电子对抗原理之雷达系统结构信号处理教材PPT(共 74张)
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电子对抗原理--雷达系统结构和工作原理 ppt课件
频率源分类
自激振荡源 晶体振荡器、腔体振荡器 介质振荡器、压控振荡器等 合成频率源
直接模拟式：对基准频率进行各种各样的 加减乘除 间接模拟式：利用模拟锁相环锁定VCO 来实现频率合成 直接数字式：使用数字技术完成频率和波 形的合成 间接数字式：由数字锁相环构成，包含数 字分频器和数字鉴相器
DBF系统的基本原理图
天线单元阵列 A/D变换器
接收模块 数字波束形成器
稀布阵雷达
VHF波段 发射1个圆阵（25个窄带全向发射天线，每个10KHz带宽，共250KHz） 接收1个圆阵，48个全向接收天线，带宽250KHz
RIAS* / SIAR** by Jaques Dorey (1986) – «Space Frequency »orthogonal coding
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin( 2f I nT )
问题：上图有什么问题？
数字中频接收机原理框图
中频 信号 中频 滤波器
低通滤波、抽 取
cos(2f I nT )
A/D
I
低通滤波、抽 取
Q
sin(2f I nT )
大气吸收与频率的关系
大气天顶衰减与地面水汽密度的关系
斜路径大气衰减 f＝23.75GHz
发射电磁波
脉冲
目标反射电磁波
雷达系统 结构与工作原理
雷达系统结构和基本工作原理 频率综合器 发射机 天线 接收机 信号处理机 雷达终端 监控设备
《雷达原理与系统》课件
气象观测
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面，为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号，通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号，并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离，通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力，通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力，通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力，通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力，主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时，回波信号会产生多 普勒频移，通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向，从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达，相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力， 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达（SAR）
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像，将各个成像点的信息进 行合成处理，获得高分辨率的地面图像。
雷达在气象领域用于降水监测 、风场测量等方面，为气象预 报和灾害预警提供重要数据支
持。
CHAPTER 02
雷达系统组成
发射机
功能
产生射频信号，通过天线 辐射到空间。
组成
振荡器、放大器、调制器 等。
关键技术
高频率、大功率、低噪声 。
接收机
功能
01
接收空间反射回来的回波信号，并进行放大、混频、滤波等处
CHAPTER 04
雷达系统性能参数
雷达的主要性能参数
探测距离
雷达能够探测到的最远距离，通常由发射功 率、天线增益和接收机灵敏度决定。
速度分辨率
雷达区分不同速度目标的能力，通常由信号 处理算法决定。
分辨率
雷达区分两个相邻目标的能力，通常由发射 信号的波形和接收机处理决定。
角度分辨率
雷达区分不同方向目标的能力，通常由天线 设计和接收机处理决定。
距离分辨率
雷达的距离分辨率决定了雷达能够区 分相邻目标的能力，主要受发射信号 的带宽和脉冲宽度等因素影响。
多普勒效应与速度分辨率
多普勒效应
当发射信号与目标之间存在相对运动时，回波信号会产生多 普勒频移，通过测量多普勒频移可以推算出目标的运动速度 。
速度分辨率
雷达的速度分辨率决定了雷达能够区分相邻速度目标详细描述
相控阵雷达利用相位控制方法来改变雷达波束的方向，从而实现快速扫描和跟踪 目标。相比传统机械扫描雷达，相控阵雷达具有更高的扫描速度和抗干扰能力， 能够更好地适应现代战争中高速、高机动目标作战环境。
合成孔径雷达（SAR）
总结词
合成孔径雷达通过在飞行过程中对地面进行多次成像，将各个成像点的信息进 行合成处理，获得高分辨率的地面图像。
雷达对抗原理系统组成PPT课件
引导式资源：干扰能源来自于自身的振荡器 转发式资源：干扰能源来自于接收或存储的雷达信号 功率合成、波束形成—在指定方向上发出大功率干扰信号。
20
四、雷达对抗涉及的关键技术
测频及脉冲参数测量技术 脉内调制特征分析与识别技术 雷达侦察测向技术 脉冲分选技术 雷达被动定位技术 雷达辐射源识别技术 雷达干扰技术
根据具体的无线电设备划分
通信对抗与反对抗 雷达对抗与反对抗 光电对抗与反对抗 引信对抗与反对抗 敌我识别系统对抗与反对抗
11
12
2019/12/27
二、电子战发展现状及发展趋势 【发展现状】
美军“2010年联合设想”是其确定其装备技术 发展方向和未来高技术作战的基本出发点，为其武 装部队的发展，提供了作战标准，成为其三军设想 的基础，是构建21世纪初高技术战场的蓝本。
产生PDW
21
谢 谢！
22
23
2019/12/27
电子战的listening part 处理对象为雷达系统时称为雷达侦察
6
【电子攻击】
使用电磁或定向能，以削弱、压制或瓦解敌方作战能力为目的对人员和设施或 设备的攻击。
【电子对抗(ECM,electronic countermeasure)】-软杀伤 以阻止或降低敌方对电磁频谱有效利用为目的的电子战行动。 电子干扰—达到破坏、损害或中断敌方使用电磁频谱的目的而有意 进行的电磁能量的辐射、转发或反射。 欺 骗—给敌方电子武器系统传递错误信息或掩盖真实信息而采取的 电磁能量的有意辐射、转发、闪烁、抑制、吸收、屏蔽、增 强或反射等。
【反辐射导弹、定向能武器】-硬杀伤 DEW(Directed Energy Weapons)—使用激光或高功率微波发射来摧毁电子设备或使之 失效。 ARM(Antiradiation missiles)—辐射源寻的。
20
四、雷达对抗涉及的关键技术
测频及脉冲参数测量技术 脉内调制特征分析与识别技术 雷达侦察测向技术 脉冲分选技术 雷达被动定位技术 雷达辐射源识别技术 雷达干扰技术
根据具体的无线电设备划分
通信对抗与反对抗 雷达对抗与反对抗 光电对抗与反对抗 引信对抗与反对抗 敌我识别系统对抗与反对抗
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2019/12/27
二、电子战发展现状及发展趋势 【发展现状】
美军“2010年联合设想”是其确定其装备技术 发展方向和未来高技术作战的基本出发点，为其武 装部队的发展，提供了作战标准，成为其三军设想 的基础，是构建21世纪初高技术战场的蓝本。
产生PDW
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谢 谢！
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2019/12/27
电子战的listening part 处理对象为雷达系统时称为雷达侦察
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【电子攻击】
使用电磁或定向能，以削弱、压制或瓦解敌方作战能力为目的对人员和设施或 设备的攻击。
【电子对抗(ECM,electronic countermeasure)】-软杀伤 以阻止或降低敌方对电磁频谱有效利用为目的的电子战行动。 电子干扰—达到破坏、损害或中断敌方使用电磁频谱的目的而有意 进行的电磁能量的辐射、转发或反射。 欺 骗—给敌方电子武器系统传递错误信息或掩盖真实信息而采取的 电磁能量的有意辐射、转发、闪烁、抑制、吸收、屏蔽、增 强或反射等。
【反辐射导弹、定向能武器】-硬杀伤 DEW(Directed Energy Weapons)—使用激光或高功率微波发射来摧毁电子设备或使之 失效。 ARM(Antiradiation missiles)—辐射源寻的。
电子对抗原理_8_外辐射源雷达信号处理.pptx
2架飞机
三、基于数字电视信号的处理实例
（一）数字电视信号特点 （二）信号处理流程 （三）关键技术研究 （四）硬件支持平台 （五）实时处理效果 （六）低慢小探测
三、基于数字电视信号的处理实例
（一）数字电视信号特点
全向辐射； 连续波； 数字电视信号带宽宽：比调频广播高2个数量级，自适
应对消滤波器阶数高约1个数量级，运算量增加400～ 500倍。
• 目标仿真参数： ➢ 速度1000m/s； ➢ 加速度-10m/s2 ； ➢ 积累时间0.4s 。
目标
三、基于数字电视信号的处理实例
（四）硬件支持平台
8阵元天线 阵
16阵元天线 阵
接收机
实时处理 机
（三）关键技术研究
1、天线阵 2、DBF 3、宽带信号自适应对消 4、宽带信号CAF
三、基于数字电视信号的处理实例
（三）关键技术研究
1、天线阵
研制了DBF天线阵、多通道接收机和信号处理机等设备。
16单元天线阵
8单元天线阵
24通道接收机
三、基于数字电视信号的处理实例
（三）关键技术研究
2、DBF
160
-1
-2
Amplotude
-3
4
x 10
800
2
1.5
1000
1200
1400 n
1600
1800
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
700
800
900
1000
1100
1200
电视图像及伴音信号n中频信号
1300
1400
二、基于模拟电视信号的处理实例
（一）模拟电视信号特点 1、电视伴音信号 带宽窄，带宽时变，不存在测距模糊
三、基于数字电视信号的处理实例
（一）数字电视信号特点 （二）信号处理流程 （三）关键技术研究 （四）硬件支持平台 （五）实时处理效果 （六）低慢小探测
三、基于数字电视信号的处理实例
（一）数字电视信号特点
全向辐射； 连续波； 数字电视信号带宽宽：比调频广播高2个数量级，自适
应对消滤波器阶数高约1个数量级，运算量增加400～ 500倍。
• 目标仿真参数： ➢ 速度1000m/s； ➢ 加速度-10m/s2 ； ➢ 积累时间0.4s 。
目标
三、基于数字电视信号的处理实例
（四）硬件支持平台
8阵元天线 阵
16阵元天线 阵
接收机
实时处理 机
（三）关键技术研究
1、天线阵 2、DBF 3、宽带信号自适应对消 4、宽带信号CAF
三、基于数字电视信号的处理实例
（三）关键技术研究
1、天线阵
研制了DBF天线阵、多通道接收机和信号处理机等设备。
16单元天线阵
8单元天线阵
24通道接收机
三、基于数字电视信号的处理实例
（三）关键技术研究
2、DBF
160
-1
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Amplotude
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x 10
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1100
1200
电视图像及伴音信号n中频信号
1300
1400
二、基于模拟电视信号的处理实例
（一）模拟电视信号特点 1、电视伴音信号 带宽窄，带宽时变，不存在测距模糊
雷达系统原理PPT课件
双重目标图像
• 当本船附近有一个大的反射面并处于与本船接近垂直的距离时 （如，本船正从一 艘大船旁边经过，等），雷达电波在本船与其 他船之间反弹。因此，2 到 4 个图 像可能会等距离的出现在目标 的方向上。由于多重反射造成的假图像被称为“双 重目标” 。 出现这种情况时，离本船最近的回波图像为真正的目标。 可以注 意到，当本船与相关目标的距离和方位发生变化时，双重目标也 会消失。 因此，这种假回波图像很容易就能区分出来。
脉冲（波束）宽度
• 脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度（-3dB） 的一半的角（也 被称为“半值宽度”
雷达无线电波特性
• 雷达的无线电波略沿地表方向传播（主要视线）。这一特性的变 化取决于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ气的 密度，其一般的计算公式如下所示，总之，雷达 的视线距离 D 比光学视距要长 约 6%。
携带 SART 船的实际位置
• 若本船位于 SART 位置的 1 海里以外， • 第一道显示的回波位置为距 SART0.64 海里 • 第 12 道回波为 SART 的实际位置。 • 若本船进入 SART 1 海里以内范围， • 显 示的扫描速度加快， • 该回波的长度为距 SART 实际位置 150 米。
雷达系统原理
什么是雷达系统？
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标（如其他船，浮标，小岛等）反射回来，并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能，并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转，这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号，发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
雷达原理ppt课件68页PPT知识讲解
雷达对抗的重要性
取得军事优势的重要手段和保证
典型战例1：二次世界大战的诺曼地登陆，盟军 完全掌握了德军德40多不雷达的参数何配置， 通过干扰何轰炸，使德军雷达完全瘫痪。盟军 参战的2127艘舰船，只损失了6艘。 海湾战争：多国部队凭借高技术优势，在战争 的整个过程中使用了各种电子对抗手段，使伊 军的雷达无法工作、通信中断、指挥失灵。双 方人员损失为百人比数十万人。
电子战（EW）的含义
电子战是敌我双方利用电磁能和定向能破 坏敌方武器装备对电磁频谱、电磁信息 的利用或对敌方武器装备和人员进行攻 击、杀伤，同时保障己方武器装备效能 的正常发挥和人员的安全而采取的军事 行动。
电子战（EW）的含义
传统的电子战： 电子对抗（ECM）,包括电子侦察、干扰、
隐身、摧毁。 电子反对抗（ECCM）,包括电子反侦察、
先看几个著名的电子战经典战例：
——1982年6月9日，叙以贝卡谷地之战，以军一方面用 RC-707电子战飞机施放强烈电子干扰，同时用E-2"鹰眼" 空中预警机掩护导航，用"标准"和"狼"式反辐射导弹将叙 军苦心经营10年的19个导弹基地全部摧毁。
——1986年4月美军空袭利比亚。"软杀伤"与"硬摧 毁"手段紧密结合，双管齐下，仅仅12分钟就完成了代号 为"黄金峡谷"的军事行动，被称为"外科手术式"的攻击战， 使利比亚的防空体系毁于一旦。
处于抗干扰和反侦察地需要，许多雷达具有改变发射 信号的载波频率、脉冲重复频率、脉冲波形或者其它调 制参数，变化的时间可能在秒、毫秒甚至脉间。 信号威胁程度高、反应时间短
2）近年的分类方法
电子干扰
《电子战信号处理》PPT课件
ci t iT / 2,0 i n t0,2
{ci(0,1,2,3)}i
,T,n
相位编码的作用： 提高信噪比 通过脉冲压缩提高信号功率 和威力范围，处理简单 扩展频带，改善距离分辨能力，但作用有限 存在速度失配损失，大码长对高速目标损失严重
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
特点：以高功率射频脉冲为主，频段3MHz100GHz，有脉内/脉间/天线扫 描调制特性。影响雷达PRI、的若干因素
2、电磁谱的控制权 即能够在需要的时间和空间，剥夺敌方对电磁谱的利用权，保障己方对电磁谱的 利用权。 一般将剥夺敌方对电磁谱利用权的行为称为电子对抗（ECM），包括电子干扰 和电子攻击；将保障己方对电磁谱利用权的行为称为电子反对抗（ECCM）或抗 干扰和抗摧毁。
1.1.1 电子战
1.1.1.2 特点
1.1.2.1 电子战信号的来源
1、敌方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程研究处理的主要对象； 2、己方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程需要保护的对象； 3、敌方电子信息系统辐射的电磁诱饵信号，与信号1或信号2具有密切的关
系，是本课程需要识别处理的对象，也是对抗技术发展的瓶颈； 4、它方电子信息系统辐射的电磁信号，其中一部份是本课程研究处理的对
线输出信号的功率
解：
P
108
103 101 0.12
4 3105 2
0.5
3.5104 mW
34.5 dB m
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
例3. 某PD雷达最大无模糊可测目标速度1500m/s，工作波长3cm，试求其需要采用的最小脉 冲重复频率（重复周期）
解：
fd max
雷达原理与系统 ppt课件
雷达原理与系统
2014年2月
2020/11/24
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
2020/11/24
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
2020/11/24
5
1、绪论
1.1 雷达的任务 1.2 雷达的基本组成 1.3 雷达的工作频率 1.4 雷达的应用和发展 1.5 电子战和军用雷达的发展
2020/11/24
6
1.1 雷达的任务
1.1.1 雷达的任务
利用发射和接收电磁波信号的相关性，完成以下任务
1、发现目标，确定目标在空间中的位置、运动、航迹等 R,,,Vr
特种雷达：具有特定功能的雷达：如：雷达高度表/雷达引信
按照装载平台： 星载雷达，弹载雷达，机载雷达，舰载雷达，车载雷达，背负雷达 按照技术体制：收发关系和位置 单基地/双多基地，非协同探测（PCL），MIMO
天线技术 单波束/多波束，机械/电/混合扫描，
发射/接收机技术 相参/非相参收发，捷变频，频率分集，
2、识别目标，确定目标性质（F/E，目标类型，目标形状/散射特性等）
1.1.2 探测与定位的坐标系
球坐标系 以雷达自身为原点 R,,,Vr 正北为方位0，仰角以水平面为0 柱坐标系 以雷达自身为原点 D,,H,Vr 正北同上，以海面/地平面高度为0
近似（忽略曲率）转换关系： D R co,H sR sin
W
G 发射天线增益
2014年2月
2020/11/24
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
2020/11/24
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
2020/11/24
5
1、绪论
1.1 雷达的任务 1.2 雷达的基本组成 1.3 雷达的工作频率 1.4 雷达的应用和发展 1.5 电子战和军用雷达的发展
2020/11/24
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1.1 雷达的任务
1.1.1 雷达的任务
利用发射和接收电磁波信号的相关性，完成以下任务
1、发现目标，确定目标在空间中的位置、运动、航迹等 R,,,Vr
特种雷达：具有特定功能的雷达：如：雷达高度表/雷达引信
按照装载平台： 星载雷达，弹载雷达，机载雷达，舰载雷达，车载雷达，背负雷达 按照技术体制：收发关系和位置 单基地/双多基地，非协同探测（PCL），MIMO
天线技术 单波束/多波束，机械/电/混合扫描，
发射/接收机技术 相参/非相参收发，捷变频，频率分集，
2、识别目标，确定目标性质（F/E，目标类型，目标形状/散射特性等）
1.1.2 探测与定位的坐标系
球坐标系 以雷达自身为原点 R,,,Vr 正北为方位0，仰角以水平面为0 柱坐标系 以雷达自身为原点 D,,H,Vr 正北同上，以海面/地平面高度为0
近似（忽略曲率）转换关系： D R co,H sR sin
W
G 发射天线增益
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5
接收机带宽
接收机带宽一般是指3dB带宽，即接收机输出视 频信号的3dB带宽
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接收机中心频率（IF）
超外差式接收机中频部分的中心频率称为中心 频率（IF），简称中频，中频的选择和发射波 形、接收机的带宽以及射频频率有关。一般来 说，接收机的带宽越宽，要求中频越高；
6
中频一般在10MHz至1GHz之间，常用的中频有 6.5MHz（TV伴音中频）、10.7MHz（调频广播 中频）、21.4MHz、30MHz、 38MHz（TV图 像中频）、 40MHz、60MHz、70MHz、 140MHz、210MHz等
D(dB) 10lgPimax Pimin
式中 P i m a x 为接收机不发生过载允许输入的最大信 号功率，P i m in 为最小可检测信号功率。
10
接收机增益
接收机增益指输出信号功率与输入信号 功率之比，如下式所示：
G po pi
式中 p o 、p i 分别为输出信号功率和输入
信号功率。
4
接收机保护
雷达系统工作时，可能会受到各种其它设备的 干扰，而接收机一般只能正常接收微弱信号， 过强的信号会损坏接收机；特别是前级低噪声 放大器（LNA）比较脆弱，因此输入部分应加 保护，对较强干扰信号（外部干扰或发射机泄 漏）到保护作用
采用限幅器或开关
工作频率范围
表示接收机正常工作时能接收的信号频率范围， 主要由射频部分器件（LNA、混频器）的性能 决定
12
接收机的非线性失真
非线性失真，如互调失真，交调失真，产 生2次及高次谐波，3阶交调，高阶交调等 有害信号。 输入信号频率：f1、f2 ； 谐波: 2f1 2f2 3f1 3f2 ； 3阶交调： 2f1－f2 ， 2f2 －f1 ； 1dB压缩点概念。
13
镜像频率抑制比
理想情况下，I、Q两路信号组成复信号，其傅 立叶变换在频域不存在镜像。但实际I、Q两路 信号很难做到理想正交，这时会导致镜像频率 的存在，I、Q两路信号理想部分与其镜像部分 功率之比定义为镜像频率抑制比，简称镜频抑 制比。
一种典型的雷达系统原理框图
天线
天线扫 描控制 装置
收发开关 或环行器
发射机 频综 接收机 监控终端
信号处理机
数据处理 显示终端
1
超外差式接收机原理框图
射 频 接收机 信 保护器
号
低噪声 滤波 放大器 器
射频部分
中 混频 频 器信
号
中频 滤波器
中频 中频 放大器 滤波器
中频部分
中 中频 频 衰减器 信
总线结构 自定义 CPCI：并行总线，总线速度高 VME：机箱槽多， 系统可靠性好 VXS：P0口为高速插头，高速交换架构 VPX：高速交换架构，7排高达6.25 Gb/s的高
速I/O连接器，支持多种互联标准RapidIO、 PCIE、Advanced Switching, InfinBand 其它：PCIE为串行总线，速度高
号
本振
正交相位 检波信号
I
I
正交相位 低通滤
检波器
波器
Q
Q
视频部分
I
视频 放大器
Q
至信号 处理机
2
数字中频接收机原理框图
中频 信号
中频 滤波器
低通滤波、抽 取
I
cos(2fI nT )
A/D
sin(2fI nT )
Q
低通滤波、抽 取
3
接收机主要技术指标
接收机保护 接收机的工作频率范围、带宽 中心频率 噪声系数、灵敏度 动态范围 增益、增益控制 镜像频率抑制比
11
接收机增益控制
为了防止强信号引起过载，需要增大接收机的动 态范围，就必须要有增益控制电路。一般雷达都 有增益控制。
增益控制方式
自动增益控制（AGC） 灵敏度时间控制（STC）电路用于雷达接收机 克服近程杂波干扰，使近距离回波信号增益低， 远距离回波信号增益高。 灵敏度频率控制（SFC） 杂波图（Clutter Map）增益控制
串行 FLASH
PMC接口
20XLVDS
P6
DDR3 128M*32bit
4X SRIO
IO 6xRocketIO
Pps出 TMS320C6678
1GB DDR3
14
5 信号处理机
雷达信号处理流程 信号处理机结构 信号处理机指标
15
5.1 雷达信号处理流程
雷达信号处理机的任务是对感兴趣的目标 信号进行检测并提取出目标参数（距离、 方位角、高低角、径向速度等）
A/D
脉冲 压缩
滤波
CFAR 处理
目标参数 提取
16
5.2 雷达信号处理机结构
一般结构
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
CLK SPI
TMS320C6748B ZCEA4 456MHz
EMIF
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
10MHz OSC
8xRocketIO
IO
串行 FLASH
FPGA
IO
IO
XC6SLX150T
FGG676
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
通信系统最常用的中频是70MHz
7
接收机噪声
雷达接收机噪声的来源主要分为两种： 内部噪声 外部噪声
内部噪声主要由接收机中的馈线、放电保护器、 高频放大器或混频器等产生。接收机内部噪声 在时间上是连续的，而振幅和相位是随机的， 通常称为“起伏噪声”。
外部噪声是由雷达天线进入接收机的各种人为 干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线 热噪声等，其中以天线热噪声影响最大。
8
噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比 的比值。
F Si Ni So N o
接收机灵敏度
表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收 机输入端的最小可检测信号功率来表示。
P im iK n T (So B /N o F )min
9
接收机的动态范围
表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强 度范围。信号太弱，它不能检测出来，信号太 强，接收机会发生过载饱和。
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信号处理机结构（例1）
J30J
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
10MHz CLK
Pps
FPGA CLK CLK CLK
FPGA AD9520
FPGA CLK CLK CLK
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
接收机带宽
接收机带宽一般是指3dB带宽，即接收机输出视 频信号的3dB带宽
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接收机中心频率（IF）
超外差式接收机中频部分的中心频率称为中心 频率（IF），简称中频，中频的选择和发射波 形、接收机的带宽以及射频频率有关。一般来 说，接收机的带宽越宽，要求中频越高；
6
中频一般在10MHz至1GHz之间，常用的中频有 6.5MHz（TV伴音中频）、10.7MHz（调频广播 中频）、21.4MHz、30MHz、 38MHz（TV图 像中频）、 40MHz、60MHz、70MHz、 140MHz、210MHz等
D(dB) 10lgPimax Pimin
式中 P i m a x 为接收机不发生过载允许输入的最大信 号功率，P i m in 为最小可检测信号功率。
10
接收机增益
接收机增益指输出信号功率与输入信号 功率之比，如下式所示：
G po pi
式中 p o 、p i 分别为输出信号功率和输入
信号功率。
4
接收机保护
雷达系统工作时，可能会受到各种其它设备的 干扰，而接收机一般只能正常接收微弱信号， 过强的信号会损坏接收机；特别是前级低噪声 放大器（LNA）比较脆弱，因此输入部分应加 保护，对较强干扰信号（外部干扰或发射机泄 漏）到保护作用
采用限幅器或开关
工作频率范围
表示接收机正常工作时能接收的信号频率范围， 主要由射频部分器件（LNA、混频器）的性能 决定
12
接收机的非线性失真
非线性失真，如互调失真，交调失真，产 生2次及高次谐波，3阶交调，高阶交调等 有害信号。 输入信号频率：f1、f2 ； 谐波: 2f1 2f2 3f1 3f2 ； 3阶交调： 2f1－f2 ， 2f2 －f1 ； 1dB压缩点概念。
13
镜像频率抑制比
理想情况下，I、Q两路信号组成复信号，其傅 立叶变换在频域不存在镜像。但实际I、Q两路 信号很难做到理想正交，这时会导致镜像频率 的存在，I、Q两路信号理想部分与其镜像部分 功率之比定义为镜像频率抑制比，简称镜频抑 制比。
一种典型的雷达系统原理框图
天线
天线扫 描控制 装置
收发开关 或环行器
发射机 频综 接收机 监控终端
信号处理机
数据处理 显示终端
1
超外差式接收机原理框图
射 频 接收机 信 保护器
号
低噪声 滤波 放大器 器
射频部分
中 混频 频 器信
号
中频 滤波器
中频 中频 放大器 滤波器
中频部分
中 中频 频 衰减器 信
总线结构 自定义 CPCI：并行总线，总线速度高 VME：机箱槽多， 系统可靠性好 VXS：P0口为高速插头，高速交换架构 VPX：高速交换架构，7排高达6.25 Gb/s的高
速I/O连接器，支持多种互联标准RapidIO、 PCIE、Advanced Switching, InfinBand 其它：PCIE为串行总线，速度高
号
本振
正交相位 检波信号
I
I
正交相位 低通滤
检波器
波器
Q
Q
视频部分
I
视频 放大器
Q
至信号 处理机
2
数字中频接收机原理框图
中频 信号
中频 滤波器
低通滤波、抽 取
I
cos(2fI nT )
A/D
sin(2fI nT )
Q
低通滤波、抽 取
3
接收机主要技术指标
接收机保护 接收机的工作频率范围、带宽 中心频率 噪声系数、灵敏度 动态范围 增益、增益控制 镜像频率抑制比
11
接收机增益控制
为了防止强信号引起过载，需要增大接收机的动 态范围，就必须要有增益控制电路。一般雷达都 有增益控制。
增益控制方式
自动增益控制（AGC） 灵敏度时间控制（STC）电路用于雷达接收机 克服近程杂波干扰，使近距离回波信号增益低， 远距离回波信号增益高。 灵敏度频率控制（SFC） 杂波图（Clutter Map）增益控制
串行 FLASH
PMC接口
20XLVDS
P6
DDR3 128M*32bit
4X SRIO
IO 6xRocketIO
Pps出 TMS320C6678
1GB DDR3
14
5 信号处理机
雷达信号处理流程 信号处理机结构 信号处理机指标
15
5.1 雷达信号处理流程
雷达信号处理机的任务是对感兴趣的目标 信号进行检测并提取出目标参数（距离、 方位角、高低角、径向速度等）
A/D
脉冲 压缩
滤波
CFAR 处理
目标参数 提取
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5.2 雷达信号处理机结构
一般结构
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
CLK SPI
TMS320C6748B ZCEA4 456MHz
EMIF
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
10MHz OSC
8xRocketIO
IO
串行 FLASH
FPGA
IO
IO
XC6SLX150T
FGG676
FPGA
XC6VLX240T-1FFG1156I
通信系统最常用的中频是70MHz
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接收机噪声
雷达接收机噪声的来源主要分为两种： 内部噪声 外部噪声
内部噪声主要由接收机中的馈线、放电保护器、 高频放大器或混频器等产生。接收机内部噪声 在时间上是连续的，而振幅和相位是随机的， 通常称为“起伏噪声”。
外部噪声是由雷达天线进入接收机的各种人为 干扰、天电干扰、工业干扰、宇宙干扰和天线 热噪声等，其中以天线热噪声影响最大。
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噪声系数
接收机输入端信号噪声比与输出端信号噪声比 的比值。
F Si Ni So N o
接收机灵敏度
表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收 机输入端的最小可检测信号功率来表示。
P im iK n T (So B /N o F )min
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接收机的动态范围
表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强 度范围。信号太弱，它不能检测出来，信号太 强，接收机会发生过载饱和。
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信号处理机结构（例1）
J30J
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF
10MHz CLK
Pps
FPGA CLK CLK CLK
FPGA AD9520
FPGA CLK CLK CLK
AC
AC
12BIT 500MSPS ADC12D500RF