本节主要介绍了雷达接收机,包括雷达接收机频率调制与相位调制的原理,以及单级振荡式发射机与主振放大式发射机。
雷达发射机的任务
产生大功率、特定调制的射频信号。
这里说的特定调制,主要包括:振幅调制、频率调制和相位调制。
频率调制
1.线性调频(LFM)
在信号脉宽内,频率随时间线性增加或减少
线性调频信号:$S_t(t)=Acos(2\pi f_0t+\pi\mu t^2+\phi)$
时域波形:
频域波形:
2.频率捷变
每一个脉冲的频率不同,是一种有效的抗干扰手段
相位调制
1.随机相位
- 每个脉冲前沿时刻的相位是随机变化的
- 其产生对应单级振荡式发射机
2.相位相参
- 脉冲之间具有固定的相位关系,相参性是指两个信号(两个脉冲重复周期之间雷达发射的信号)的相位之间存在着确定的关系
- 其产生对应主振放大式发射机
发射机的组成
1.单极振荡式发射机
大功率电磁震荡产生与调制同时完成
因为脉冲调制器直接控制振荡器的工作,每个射频脉冲的起始射频相位是由振荡器的噪声决定的,相继脉冲的射频相位是随机的,不能根据一个周期内的确定时刻,确定下一周期内相同位置的幅度信息,这样的信号相位是不相参的。
其组成如下:
2.主振放大式发射机
主振放大器的脉冲实际上是从连续波上“切”下来的
先产生小功率连续波信号,再分多级进行调制放大
发射机的发射信号$f_0$,稳定本振电压$f_L$,相参振荡电压$f_c$,定时器触发脉冲$f_r$,均是由基准信号F产生的,他们之间具有相位相参性
其组成如下:
雷达发射机的主要质量指标
1.工作频率
频率与器件有关。
频率与功率有关,频率越高功率越低
2.输出功率
- 平均功率$P_{av}$:$T_r$内的输出平均功率
- 峰值功率$P_t$:$\tau$内的输出平均功率
$$
P_{av}=P_t\times\frac{\tau}{T_r}=P_tD
\\其中,D为工作比
$$
3.总效率
$$
\eta=\frac{P_{av}}{P_s}
\\其中,P_s发射机发射的总功率
$$
脉冲调制器
脉冲调制器的任务是给发射机的射频各级提供合适的视频调制脉冲
基本组成:
刚性开关脉冲调制器:产生的脉冲前后沿由预调器的脉冲控制
软性开关脉冲调制器:开关控制脉冲起始,储能元件放电完毕后,脉冲自动结束