船用雷达设备接收机.ppt

第二章 船用雷达设备,第五节 雷达接收机,接收机的作用 信号处理:抗杂波,放大,显示.,发射脉冲 目标 散射 天线 回波,5.1 接收机的组成框图及其功能,双工器 使天线工作在双功状态。发射:发射机工作期间；接收:其他时间 微波集成电路（Microwave integrated circuit）变频器中频放大检波前置视频放大增益控制和海浪抑制控制电路,1.本振(1)反射式速调管,(2)耿氏二极管,调谐,1.调谐过程 将显示器面板上的调谐控钮置于中间位置.调节反射极或变容二极管电压为标准值。调整机械调谐螺丝找到谐振点。根据手册继续细调。2.本振调谐时机:更换磁控管 本振频率变化 长时间引起效率较差3.平时操作雷达的控制面板调谐标准：图象清晰饱满调谐指示表指示最大（不是到表刻度的最大),5.1.4 本振调谐(Tune),2.混频器 微波频率混频二极管,作用：将回波信号fS与本振信号fL进行混频，得到其差频，即中频 信号：fI=fL fS组成：常用两个 晶体二极管组成的平衡混频器，两个二极管反向装置在波导管中组成。,(1)非常碎弱应当避免机械或电力冲击 晶体测试:R100 or 1k,切不可用 R1 or 10k.不要同时接触阴阳极 备用管应当在铅屏蔽盒内,晶体电流表征了频率变换器的工作状态。.,混频晶体使用注意：P28,作用:把微弱的中频回波信号(uV)不失真地放大十几万倍(1 V 左右)，然后送去检波。,5.1.5 中频放大器(30,45,60MHz),组成：前置中放23级，主中放67级,增益控制：调节中放的增益（放大倍数）控制面板手动增益（GAIN）控钮的使用：使荧光屏上的噪声斑点似见未见（刚刚可见）,5.2 接收机基本参数,1、接收机灵敏度/噪声 接收机灵敏度：P rmin=kTfN 其中决定因素是接收机通频带f和接收机噪声N。接收噪声主要来自接收机设备本身,产生的原因是由于电子的不规则运动，称为“热噪声”。象在收音机里能够听见噪声一样，雷达可以在屏幕上观察到随机噪声。,小幅度的噪声可以与目标区分开来，而极强的噪声，特别是在前端的噪声很难与目标区分开来。,接收灵敏度表示了接收机能够探测到微弱目标的能力。通常为 10-12 10-14 W这里需注意的是：近处的小目标和远处目标的回波比较弱,2 接收机带宽 f 接收机带宽 是指在放大情况下，允许通过接收机的信号频率范围。用雷达脉冲的频率谱表示:一般取：f 1/发射脉冲宽度，脉冲重复频率F，通频带f与量程的关系（表见P25）：,窄脉冲 宽范围的频谱,长脉冲 窄范围的频谱f 噪声灵敏度 失真f 噪声 灵敏度 失真兼顾:远量程 f 灵敏度近量程 f 灵敏度航海雷达 125 MHz,接收机辅助电路,1、带宽转换电路 随量程开关同时转换：近量程：窄脉冲宽带宽 远量程：宽脉冲窄带宽2、AFC（Auto Frequency Control)电路实现混频器输出频率稳定。3、对数中频放大器 作用：增大输入信号的动态范围，使接收机不致于因为输入强信号而过载阻塞。线性中放：适用于有弱回波，而无强信号或强干扰信号的场合。,4、海浪干扰抑制（STCsensitivity time control),海杂波特性:海杂波图象特性:围绕本船，一片不稳定的鱼鳞状闪亮斑点。杂波的强度随距离的增加而减弱，距离越近杂波强度越强。上风舷强,下风舷弱。最大干扰距离可达 6n miles以上。海杂波反射强：,注意：海浪抑制的同时，可能丢失距离弱小回波STC电路原理和效果：,5.恒虚警率处理CFAR(Constant False Alarm Rate),手动探测:用户通过调整门槛电压来克服噪声和杂波以探测目标。自动探测:在原始视频信号中取出积分均值，然后再将它从原始视频中相减。积分均值实际上是机内热噪声和干扰等的强度平均值，所以相减后，可除杂波，输出有用的目标回波。(CFAR 视频).,原始视频:有用回波+电路噪声+杂波,作用：抑制机内噪声和干扰 缺点：易丢失弱小目标,接收:其他时间,发射:发射机工作期间。,收发开关/环流器 双功器,1.收发开关 收发开关充满了可电离气体，强能量电波能够电离气体，在接收机前端燃烧，阻止能量通过。发射后收发开关气体消电离，回波只有很小的衰减就可通过。,泄漏的能量可能烧毁晶体二极管.消电离时间+造成盲区.,2.环流器 铁氧体环流器将微波能量导向指定方向。,