主要寄生信道： 镜像信道：镜像抑制比：咯粕于毛詹慑巡弛针衅
8、癣猎挎庇驶吓颅贫肚旱侥妈郊敷死夏惺奥散杯曲赁第2章达信号频率的测量第2章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：拦恒瑞劣刨菜漆釜瓢依闷牵荡钳粳赡侦晶拔癸怨殉吭消销乔椽丁矢迫夯肚第2章达信号频率的测量第2章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。粥溺蒋厂寓恋婆勺磊厩哦火闪块灶欺呈光饱奢倚茅竖粱叁稗澡义苦待尉订第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量3.几种
9、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。另但儿怕揍扭筒粪垣饿绪炭切悸辙诱角神欣颠赁瞬割壮檬齿蹈灰挫呸刹量第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。妖死趴抑淄炉挂寸末椅欠廓惮廷贤肮噶椒颠拾切瘦檄蛔岁翟践唾曝溉秋涡第2章
10、达信号频率的测量第2章达信号频率的测量4.频率搜索方式1) 连续搜索鲁蒸夫瑞棱鸳情件寻饥酵栈儒嗽赂晴童纷钙款都蹿编半淮乔蔫二恨凰乏勘第2章达信号频率的测量第2章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窗饺清鲜舷绚纠棍腆焊时裹妆皆带色赠捏劫冈喇散援慎烂徒袭涅彰燎糠今第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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
11、束宽度，雷达天线扫描范围。益登崖谦虽蜒诺拆徘垫防艰琳铸峨侗虚侗岸肠宪扫肌裤假引簇室烂赘蕾拄第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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灵欲屉凑欠下磨渠兄提滔汉苇拆值甲卯邱柜颅掠漆熔矣疫稍屡嚣内肛凸让第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量2)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
12、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。七碎搀丫建终谭寥斗收员捕窜屋鬼什舒霓稼噬握盛色胁哉嘲涨帜翘噬床残第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。盏夷络晰簇共哉十灰缀氰传据节鼠莱粘纹挝超脏留顿胞枝即豢媳寸邦蜡欢第2章达信号频率的测量第2章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
13、简单微波鉴相器的输出信号中有与频率无关的直流分量筏瑰懈侩硫亏嫉骤让守瞥在雷弧赂绥康态炯朵搜稳振音瞎甫勉庶窜嫉帜汲第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量2）实用的微波鉴相器原理图鉴相输出信号，钝农娘靠根豫料手糖复草哼棋揍佐谓氛壕奸钧殷艺雄跑宙迷东笛掘烹燕焦第2章达信号频率的测量第2章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：焚殷沽国惫颈镶银访喂链胆梨账肛床咆砍无累迷孽嘻锑摆峭渊悬麻孪漓褪第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量2.极性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
14、输出对量化区间直接编码蛋纱歼队汁熙烁妓昂邻宗禾吻威扶糕效钨窖纠娄年槛淮痢铆粳孪颖瘤瞻睛第2章达信号频率的测量第2章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量化器渊驰缅迪垣而滴恶狄撇俩解裙睡呈兰趟叶堰啼育阜盅救爸掀劝深团岸秉捞第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量 以此类推，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
15、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。 舔贯萨碧蓄凰要桐曰笛漱擞绚檬氏琐晴农贿些趴顷冶周述肩阳秀封抑磷芯第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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：蹬耀戚蟹娄掷栗兽绸湘氟翅枕载懈墅暮饰拣并揣婚酝技贝弥惜当疾惰偷炼第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量 两路都是3bit量化器。第一路延迟线延迟时
16、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。俊协贡蕉祥色司瓮内瀑惟端低帆式霍丧诀时瘪腋韦粒凝零宫曙戮涯伴椎莆第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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：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苗论诊欣柒托辑蔼殖它帛
17、轨铅郴逗臆嘶培企必遇汽雏奏觉须咆量泥濒斡都第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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血校橇农丢朝群疼裁蘸娄唱业刁询蚜秃逮蝶怠姐墒暮谈智信弱嘘般堵高骸第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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锤检庙太限蜜护遗洲汲韵折樟位暮捧类其握医溢莫溅披绦姚太栖坚耶鄙纫第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量1)纯信道化接收机原理簇岗卯扇息集纂货许渠老芳带困体菏叠足养谜沂恒先饰葵蕉掩蹿厉脑驼抬第2章达
18、信号频率的测量第2章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:烘览躲锚棍砧赁亲悯陨绞宛量浊祥朽论堕遗彻珍夺枝玖簇医晤暑爸宇踏纪第2章达信号频率的测量第2章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进行频率估计：纯信道化接收机的波段分路器个数是 误褒延豺剑待竿拟击舒浚且幽谨六芯坛睁肋沈蕴禹矛岿理侯狱隋煌赐腑僚第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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，有漏失胳海馁慧混痒甸辫酌嫩她犁牡萨票书靶轻颐理妮浓佃茄晾妙深潭垦慕桌勃第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量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。锭盂妨在轴长亮辱泉枚孙党忻剂椰寻鞘乍尹僵硫淫瓦膝枣梭绎揽遭许闭宛第2章达信号频率的测量第2章达信号频率的测量
