雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量

1、第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量第第2章章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.1 概述概述2.2 頻率搜索接收機(jī)頻率搜索接收機(jī)2.3 比相法瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)比相法瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)2.4 信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)2.5 壓縮接收機(jī)壓縮接收機(jī)2.6 聲光接收機(jī)聲光接收機(jī)第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量2.1 概概 述述 2.1.1 雷達(dá)信號(hào)頻率測(cè)量的重要性 雷達(dá)偵察系統(tǒng)的使命在于確定敵方雷達(dá)的存在與否,并測(cè)定其各種特征參數(shù)。在雷達(dá)的各種特征參數(shù)中,頻域參數(shù)是最重要的參數(shù)之一,它反映了雷達(dá)的功能和用途,雷達(dá)的頻率捷變范圍和譜寬是度量雷達(dá)抗干擾能力的重要指標(biāo)。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 在現(xiàn)代電磁環(huán)境下,為

2、了有效干擾,必須首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行分選和威脅識(shí)別,雷達(dá)的頻率信息是信號(hào)分選和威脅識(shí)別的重要參數(shù)之一。雷達(dá)的頻域參數(shù)包括載波頻率、頻譜和多普勒頻率等。本章只討論對(duì)雷達(dá)信號(hào)載波頻率的測(cè)量。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.1.2 測(cè)頻系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 1.測(cè)頻時(shí)間 測(cè)頻時(shí)間是接收機(jī)從截獲信號(hào)到輸出測(cè)頻結(jié)果所用的時(shí)間。對(duì)偵察接收機(jī)來(lái)說(shuō),一般要求瞬時(shí)測(cè)頻(IFM)。對(duì)于脈沖信號(hào)來(lái)說(shuō),應(yīng)在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)完成測(cè)頻任務(wù),輸出頻率測(cè)量值fRF。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),首先必須有寬的瞬時(shí)頻帶,如一個(gè)倍頻程,甚至幾個(gè)倍頻程;其次要有高的處理速度,應(yīng)采用快速信號(hào)處理。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 測(cè)頻時(shí)間直接影響到偵察系統(tǒng)的

3、截獲概率和截獲時(shí)間。截獲概率是指在給定的時(shí)間內(nèi)正確地發(fā)現(xiàn)和識(shí)別給定信號(hào)的概率。截獲概率既與輻射源特性有關(guān),也與電子偵察系統(tǒng)的性能有關(guān)。如果在任一時(shí)刻接收空間都能與信號(hào)空間完全匹配,并能實(shí)時(shí)處理,就能獲得全概率,即截獲概率為1,這種接收機(jī)是理想的電子偵察接收機(jī)。實(shí)際的偵察接收機(jī)的截獲概率均小于1。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 頻域的截獲概率,即通常所說(shuō)的頻率搜索概率。對(duì)于脈沖雷達(dá)信號(hào)來(lái)說(shuō),根據(jù)給定時(shí)間不同,可定義為單個(gè)脈沖搜索概率、脈沖群搜索概率以及在某一給定的搜索時(shí)間內(nèi)的搜索概率。單個(gè)脈沖的頻率搜索概率為121rIFfPff(21)第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 式中,fr為測(cè)頻接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬;f

4、2-f1為測(cè)頻范圍,即偵察頻段。譬如fr=5MHz,f2-f1=1GHz,則PIF1=510-3,可見(jiàn)是很低的。若能在測(cè)頻范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)測(cè)頻,即fr=f2-f1,于是PIF1=1。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 截獲時(shí)間是指達(dá)到給定截獲概率所需要的時(shí)間。它也與輻射源特性及偵察系統(tǒng)的性能有關(guān)。對(duì)于脈沖雷達(dá)信號(hào)來(lái)說(shuō),在滿足偵察基本條件的情況下，若采用非搜索的瞬時(shí)測(cè)頻,單個(gè)脈沖的截獲時(shí)間 tIF1Tr+tth (22) 式中,Tr為脈沖重復(fù)周期;tth為電子偵察系統(tǒng)的通過(guò)時(shí)間,即信號(hào)從接收天線進(jìn)入到終端設(shè)備輸出所需要的時(shí)間。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.測(cè)頻范圍、瞬時(shí)帶寬、頻率分辨力和測(cè)頻精度 測(cè)頻范

5、圍是指測(cè)頻系統(tǒng)最大可測(cè)的雷達(dá)信號(hào)頻率范圍;瞬時(shí)帶寬是指測(cè)頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測(cè)量的雷達(dá)信號(hào)頻率范圍;頻率分辨力是測(cè)頻系統(tǒng)所能分開的兩個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的最小頻率差。寬開式晶體視頻接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬與測(cè)頻范圍相等,因此對(duì)單個(gè)脈沖的頻率截獲概率為1,可是頻率分辨力卻很低。而窄帶掃頻超外差接收機(jī),瞬時(shí)帶寬很窄,其頻率分辨力等于瞬時(shí)帶寬,對(duì)單個(gè)脈沖截獲概率雖很低,但其頻率分辨力卻很高。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 可見(jiàn),傳統(tǒng)的測(cè)頻接收機(jī)在頻率截獲概率和頻率分辨力之間存在著矛盾。目前,信號(hào)環(huán)境中的信號(hào)日益密集、頻率跳變的速度與范圍越來(lái)越大,這就迫切要求研制新型的測(cè)頻接收機(jī),使之既在頻域上寬開,截獲概率高,又要

6、保持較高的分辨力。 測(cè)頻誤差是指測(cè)量得到的信號(hào)頻率值與信號(hào)頻率的真值之差,常用均值和方差來(lái)衡量測(cè)頻誤差的大小。按起因,可將測(cè)頻誤差分為兩類:系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差是由測(cè)頻系統(tǒng)元器件局限性等因素引起的,它通常反映在測(cè)頻誤差的均值上,通過(guò)校正可以減小;隨機(jī)誤差是噪聲等隨機(jī)因素引起的,它通常反映在測(cè)頻誤差的方差上, 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值等統(tǒng)計(jì)方法減小。一般,把測(cè)頻誤差的均方根誤差稱為測(cè)頻精度,測(cè)頻誤差越小,測(cè)頻精度越高。對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)頻接收機(jī),最大測(cè)頻誤差主要由瞬時(shí)頻帶fr決定,即max12rff (23) 可見(jiàn),瞬時(shí)帶寬越寬,測(cè)頻精度越低。對(duì)于超外差接收機(jī)來(lái)說(shuō),

7、它的測(cè)頻誤差還與本振頻率的穩(wěn)定度、調(diào)諧特性的線性度以及調(diào)諧頻率的滯后量等因素有關(guān)。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 3.測(cè)頻的信號(hào)形式 現(xiàn)代雷達(dá)的信號(hào)種類很多,可分為兩大類:脈沖信號(hào)和連續(xù)波信號(hào)。在脈沖信號(hào)中,有常規(guī)的低工作比的脈沖信號(hào)、高工作比的脈沖多普勒信號(hào)、重頻抖動(dòng)信號(hào)、各種編碼信號(hào)以及各種擴(kuò)譜信號(hào);強(qiáng)信號(hào)頻譜的旁瓣往往遮蓋弱信號(hào),引起頻率測(cè)量模糊,使頻率分辨力降低。對(duì)于擴(kuò)譜信號(hào),特別是寬脈沖線性調(diào)頻信號(hào)的頻率測(cè)量和頻譜分析,不僅傳統(tǒng)測(cè)頻接收機(jī)無(wú)能為力,而且有些新的測(cè)頻接收機(jī)也有困難,這有待于新型的數(shù)字化接收機(jī)來(lái)解決。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 允許的最小脈沖寬度min要盡量窄。被測(cè)信號(hào)的脈

8、沖寬度上限通常對(duì)測(cè)頻性能影響不大,而脈沖寬度的下限往往限制測(cè)頻性能。脈沖寬度越窄,頻譜越寬,頻率模糊問(wèn)題越嚴(yán)重,截獲概率和輸出信噪比越小。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 4. 同時(shí)到達(dá)信號(hào)的分離能力 對(duì)于脈沖信號(hào)來(lái)說(shuō),兩個(gè)以上的脈沖前沿嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)的概率是很小的,因而理想的同時(shí)到達(dá)信號(hào)是沒(méi)有實(shí)際意義的。這里所說(shuō)的同時(shí)到達(dá)信號(hào)是指兩個(gè)脈沖的前沿時(shí)差t10ns或10nst0.5(f2-f1) (26) 其中,fi、f1、f2分別為接收機(jī)的中頻、偵收波段的最低頻率和最高頻率。這種方法用提高中頻頻率的代價(jià)換得調(diào)諧電路簡(jiǎn)化,特別是使接收機(jī)的帶寬擺脫了窄帶預(yù)選器的限制,可以構(gòu)成寬帶超外差接收機(jī)。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻

9、率的測(cè)量 采用鏡頻抑制混頻器。它是一種雙平衡混頻器,在主信道上,兩個(gè)混頻器輸出同相相加;在鏡像信道上,反相相減,實(shí)現(xiàn)單信道接收。 (2) 采用零中頻技術(shù)。 把中頻降到零,使鏡像信道與主信道重合,變成單一信道。這種零中頻技術(shù)使中頻電路簡(jiǎn)單化（中放變成視放）,如果采用正交雙通道處理,則更易于采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行記錄和仔細(xì)分析。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 (3)采用邏輯識(shí)別。 主信道與鏡頻信號(hào)頻率相差兩倍中頻頻率,對(duì)于某個(gè)輻射源,如果有兩次接收,且頻差為兩倍中頻,則其中必有一個(gè)是鏡像干擾。這種方法的缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)頻。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.幾種典型超外差接收機(jī) 1) 窄帶超外差接收機(jī)

10、它的工作原理見(jiàn)圖22,在接收機(jī)的工作波段內(nèi),窄帶微波預(yù)選器與本振統(tǒng)調(diào)而實(shí)現(xiàn)順序調(diào)諧,對(duì)每個(gè)分辨單元逐個(gè)偵察。這種接收機(jī)以加長(zhǎng)截獲時(shí)間為代價(jià)換取了高頻率分辨力,降低了截獲概率,難以檢測(cè)頻率捷變信號(hào)和線性調(diào)頻等擴(kuò)譜信號(hào)。它除具有頻率分辨力高的優(yōu)點(diǎn)外,還具有靈敏度高,抗干擾能力強(qiáng),輸出信號(hào)流密度低,對(duì)處理機(jī)速度要求可以放寬等優(yōu)點(diǎn)。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2) 寬帶超外差接收機(jī) 窄帶超外差接收機(jī)的射頻帶寬受到微波預(yù)選器的限制,一般在2060MHz。如果將帶寬展開到100200MHz,再與寬帶中放連接,便可以構(gòu)成寬帶超外差接收機(jī)。與窄帶超外差接收機(jī)相比,它有如下優(yōu)點(diǎn): (1)能檢測(cè)和識(shí)別寬帶雷達(dá)信號(hào)

11、,即頻率捷變、寬脈沖線性調(diào)頻和相位編碼信號(hào)。 (2)由于瞬時(shí)帶寬的增加,縮短了給定頻率范圍的掃描時(shí)間。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 對(duì)于窄帶信號(hào),經(jīng)過(guò)幅度檢波和視放,直接送入處理機(jī)。對(duì)于寬帶擴(kuò)譜信號(hào),則經(jīng)過(guò)頻率和相位解調(diào),再經(jīng)過(guò)視放送入處理機(jī)。 3)寬帶預(yù)選超外差接收機(jī) 若采用寬帶預(yù)選器和高中頻,便可以進(jìn)一步展寬超外差接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬。為了使一部接收機(jī)覆蓋更寬的頻率范圍,可以采用預(yù)選開關(guān)濾波器組。預(yù)選開關(guān)由本振同步控制。 上面所述三種接收機(jī)的微波預(yù)選器、調(diào)諧器均可以用一種YIG濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的核心器件是單晶鐵氧體釔鐵石榴石材料做成的小球。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 這種濾波器與機(jī)械調(diào)諧濾波器

12、相比,其優(yōu)點(diǎn)是,調(diào)諧速度快,范圍寬,線性度好;主要缺點(diǎn)是,存在動(dòng)態(tài)磁滯頻差和延時(shí)效應(yīng),且調(diào)諧速度越快,影響越大,損耗比較大,對(duì)環(huán)境溫度比較敏感,諧振頻率隨溫度變化而變化;不過(guò),經(jīng)過(guò)對(duì)溫度穩(wěn)定軸定向后,可以減小其影響。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.2.2 射頻調(diào)諧晶體視頻接收機(jī) 從工作原理來(lái)說(shuō),射頻調(diào)諧(RFT)晶體視頻接收機(jī)是一種最簡(jiǎn)單的接收機(jī),其原理圖如圖24所示。首先,微波預(yù)選器在偵察頻段內(nèi)調(diào)諧,選擇所需要的信號(hào),抑制不需要的信號(hào)和干擾;經(jīng)過(guò)選擇的信號(hào)被送入微波檢波器,取出信號(hào)包絡(luò),再將視頻脈沖加到視頻放大器,經(jīng)過(guò)視頻放大后送入信號(hào)處理機(jī)。根據(jù)預(yù)選器的頻率設(shè)置可以得到被測(cè)信號(hào)的頻率。 R

13、FT晶體視頻接收機(jī)的頻率分辨力由預(yù)選器的瞬時(shí)帶寬確定,帶寬越窄,頻率分辨力越高。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖24 射頻調(diào)諧晶體視頻接收機(jī)原理圖第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 為了提高RFT晶體視頻接收機(jī)的靈敏度,可以在微波檢波器前加入寬帶低噪聲射頻放大器,在射頻放大器后加帶通濾波器。它們分別被稱為“前選器”和“后選器”,可以抑制射頻放大器的噪聲和混頻器的交調(diào)分量,使調(diào)諧頻帶以外的信號(hào)大大衰減。RFT晶體視頻接收機(jī)與搜索式超外差接收機(jī)相比,其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡(jiǎn)單,工作可靠,體積小,重量輕,成本低等;主要缺點(diǎn)是靈敏度低,測(cè)頻分辨力和精度不高。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.2.3 頻率搜索形式 頻率搜索有兩

14、種形式:連續(xù)搜索和步進(jìn)搜索,在連續(xù)搜索中又分為單程搜索和雙程搜索,如圖25所示。圖中符號(hào)意義如下:|f2-f1|為頻率搜索范圍;Tf為頻率搜索周期;tf為頻率搜索時(shí)的接收時(shí)間,即搜索過(guò)一個(gè)偵察接收機(jī)帶寬fr所用的時(shí)間;f0為信號(hào)中心頻率,N為脈沖群持續(xù)時(shí)間。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖25 單程搜索和雙程搜索時(shí)間圖 (a)單程搜索；(b)雙程搜索第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 連續(xù)搜索的優(yōu)點(diǎn)是掃描電路簡(jiǎn)單,便于和模擬式頻率顯示器連用構(gòu)成全景接收機(jī)。其缺點(diǎn)是不便于采用數(shù)字指示。若采用步進(jìn)式搜索,便可以克服連續(xù)搜索的這一缺點(diǎn)。步進(jìn)式搜索的最簡(jiǎn)單方式是采用等間隔逐步跳躍,如圖26（a）所示。還有一種靈巧

15、式步進(jìn)搜索,如圖26(b)所示,在密集頻段,逐步跳躍,在雷達(dá)空白頻段,大步越過(guò),這樣便縮短了搜索周期,提高了搜索概率。寬帶預(yù)選超外差接收機(jī)可以采用這種靈巧式的搜索方式。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖26 步進(jìn)式頻率搜索時(shí)間圖 (a)等間隔步進(jìn)；(b)靈巧式步進(jìn)第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.2.4 頻率搜索速度的選擇 1.頻率慢速可靠搜索 所謂頻率慢速可靠搜索,就是在雷達(dá)脈沖群存在期間,偵察接收機(jī)搜索完整個(gè)測(cè)頻范圍,即脈沖群寬度N大于或等于搜索周期Tf,即 TfN=ZNTr (27) 其中,ZN為脈沖群內(nèi)脈沖數(shù);Tr為脈沖重復(fù)周期。 同時(shí),在接收機(jī)掃過(guò)一個(gè)瞬時(shí)帶寬fr的時(shí)間tf內(nèi)所收到的脈沖數(shù)應(yīng)

16、滿足處理機(jī)和顯示器所需的脈沖數(shù)Z,即第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 因此,偵察頻段必須滿足下列公式:21rffrftTZTff(28) 21NrZfffZ(29) 在雷達(dá)的脈沖群時(shí)間內(nèi),滿足上式的搜索概率為1,故稱為可靠搜索。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2. 頻率快速可靠搜索 所謂頻率快速可靠搜索,是指在脈沖寬度內(nèi),偵察接收機(jī)要搜索完整個(gè)偵察頻段,即Tf,故頻率搜索速度應(yīng)滿足下式:2121ffffffT（210） 圖27示出了快速可靠頻率搜索的時(shí)間關(guān)系,它與慢速可靠搜索一樣,都為全概率搜索。脈沖寬度越窄,則要求搜索速度越快。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 由于接收機(jī)的諧振系統(tǒng)有惰性,因而外加信號(hào)在系

17、統(tǒng)中建立有一個(gè)過(guò)程。如果作用時(shí)間長(zhǎng),就能建立穩(wěn)定振蕩,如果作用時(shí)間短,就不能建立穩(wěn)定振蕩,因此,輸出電壓波形與頻率搜索速度有很大關(guān)系。 在窄帶超外差接收機(jī)中,隨著中放級(jí)數(shù)的增加,其頻率響應(yīng)接近高斯型,即202()20( )bHG e (211) 式中,G0為通帶中心頻率0處接收機(jī)的增益;22(2)4ln2rfb第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖27 頻率快速可靠搜索時(shí)間圖 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)是H()的傅立葉反變換,即 2 2001( )( )21( )exp()22j th tHedbGh tjtb t積分可得 (212) (213) 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 對(duì)于固

18、定頻率的雷達(dá)信號(hào),由于本振掃描,混頻器輸出為一線性調(diào)頻信號(hào),其復(fù)信號(hào)形式為2exp01( )()2ifu tUjtjt(214)式中,0為信號(hào)的中心頻率;vf為本振的掃描速度(rad/s)。接收機(jī)中放的輸出為輸入信號(hào)和脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積,即2 220022( )() ( )1exp()exp122()2()2oiffffu tu thdtUG bjtjtbjbj(215) 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 輸出電壓的模為 20242( )exp2(1)1foatUGu taa(216） 式中, 。若考慮系統(tǒng)時(shí)延 ,則輸出信號(hào)幅度可以表示成2fab00ft200242( )exp() 2(1)1foa

19、UGu tttaa(217） 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 在慢速掃頻條件下,即a1時(shí),上式可以簡(jiǎn)化為20()( )exp2fottau tA(218) 對(duì)于給定的接收機(jī)帶寬fr和三種不同的掃頻速度（vf1vf2vf3）,繪出的輸出電壓波形如圖28(a)所示。由于掃描速度不高,在輸入脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)能建立起穩(wěn)定振蕩。由圖可見(jiàn),隨著掃頻速度的提高,脈沖幅度不變,但脈沖寬度減小。其原因是：掃頻速度增加,導(dǎo)致信號(hào)在接收機(jī)頻帶內(nèi)停留的時(shí)間變短,從而使輸出脈沖寬度變窄。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 在快速掃描條件下,即a1時(shí),則(217)式可以簡(jiǎn)化為202()( )exp2(1/ )ofAbttu tb

20、(219) 對(duì)于給定的接收機(jī)帶寬和三種不同的掃頻速度（vf1vf2vf3）,繪出的輸出脈沖波形如圖28(b)所示。由于掃頻速度高,在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi),不能夠建立起大幅度的穩(wěn)定振蕩。由圖可見(jiàn),隨著掃頻速度的增大,輸出脈沖幅度減小,但輸出脈沖寬度幾乎保持不變。這是由于在高速掃頻條件下,脈沖寬度僅取決于接收機(jī)帶寬的倒數(shù)的緣故。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖28 線性掃頻接收機(jī)的輸出電壓波形 (a)a1; (b)a1第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 3. 頻率概率搜索 由于雷達(dá)通常處于搜索狀態(tài),且發(fā)射脈沖信號(hào),因而在偵察天線波束與雷達(dá)天線波束重合的條件下,偵察接收機(jī)的頻帶與雷達(dá)信號(hào)的頻譜重合是一個(gè)隨機(jī)事件。其概

21、率不僅取決于接收機(jī)的參數(shù),而且還與雷達(dá)發(fā)射機(jī)的參數(shù)有關(guān),即對(duì)一部給定的偵察接收機(jī)來(lái)說(shuō),對(duì)于某些雷達(dá)可能滿足可靠搜索條件,而對(duì)于另一些雷達(dá)則不滿足可靠搜索條件,即成了概率搜索。其具體分析,在第5章中再詳細(xì)討論。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量2.3 比相法瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī)比相法瞬時(shí)測(cè)頻接收機(jī) 2.3.1 微波鑒相器 圖29示出了一個(gè)最簡(jiǎn)單的微波鑒相器。它由功率分配器、遲延線、相加器以及平方律檢波器構(gòu)成。其作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的自相關(guān)算法,得到信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)。具體過(guò)程如下: 假設(shè)輸入信號(hào)為復(fù)信號(hào):22j tiuAAe(220) 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖 29第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 功率分配器將輸入信號(hào)

22、功率等量分配,在“2”點(diǎn)和“3”點(diǎn)的電壓均為23j tuuAAe(221) 而“4”點(diǎn)相對(duì)于“2”點(diǎn)相移為零,于是u4=u2,而“5”點(diǎn)電壓相對(duì)“3”點(diǎn)電壓有一個(gè)時(shí)延,即()53jjtguu eAeLTc(222) 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 T為遲延線遲延時(shí)間,L為遲延線長(zhǎng)度,cg為遲延線中的電波傳輸速度。經(jīng)過(guò)相加器,“6”點(diǎn)電壓為6456(1)2(1cos )j tjuuuAeeuA(224) (223) 經(jīng)過(guò)平方律檢波器,輸出視頻電壓為272(1cos)uKAT(225) 式中,K為檢波效率,即開路電壓靈敏度,在平方律區(qū)域內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 綜上所述,不難看出: (

23、1)要實(shí)現(xiàn)自相關(guān)運(yùn)算,必須滿足下列不等式:Tmin(min為測(cè)量脈沖的最小寬度）,否則不能實(shí)現(xiàn)相干。這限制了遲延時(shí)間的上限。 (2)由于信號(hào)的相關(guān)函數(shù)為周期性函數(shù),因此,只有在0D。 在實(shí)際工作中,除一階光帶以外,往往還有高階光帶,其空間頻率為x nsnf 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 可見(jiàn),在調(diào)相系統(tǒng)中為了避免高階光帶空間位置引起頻率模糊,測(cè)頻范圍必須小于一個(gè)倍頻程。故光帶的空間位置為00()nssFTnFnfD (265） 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.6.3 聲光接收機(jī)的工作原理 聲光接收機(jī)的工作原理如圖226所示,它由三部分組成:接收機(jī)前端、頻譜分析儀和信號(hào)處理部分。接收機(jī)的前端為超外

24、差式。偵察天線偵收到的信號(hào)經(jīng)低噪聲射頻放大器送入混頻器,變換到聲光換能器的頻帶范圍。在測(cè)頻過(guò)程中,壓控振蕩器采用步進(jìn)式掃描,每次跳躍一個(gè)帶寬,這樣就構(gòu)成了搜索式聲光接收機(jī)。經(jīng)過(guò)變頻的中頻信號(hào),通過(guò)中放和功放放大,以便給換能器提供足夠的激勵(lì)功率。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量圖226 聲光接收機(jī)的原理圖第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 頻譜分析儀光學(xué)系統(tǒng)有兩種基本形式:體光學(xué)系統(tǒng)和集成光學(xué)系統(tǒng)。體光學(xué)系統(tǒng)采用立體元件,譬如氣體激光器、體波聲光調(diào)制器和普通的透鏡系統(tǒng),每個(gè)元件都必須獨(dú)立安裝,整個(gè)系統(tǒng)必須準(zhǔn)直固定在有一定剛度的平臺(tái)上,因而系統(tǒng)重量和體積都較大。集成光學(xué)系統(tǒng)采用平面元件,所利用的光束受內(nèi)部全反射制約,使它在薄波導(dǎo)中傳播。 第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 來(lái)自激光源的光束耦合進(jìn)入光波導(dǎo),處理后再通過(guò)光波導(dǎo)送入光電檢測(cè)器。光電檢測(cè)器的功能是把攜帶信息的光信號(hào)有效地轉(zhuǎn)換成電信號(hào),常用的是利用CCD（電荷耦合器件）技術(shù)的光電檢測(cè)器陣。光電檢測(cè)器陣和計(jì)算機(jī)之間復(fù)用預(yù)處理機(jī),它的主要作用是將未加工的檢測(cè)器陣輸出變成數(shù)碼,對(duì)信號(hào)作預(yù)處理,降低數(shù)據(jù)率。全部集成光學(xué)系統(tǒng)的完成難度很大,目前主要還是采用混合組件。第2章 雷達(dá)信號(hào)頻率的測(cè)量 2.6.4 聲光接收機(jī)的主要特點(diǎn) 1.聲光接收機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn) (1)瞬時(shí)帶寬較寬。聲光接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬主要受聲光調(diào)制器的帶寬的限制