1. 雷达的基本组成

• 天线/天线控制器：
  1. 定向接收/辐射信号
  2. 能量转换
• 收发转换：
  1. 辐射信号功率大，接收信号功率小
  2. 没有收发转换切换设备，大功率信号通过接收设备，烧毁线路
  3. 接收信号时如果不切换设备，会导致损失部分能量到辐射信号设备中，使信号更为衰弱
• 发射机/调制机：
• 接收机：
  1. 将微弱信号放大，同时也会将噪声放大
  2. 因此设备的内部噪声必须小
• 频率产生/时间控制：
  1. 提供雷达频率/时间的标准
  2. 关键设备，现代雷达几乎都是相参雷达，相位关系需要一致
  3. 因此震荡源需要稳定
• 信号处理：
  1. 相位检波
• 数据处理/显示：
  1. 人机交互界面

2. 频率综合

2.1 相参

相参指雷达发射脉冲的相位具有一致性，能够获得相位参考，并对信号相位进行相应的处理，目的是为了获得多普勒信息

• 相参
• 准相参
• 非相参

2.2 相干波的产生

从连续波上隔周期的整数倍切下来的脉冲是相干的

3. 频率产生

需要注意为多普勒频移,计算时需要注意其正负
**

3.1 计算

STALO :稳定本机振荡器,即
COHO :相干振荡器,即
发射频率 :即
接收回波频率 :即
RF信号处理器输出频率 :即,RF(radio frequence射频)
IF放大器频率输出 :,IF(intermidiate frequence中频)
I/Q解调信号输出的变化率 :,I/Q(In-phase Component/Quadrature Component同向/正交分量)

• 例题

4. 雷达发射机

4.1 功能

雷达的核心功能，产生额定功率的雷达信号，大功率高频脉冲，持续时间短

4.2 分类

• 连续波雷达
• 脉冲型雷达（为主）
  1. 功率震荡式发射机
  2. 主振放大式发射机

4.3 功率震荡式发射机

又名单级震荡式发射机，功率振荡器利用磁控管，电源开关工作，身兼两职，既负责震荡又负责放大

4.3.1 缺点

• 磁控管频率稳定性较差
• 震荡源大功率直接输出，不稳定

• 输出脉冲不相参

  4.3.2 优点

• 结构简单，体积小，重量轻，性价比高

4.4 主振放大式发射机

又名相参放大发射机，震荡源和功率放大器分开

4.4.1 优点

• 频率稳定性高（采用固定震荡源，如石英晶体振荡器）
• 能够发射相参信号（通过切割稳定振源的连续波）
• 适用于频率捷变雷达（频率可跳变，频率合成技术应对瞄准式干扰，抗干扰能力提升）

4.5 常见震荡源

磁控管/行波器/速条管/固态源

4.6 发射机参数

• 工作频率：发射机的衡量指标，产生电磁振荡的频率，即发射频率，有时也用波长衡量，其大小主要由应用决定
• 脉冲参数：脉冲串的脉冲重复周期和脉冲宽度，距离越远，为防止模糊，脉冲周期越长
• 输出参数：影响到雷达的探测距离，分为峰值功率和平均功率
• 发射机效率：能量转化能力，雷达应注意其散热问题，固态微波源的效率高

5. 雷达天线

5.1 功能

• 集中发射机输出，增加波束内的功率密度
• 匹配雷达传输线和传输媒介的阻抗，线度为一个波长或半波长
• 截获回波能量，有效孔径
• 转向调整发射和接收波束的方向

5.2 辐射能量在角度上的分布

天线阵列由并排的天线单元组成

• 任意一点的场强（合成场强）取决于各个接收波的相对相位
• 各个接受波的相对相位又取决于到各辐射单元的波程差

5.2.1 零点产生

当中间天线单元（）与第一个天线单元()到目标的波程差半个波长时，该方向上场强为零
此时其它天线单元（）与（）的波程差也差半个波长，所有的天线单元两两抵消

5.2.2 旁瓣产生

当最后一个天线单元与第一个天线单元的波程差1.5个波长时，合成场强达到另一个峰值

5.2.3 场强分布

（场强表示）
(功率表示)

5.3 天线参数计算

5.3.1 波束方向图

可以描述发射和接收响应，是偏离轴线的俯仰角和方位角的函数

5.3.2 波束宽度

主瓣的角宽度
(Deff为有效尺寸)
(D为实际物理尺寸，η_L为长度效率)
圆形天线D即为直径，η唯一
矩形天线D_1(宽),D_2(高)，对应不同的长度效率η_1，η_2
D_1计算可得方位角波束宽度
D_2计算可得俯仰角波束宽度
计算得出的为弧度（rad）

5.3.3 有效孔径

天线的有效接收面积
(A物理面积，η_A孔径效率)
(圆天线)
(矩形天线)

5.3.4 增益

与全向天线比较的天线能量聚集程度

计算得出的为功率比
需要转换为dB单位

5.3.5 辐射效率

天线总接收功率中被发射的部分，或者被接收的部分

5.3.6 旁瓣

除了主瓣方向外的其它方向的产生的响应，是杂波的主要进入通道
增加了雷达被敌人发现的敏感性和易受到干扰的脆弱性
改进办法： 旁瓣缩减，照射锥化
存在问题：旁瓣减小，但波束加宽

照射锥化使减小，因此θ增大

5.3.7 角分辨力

角度上分辨目标的能力，由天线波束宽度决定

• 例题

5.4 天线类型

• 抛物面天线
• 阵列天线

5.5 波束扫描方法

• 机械扫描
• 电扫描（相位扫描法）

6. 雷达接收机

6.1 功能

• 放大功能
• 通道选择及滤波功能
• 匹配滤波功能：最大化信噪比
• 解调功能：去掉载频，恢复信号信息

超外差式接收机结构组成

6.2 组成

6.2.1 射频处理器

在回波频率上处理信号和干扰。滤除信号，削弱强信号，放大输入的信号和干扰。需满足低噪声特性。
STC ：灵敏度控制，检测微弱信号
低噪声特性 ：使用低噪声放大器，可以提高灵敏度，探测更远距离
射频放大器内部的噪声决定了接收机输出的信噪比
可以信号处理单元的级联特性可知，整个系统的信噪比几乎取决于第一级放大器

6.2.2 混频器

下变频，卸下载频（本振产生）

6.2.3 本振

频率综合器，由本振震荡源和锁相环配合产生稳定波源

6.2.4 中频放大器

中频放大器，大倍数放大

6.2.5 解调器

• 包络检波器
• 同步检波器

• I/Q解调器

  6.3 接收机参数和指标

• 接收机内部噪声：通常用噪声系数、噪声温度、噪声因子表示。决定了接收机的 灵敏度

• 带宽：接收机的瞬间工作频率范围。与接收机的选择性密切相关。接收机带宽与信号带宽 匹配 时，最大信噪比
• 动态范围：接收机按预期进行工作的信号强度范围
• 增益：接收机输出功率与输入功率之比
• 增益控制：人工增益控制（MGC）/自动增益控制（AGC）/时间灵敏度控制（STC）
• 例题