船用雷达设备(接收机).ppt

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1、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

2、: 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：

3、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

4、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、

5、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

6、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。,