超寬帶電磁學及應用 第8章 超寬帶信號接收

超寬帶電子學及應用授課教師：楊宏春第7章超寬帶接收機7.1超寬帶接收機概述7.1.1影響超寬帶接收機發(fā)現(xiàn)能力的主要因素沖激信號帶寬雷達距離分辨率沖激信號時寬雷達速度分辨率沖激信號能量雷達探測距離討論雷達發(fā)現(xiàn)能力取決于帶寬、時寬和能量的乘積7.1.2寬帶、超寬帶接收機的典型形式外差式超寬帶雷達接收機超寬帶沖激脈沖雷達時域接收機

Chirp線性調頻雷達接收機脈間步進頻雷達接收機脈沖相位編碼脈間步進雷達接收機討論外差式和沖激脈沖雷達時域接收機是最典型的接收機，相對帶寬可大于25%7.2沖激雷達時域接收機7.2.1沖擊雷達時域接收機的內(nèi)涵將接收天線接收到的微弱時變周期窄脈沖信號經(jīng)放大器放大和高速采樣后，送至A/D變換器和數(shù)字信號處理器處理或由計算機控制的雷達成像設備中成像。信號控制系統(tǒng)發(fā)射機系統(tǒng)TR開關收發(fā)天線射頻前端模塊數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)處理7.2.2沖擊雷達時域接收機的原理結構低噪放LNA濾波器功分器射頻模塊原理結構7.2.3描述沖擊雷達時域接收機的主要參數(shù)(1)接收機帶寬接收機帶寬主要是指LNA滿足功率增益、噪聲系數(shù)、輸入輸出駐波、穩(wěn)定性性能的頻帶范圍(2)LNA噪聲系數(shù)與噪聲溫度噪聲系數(shù)S：信噪比下降的倍數(shù)多級放大器噪聲系數(shù)Sin、Nin分別為輸入端信號和噪聲功率用dB表示噪聲系數(shù)用Te表示噪聲系數(shù)Te=293K(3)LNA功率增益與增益平坦度功率增益G：信號源和負載為50時，輸出、輸入功率比增益平坦度G：帶內(nèi)最大、最小增益差(4)雷達接收機動態(tài)范圍動態(tài)范圍：LNA輸入信號的最小、最大功率范圍動態(tài)范圍下限取決于噪聲性能；動態(tài)范圍上限取決于LNA非線性指標。動態(tài)范圍下限PminM表示系統(tǒng)信號噪聲比動態(tài)范圍上限P1dB：輸出偏離線性范圍1dB點(5)端口駐波比和反射損耗按LNA噪聲系數(shù)設計匹配電路，可能偏離駐波比最佳狀態(tài)；一般地，輸入端口駐波比要求1.5-3；輸出端口駐波比2-3(6)系統(tǒng)穩(wěn)定性絕對穩(wěn)定條件：LNA輸入輸出端反射系數(shù)滿足條件穩(wěn)定：LNA輸入、輸出端反射系數(shù)大于1的穩(wěn)定態(tài)條件穩(wěn)定動態(tài)范圍放大器在s輸入平面的絕對穩(wěn)定充要條件放大器在L輸入平面的絕對穩(wěn)定充要條件7.2.4探地雷達時域接收機參數(shù)設計舉例(1)地層參數(shù)的衰減電磁波在介質中隨距離衰減的計算公式為(a)衰減常數(shù)隨電導率的變化(b)衰減常數(shù)隨電導率的變化(a)衰減常數(shù)隨介電常函數(shù)的變化(b)衰減常數(shù)隨介電常函數(shù)的變化(a)衰減常數(shù)隨頻率的變化(b)衰減常數(shù)隨頻率的變化(2)電磁波在地層中的傳輸速度電磁波在地層中傳輸速度計算公式(3)接收機靈敏度依頻域雷達方程考慮地層衰減依接收機靈敏度計算公式取M=1并帶入公式的其它相關參數(shù)，可計算得到Pr(4)發(fā)射機最小功率其中pr—r變化曲線(5)接收機分辨率距離分辨率角向距離分辨率可由