雷达工作灵敏度的讨论

如何提高雷达定位的精度5

如何提高雷达定位的精度艾晓彬（公安海警高等专科学校船艇指挥系，浙江宁波 315801）摘要：该篇论文根据雷达定位原理，充分分析影响雷达定位的各要素及其产生的误差的基础上，提出了如何提高雷达定位精度的措施。

关键词：雷达定位；定位精度；雷达波1引言：我国海洋面积广阔、岛屿众多，海底地形地貌复杂多样,沿海近岸多海滩、礁石和沉船等危险海域。

随着我国经济的迅猛发展，海上交通越来越繁忙，海上各种突发事故和各种犯罪行为也随之增多。

这使得我海警部队执勤任务日益繁重，需要随时随地做好出海准备。

因此，安全导航是圆满完成执勤任务重要保障。

雷达是一种自主式导航设备，雷达除了用于避碰、狭水道及进出港和向其它仪器提供海面物标信息，可以导航定位。

雷达定位有作用距离远，提供的数据精度高、显示直观，且不受夜色、云、雨、雾等环境能见度复杂的气象条件限制的优点，利用雷达定位是沿岸航行中一种比较常用方法。

目前，我国海警部队都已经装备了导航雷达，这对于保障海警船艇航行的安全发挥着重要作用。

但由于雷达显示图像不同于海图上的形状，显示不仅有真实的回波，还有假回波和干扰回波，且给出的一些数据有一定的误差等缺点，如何利用雷达进行准确定位，提高雷达定位精度是保证航行安全的重要手段。

2雷达定位原理及回波影象的识别2. 1雷达定位原理雷达定位主要是通过雷达测方位、测距离来实现的，是通过雷达给予的物标方位和距离数据通过作图反映到海图上，就能得到当前的船位点。

2. 1. 1雷达测距的原理雷达工作时，发射机经天线向空中发射一串重复周期一定的超高频发射脉冲信号的电磁波，其传播性能与光波比较接近。

如果在电磁波传播的途径上有目标存在，那么雷达就可以接收到由目标反射回来的超高频发射脉冲回波信号。

电磁波测定目标的距离，是依据电磁波在传播中所遵循的规律达到的，即：电磁波在均匀介质中是直线传播的；电磁波在传播中遇到目标（障碍物）会发生反射；电磁波在均匀介质中是匀速传播的。

雷达定向灵敏度故障原因分析与调整

雷达定向灵敏度故障原因分析与调整作者：冯宝华王惠田来源：《硅谷》2012年第07期摘要：定向灵敏度是单脉冲雷达最重要的技术指标之一，定向灵敏度不稳定会对雷达的跟踪造成严重的影响。

以某单脉冲雷达为例，分析引起定向灵敏度不稳定的原因，同时给出定向灵敏度不稳定时的调整方法。

关键词：雷达；定向灵敏度；故障；分析；调整0 引言定向灵敏度是雷达最重要的技术指标之一，它的性能好坏直接影响雷达的跟踪和测量精度，甚至会造成雷达丢失目标。

我部某单脉冲雷达已连续使用十年，在近期执行任务过程中先后出现了无法跟踪目标和跟踪不稳定现象，同时事后数据处理结果显示雷达的测量误差超出技术指标2～3倍。

经过详细的检查，最后定位是雷达的定向灵敏度不稳定故障。

通过不断观察，总结出了一套有效的定向灵敏度调整方法。

从实际使用效果看，本方法具有针对性强、操作简单等优点。

1 雷达定向灵敏度的基本概念1.1 雷达定向灵敏度的定义雷达定向灵敏度是指雷达波束中心偏离跟踪目标一个单位角度（通常取1密位）时雷达接收机输出角误差电压（伏）的大小，一般以伏/密位形式表示。

图1为跟踪雷达的误差特性曲线。

其中，ΔU为接收机输出的角误差电压，ΔQ为天线偏离目标的角度，O为天线电零点方，定向灵敏度即是该曲线零点附近的斜率。

1.2 雷达定向灵敏度的技术指标雷达定向灵敏度性能，通常用以下三个技术指标来描述：稳定性、线性范围和对称性。

稳定性指定向灵敏度在一定时间范围内应具有较好的一致性，在整个工作时间内其定向灵敏度不能有明显的变化；雷达接收机输出的角误差电压与雷达波束中心偏离跟踪目标的角度具有线性关系的某个特定区间称为定向灵敏度的线性范围；对称性是指当雷达波束中心从两个相反方向偏离跟踪目标相同的角度时，接收机输出角误差电压的大小应该相等，极性相反。

即接收机输出角误差电压的大小，只与雷达波束中心偏离跟踪目标角度大小有关，而与偏离方向、雷达相对跟踪目标的距离远近、目标反射面积的大小等无关。

频率源对雷达测速精度影响分析

频率源对雷达测速精度影响分析雷达测速是一种常用的测量车辆速度的技术，广泛应用于交通监控、交通管理和车辆导航等领域。

在雷达测速系统中，频率源是决定测速精度的关键部件之一。

本文将分析频率源对雷达测速精度的影响，并探讨如何提高测速的准确性。

频率源是产生微波信号的电子设备，其稳定性直接决定了雷达测速的准确性。

频率源的稳定性主要包括两个方面：频率的稳定性和相位的稳定性。

频率的稳定性是指频率源输出的微波信号的频率是否能够保持在设计值附近，相位的稳定性是指信号的相位是否能够保持恒定。

如果频率源的稳定性不好，测速结果就容易出现误差。

频率源的抖动也会对雷达测速精度产生影响。

抖动是指频率源输出信号在时间上的不稳定性。

如果频率源存在较大的抖动，那么测速系统对车辆速度的测量就会出现波动，导致测速精度下降。

频率源的分辨率也会影响雷达测速的准确性。

分辨率是指频率源能够分辨两个不同频率的微波信号的能力。

如果频率源的分辨率不高，那么在测速过程中，很可能将两个相邻的车辆速度误判为同一个速度，从而导致测速结果的不准确。

为了提高雷达测速的准确性，可以采取以下措施：1. 选择高稳定性的频率源。

可以选择具有较高频率稳定性和相位稳定性的频率源，以确保微波信号的频率和相位能够保持恒定。

2. 降低频率源的抖动。

可以通过优化频率源的电路设计和稳定性措施来减小抖动，从而提高测速的稳定性。

3. 提高频率源的分辨率。

可以在设计和制造频率源时提高其分辨率，从而避免测速结果的误判。

频率源是影响雷达测速精度的重要因素之一。

通过选择高稳定性、低抖动和高分辨率的频率源，可以提高雷达测速的准确性，满足实际应用的需求。

雷达接收机灵敏度的测试方法探究

雷达接收机灵敏度的测试方法探究作者：刘杰吴飞向东来源：《科学与财富》2016年第12期摘要：雷达测试技术发展，对于我国军用、民用雷达技术水平与实际使用质量的提高，有着重要促进作用。

本文针对雷达接收机灵敏度测试方法技术开展革新研究，为雷达测试技术整体发展提供理论支持。

关键词：雷达接收机；灵敏度；测试；方法；技术革新随着我国电子技术的不断发展，如何利用新型电子技术提高雷达设备整体质量，就成为了当前雷达技术研究者的重要研究内容。

特别是在雷达信号接收过程中，提高接收机敏感度对于提高雷达设备信息处理质量，有着重要的技术支持作用。

为此技术人员利用GPT S软件技术，在原有的雷达接收机技术基础上，改进发展了接收机灵敏度测试方法，提高了灵敏度测试自动化与准确度质量。

新型接收机灵敏度测试方法主要技术内容包括了新型技术平台、流程技术革新，用于测试整体速度和精度，其研究具体内容包括了以下几点。

一、测试平台实用技术研究接收机灵敏度测试平台是开展测试工作的基础设备，也是技术人员首要开展的技术革新环节。

在测试平台设计中，主要技术内容包括了以下几点。

（1）确定信号流通方式。

在测试平台设计中，技术人员在接收机与测试设备过程中，一般使用定向耦合器信号，用以确保设备间信号流通质量。

（2）以雷达技术指标为基础，确定测试信号强度。

不同的雷达设备对于信号接好信号的要求差异，过强的信号接收强度会破坏接收器。

所以在测试平台设计中，技术人员应根据雷达技术要求，采用技术措施（如在设备线路中增加同轴衰减器）调整测试信号强度，确保测试接收机测试安全。

（3）选择合理的信号源。

信号源质量是测试平台质量的主要环节。

特别是脉冲发生器为主的微波信号源的采用，是当前较为常见的信号源设备。

（4）利用质量较好的功率测试频谱仪与计算探头，做好信号输出功率与频谱的检测工作。

（5）采用人工检测监控工作。

在信号检测过程中，技术人员需要在测试平台中同加设示波器，进而保证测试过程中技术人员对测试监控的开展，提高测试工作质量（6）接入ATE系统。

一种FMCW船用导航雷达的灵敏度分析

一种FMCW船用导航雷达的灵敏度分析摘要接收机灵敏度是接收机设计中的一项重要指标，本文对采用灵敏度频率控制（SFC）技术的调频连续波船用导航雷达接收机展开研究，分析了在不同频率下影响接收机灵敏度的主要因素。

关键词接收机灵敏度；调频连续波雷达；灵敏度频率控制中图分类号TN95 文献标识码 A 文章编号1674-6708（2016）165-0150-02船用导航雷达的主要用途是探测海面目标，避碰和导航，是船舶航行、进出港不可缺少的工具，在船用电子设备中占有重要地位。

一般的导航雷达基本采用脉冲模式，相比于脉冲模式的雷达系统，调频连续波（FMCW）系统的主要优点在于采用简单结构就能获得较高的距离分辨率，携带方便，且系统在发射时不需要很高的发射功率。

由于FMCW雷达目标距离范围较宽，距离动态变化大，常采用灵敏度频率控制技术（SFC）技术来限制中频信号的输出动态范围，不同频率对应着不同增益，本文对此展开研究，分析不同距离下限制接收机灵敏度的主要因素。

1 接收机的灵敏度计算对于普通的接收机，其灵敏度是主要是由以下因素决定的：模拟前端的增益、噪声系数，ADC的灵敏度（噪声底限），信号处理的带宽。

接收机的灵敏度受ADC和模拟前端共同影响，可由下面公式表示：Pmin=PDmin/G+PAmin，其中：PDmin=？PDmax-（SNR）ADC-10log（Fs/2B）PAmin=-174dBm+NF+10logB符号意义：Pmin：数字接收机总的灵敏度PDmin：ADC的灵敏度（噪声底限），PDmin/G则表示其等效到接收端口的灵敏度？？PAmin：模拟前端等效到接收端口的灵敏度B：带宽（Hz为单位），一般指FIR滤波器的带宽G：模拟前端的增益可见增益很大时，或噪声系数很大时，模拟前端是灵敏度主要限制因素，反之则ADC性能成为制约灵敏度的瓶颈。

这一系列灵敏度计算公式，只适用于一个“理想”的接收机，此接收机模型基于以下假设：1）无外界干扰，射频前端接收的噪声源来自热噪声，高斯分布。

雷达接收机的噪声系统及灵敏度

雷达接收机的噪声系统及灵敏度接收机是雷达系统中必不可少的的一部分，而接收机性能也关系到雷达的正作。

接收机根据其系统架构可以分成：超外差接收机、宽带中频接收机、零中频接收机、数字中频接收机等。

接收机在朝着高集成度、低功耗、射频前端的软件化、数字化发展。

雷达接收机的射频前端主要进行的是滤波、放大、频率转换等信号处理，而固有噪声存在于整个接收机前端系统，从而对接收的雷达信号产生影响，降低了输入射频信号的信噪比。

而噪声系数(NF)就是对这种影响的度量。

所有接收机的灵敏度都受到热噪声的限制，而在雷达中，主要是来自接收机的热噪声(而不是外部噪声源)。

噪声系数系统的噪声系数决定了最小可检测有用信号或者接收机的灵敏度。

噪声系数的线性描述-噪声因子，是一个无单位的量，它是接收机所有的输出噪声(包括输入信号引入的噪声和接收器本身产生的噪声)和仅有输入噪声产生的输出噪声之比。

式中，SNRin是接收机输入信噪比，SNRout是接收机输出信噪比。

级联系统的噪声系数可由如下公式表征。

假设在一系列放大器链路中，第一级放大器的增益是G1、噪声系数为F1，第二级放大器的的增益是G2、噪声系数为F2，第三级放大器的增益是G3、噪声系数为F3，以此类推，那么总的噪声系数F如下式所示：如果G1值很高，那么除了F1之外，其他项的贡献都可以忽略不计，这是一个良好设计系统追求的目标。

因此，系统噪声系数很大程度上取决于接收机链路的第一级。

在大多数现代雷达系统中，采用基于砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的半导体低噪声放大器(LNA)。

这些部件彻底改变了雷达接收机的设计，使雷达接收机噪声系数轻松提高1dB，这比以前的系统好10倍左右。

当然，做任何事情都是需要代价的，避免失真也是至关重要的，因此低噪声放大器具有线性是至关重要的。

一个非常高的增益器件(大的G1)往往缺乏线性度，因此，在线性度和噪声系数之间进行权衡是接收机设计的一个重要方面。

在有源电子扫描阵列(AESA)雷达中，通常在阵列的每个发射/接收模块中包含一个低噪声放大器，这减少或消除了在后续接收机的输入端接入低噪声放大器的需求。

雷达原理灵敏度习题及答案

雷达原理灵敏度习题及答案雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的设备，广泛应用于军事、民航、气象等领域。

雷达的灵敏度是衡量其性能优劣的重要指标之一。

本文将通过一些习题和答案，帮助读者更好地理解雷达原理和灵敏度的概念。

习题一：某雷达的工作频率为10 GHz，其天线的增益为40 dB，接收机的噪声温度为300 K。

求该雷达的最小可探测目标的雷达截面积。

解答一：首先，我们需要了解雷达的灵敏度与雷达截面积之间的关系。

根据雷达方程，灵敏度与雷达截面积成反比关系。

公式如下所示：S = (P_t * G^2 * λ^2 * σ) / (4 * π * R^4 * k * T_s * B)其中，S为雷达截面积，P_t为雷达的发射功率，G为天线增益，λ为波长，σ为目标的雷达散射截面积，R为目标与雷达之间的距离，k为玻尔兹曼常数，T_s为雷达系统的噪声温度，B为接收机的带宽。

根据题目中给出的数据，我们可以计算得到：P_t = 1 W （假设雷达的发射功率为1瓦）λ = c / f = 3 * 10^8 / 10^10 = 0.03 mk = 1.38 * 10^-23 J/KB = 1 Hz （假设接收机的带宽为1赫兹）将数据代入公式中，可以得到：S = (1 * 10^(40/10) * (0.03)^2 * σ) / (4 * π * R^4 * 1.38 * 10^-23 * 300 * 1)由于题目中没有给出目标的雷达散射截面积，所以无法计算最小可探测目标的雷达截面积。

习题二：某雷达的工作频率为5 GHz，其天线的增益为30 dB，接收机的噪声温度为200 K。

已知该雷达的最小可探测目标的雷达截面积为0.1 m^2，求该雷达的发射功率。

解答二：根据雷达方程，我们可以通过已知的雷达截面积来计算雷达的发射功率。

将雷达方程稍作变形，可以得到以下公式：P_t = (S * 4 * π * R^4 * k * T_s * B) / (G^2 * λ^2 * σ)将题目中给出的数据代入公式中，可以得到：P_t = (0.1 * 4 * π * R^4 * 1.38 * 10^-23 * 200 * 1) / (10^(30/10) * (3 * 10^8 / 5 * 10^9)^2)由于题目中没有给出目标的雷达散射截面积，所以无法计算该雷达的发射功率。