探究超外差雷达接收机的工作原理
外差接收机工作原理
外差接收机工作原理
嘿呀！今天咱们来聊聊外差接收机的工作原理哇！
首先呢，1. 外差接收机啊，它可是个相当神奇的东西呢！简单来说，它就是把接收到的高频信号变换成一个固定的中频信号。
哎呀呀，为啥要这么做呀？这是因为处理固定频率的中频信号比直接处理变化多端的高频信号要容易得多呀！
接下来，2. 咱们看看它具体是怎么工作的呢。
当高频信号进入接收机的时候呀，会和一个本地振荡器产生的信号混频。
哇塞！这一混频可不得了，就产生了中频信号。
这个中频信号的频率是输入高频信号和本地振荡器频率的差值呀！
然后呢，3. 产生的中频信号会经过一系列的处理，比如放大、滤波等等。
哎呀，放大是为了让信号更强，滤波呢则是把不需要的杂波给去掉呀！
再说说，4. 经过处理后的中频信号就可以进行解调啦。
解调这个步骤可重要了呢，它能把携带信息的信号从中频信号中提取出来。
最后呀，5. 提取出来的信息就可以被我们所使用啦，比如变成声音、图像等等。
总之呢，外差接收机的工作原理虽然听起来有点复杂，但是一旦搞明白了，就会发现它真的是太厉害啦！哎呀呀，是不是觉得很神奇呀？哇，希望大家都能对外差接收机的工作原理有更清楚的了解呢！。
简述超外差式接收机的工作原理
简述超外差式接收机的工作原理超外差式接收机是广播和通信中最主要的一种调频接收机。
它是通过将接收信号与一个高稳定的、本地的振荡器频率混合，产生出一个中频信号，再进行放大、解调等信号处理的过程，最终实现对信号的接收和解码。
下面我们将从信号混频、中频处理和解调等几个方面简述超外差式接收机的工作原理。
1. 信号混频
超外差式接收机接收到的高频信号，首先要与本地低频信号混频。
混频的目的是把高频信号转换为中频信号。
超外差式接收机通常使用的振荡器频率是固定的，并且是高度稳定的，因此产生的混频信号频率也是稳定的。
混频后，通过带通滤波器将频率范围内的信号通过，其它信号将被阻止。
2. 中频处理
混频后得到的中频信号通常是一个比较低的频率信号。
为了放大和解调，需要对中频信号进行放大和对中频信号进行滤波，以去除不需要的信号。
中频放大器通常使用的是高品质的放大器，以保证信号的质量。
中频滤波器通常用来防止旁路信号对解调过程的干扰。
3. 解调
在中频处理之后，接下来就是解调信号的过程了。
解调信号通常是根
据不同类型的信号，使用不同的解调方式。
例如，调幅信号一般使用
检波器进行解调，调频信号则使用反馈式调制解调出原始信号。
最后，信号经过解调处理之后，就可以被输出。
总的来说，超外差式接收机在接收信号的过程中，通过混频、中频处
理和解调等多个环节的处理，最终实现了对信号的解码和输出。
它具
有灵敏度高、动态范围宽、稳定性好等特点，因此在广播和通讯领域
被广泛应用。
超外差接收机
(2)四道色环电阻
格 物 致 新
·厚 德 泽 人
3、电阻
从左右向中间读→ ← 左第一位 红：2 左第二位 黑：0 右第二位 黄：104 右第一位 金（误差）±5％ 电阻标称值：20×104Ω ± 5％ =200K Ω ± 5％
蓝 紫 灰 白 黑 金 银
色码电阻表示法
颜色 棕 红 橙 黄 绿
有效数值
调频波的表示式为
制信号
t U FM t U cos[ c t K f 0U (t )dt ]
调制信号幅度最大时，调频波最密，频率最大；而当调制信号负的 绝对值最大时，调频波最稀疏，频率最低。
格 物 致 新
·厚 德 泽 人
二、超外差收音机原理
2.1 最简收音机原理
由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的 放大，要想在整个中波频段535kHZ—1605kHZ获得一致放大 是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。
电感量用mH=10 H、
-3
μH=10 H来表示电感量级单位
-6
。色环电感的电感量与色环电阻 的阻值表示方法基本相同。 电感用于收音机并联谐振回 路中，其中部分在调试中需要调 整。格 物 致 新LL·厚 德 泽 人
4.5 晶体振荡器（P23）
晶体振荡器简称晶振，晶振具 有压电效应特性，晶振的材料是石 英晶体，即SiO4，石英晶体按照不 同的切削方式就具有不同压电效应 频率，而且具有非常稳定振荡频率 -6 ，稳定度达10 以上，从而在很多 领域得到广泛应用。 电路符号：
也会发生改变。
2、电阻的分类
a. 固定电阻 b. 可变电阻（电位器）
3、电阻值大小的识别
电阻的阻值标注有两种方法，一是直接在电阻上标出数 据；二是用色环表示阻值。色环表示阻值可在任意角度识别 其阻值大小，不受电阻体积限制，使用方便，被广泛运用。
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理主要涉及到两个部分：混频和解调。
首先，我们来介绍混频部分。
超外差接收机是利用非线性元件将接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
这样做的目的是将高频信号转换为中频信号，方便后续的处理。
混频过程中，非线性元件会产生多个频率的信号，其中包含了原始信号的和频分量、差频分量和本地振荡器信号。
接下来是解调部分。
混频之后，得到的中频信号需要进行解调，以提取出原始信号。
解调的过程利用了非线性元件的特性，比如二极管的整流特性。
通过将中频信号输入到非线性元件中，只保留了中频信号所对应的频率分量，而滤除了其他分量。
然后再进行滤波处理，去除其他杂散信号，最终得到原始信号。
整个超外差接收机的工作原理基于混频和解调的过程，通过将收到的高频信号转换为中频信号，再经过解调处理，最终提取出原始信号。
这种工作原理在广播和通信领域得到广泛应用，提高了信号的接收效果和质量。
超外差式接收机课件
超外差式接收机在无线通信系统中主要用于信号的接收和处理，对于提高通信 质量和系统性能具有关键作用。
课程目标
掌握超外差式接收机的基本原理
01
通过本课程的学习，使学生掌握超外差式接收机的基本原理、
组成和工作流程。
理解超外差式接收机的关键技术
02
了解和掌握超外差式接收机的关键技术，如变频、滤波、放大
短波广播
短波广播使用超外差式接收机来接收短波信号，实现远距离通信和广播。
雷达系统
气象雷达
气象雷达使用超外差式接收机来接收气象目 标的回波信号，通过分析回波信号来探测气 象条件。
军事雷达
军事雷达使用超外差式接收机来接收目标的 回波信号，实现目标探测和定位。
卫星通信系统
卫星电视
卫星电视使用超外差式接收机来接收卫星信号，将其转换为视频和音频信号以便于播放。
超外差式接收机 课件
目录
• 引言 • 超外差式接收机概述 • 超外差式接收机组成 • 超外差式接收机性能指标 • 超外差式接收机应用 • 超外差式接收机调试与维护
01
引言
课程背景
无线通信技术的快速发展
无线通信技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用，超外差式接收机作为无 线通信的关键技术之一，其研究和应用具有重要意义。
05
超外差式接收机应用
无线通信系统
无线电广播
超外差式接收机广泛应用于无线 电广播中，将信号从发射机传输 到接收机，实现音频信号的传输 。
移动通信
在移动通信领域，超外差式接收 机用于接收手机、无线麦克风等 设备的信号，实现语音和数据的 传输。
广播接收机
调频广播
调频广播使用超外差式接收机来接收高频信号，将其转换为较低频率的信号以便于播放。
超外差接收机工作原理
超外差接收机工作原理
超外差接收机是一种基于调制解调原理的无线电接收器。
它主要由前置放大器、混频器、中频放大器和解调器等组成。
当无线电信号经过天线输入到前置放大器后，在经过调制后，得到一个低频信号，即中频。
然后中频信号经过混频器和中频放大器进行处理，最终得到一个具有较高信噪比的音频信号。
超外差接收机的工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：
1. 接收天线接收无线电信号，将它输入到前置放大器中，放大无线电信号的弱化部分，使其达到后续处理的要求。
2. 经过调制，将高频无线电信号转换为中频信号，再进行一定的滤波处理，使其获得所需的频带宽度。
3. 经过混频器和中频放大器的处理，将中频信号放大到一定的电平，以便后续的处理和解调。
4. 解调器对待处理的中频信号进行解调，将中频信号恢复为对应的基带信号，即音频信号。
超外差接收机在无线电通信中有着广泛的应用，它能够接收到频率范围内的各种无线电信号，并将其转换为可以听到的音频信号，实现了信息的传递和交流。
超外差收音机的原理
超外差收音机的原理
超外差收音机的原理
超外差收音机是一种特殊的收音机，主要用于接收由地面放射台发射的超短波无线电信号。
超外差收音机采用了特殊的“超外差”技术，可以接收超短波频率的电台信号，为用户提供清晰的声音。
超外差技术的原理是，在单边带滤波器中，将两个截止频率分别设置成锁频后，根据电台发送的信号的频率，把分别设置在两端的滤波器中心频率设置成负差值。
这样，信号就会出现“外差”的现象，被设置在滤波器中心频率位置的信号将会有独特的突出，并且外界的噪声也会消失得很快。
超外差收音机的工作原理：
1.超外差收音机在接收时，会将收到的无线电信号转换成低频信号。
2.低频信号经过调制器进行调制，在调音器中转换为超短波波频信号。
3.超外差收音机将信号传送到滤波器中，通过调节滤波器上的中心频率，使信号的“外差”现象可以体现出来，从而获得清晰的声音信号。
4.最后，将信号传到扬声器里，使用户能够收听清晰的声音信号。
- 1 -。
雷达原理3-雷达接收机新ppt课件.ppt
S i
m in
k T0 Bn F0
So No
m in
(3.2.36)
通常,我们把(So/No)min称为“识别系数”, 并用M表示, 所以灵敏 度又可以写成
S i
m in
kT0Bn F0M
(3.2.37)
第3章雷达接收机
为了提高接收机的灵敏度, 即减少最小可检测信号功率Si min, 应做到:
F 1 N
k T0 BnGa
ΔN2=(F2-1)kT0BnG2
于是式(3.2.24)可进一步写成
(3.2.25)
No=kT0BnG1G2F0=kT0BnG1G2F1+(F2-1)kT0BnG2
化简后可得两级级联电路的总噪声系数
F0
F1
F2 1 G1
(3.2.26)
第3章雷达接收机 三级级联推导
之比, 叫做动态范围。
第3章雷达接收机 4. 中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择和滤波特性是接收机的重要质量指标之 一。
在中频的选择可以从30 MHz到4GHz之间。 如何选择接收机的中频？ 短波接收机为什么选在465KHz？
在白噪声(即接收机热噪声)背景下应该选择何种滤波方式？
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上收到的微弱高频信号从伴随的 噪声和干扰中选择出来，同时处理后送到终端设备。 主要组成部分是:
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探究超外差雷达接收机的工作原理
摘要：超外差式接收机是一种广泛应用的接收机类型，现代雷达接收机绝大
多数都采用这种方式。
其基本原理是利用本振信号和输入信号进行混频产生中频
信号，经过滤波、放大等处理后输出。
即先是将射频回波信号转换为中频信号，
并对此中频信号进行滤波处理，以滤除掉混频后产生的高频和低频杂波；然后把
滤波后的中频信号进行放大，以便输出信号能够被后续的电路接收；最后将此中
频信号检波后进行后续处理。
关键词：AWPR-03；风廓线；超外差；接收机
一、现代雷达超外差接收机的工作原理和过程
本人以AWPR-03型风廓线雷达为例，来说明现代雷达超外差接收机的工作原
理和过程。
AWPR-03型雷达是安徽四创电子股份有限公司于2017年研制的固定式测风雷达，该雷达适用于机场，主要用于实时、连续探测雷达场站上空3KM以下的空中
风向风速和垂直气流，为机场航空飞行气象保障提供高时空分辨力的空中风资料。
其接收机就是一种典型的超外差式接收机。
二、AWPR-03型接收机的原理框图。
由上图可以看出，接收机主要由三个部分组成：
1.接收通道
接收通道从功能上分为接收前端和混放两个部分；其中接收前端包括四合一合成器、PIN开关、标定开关、低噪声放大器，其作用主要是完成回波信号的低噪声放大；
混放模块完成回波下变频，得到60MHZ的中频回波信号，其主要组成部分为1380滤波、1320滤波、下变频器及60M滤波放大器。
来自天馈系统的四路射频回波信号，由四合一合成器汇总成一路，经PIN开关、标定开关、滤波器进入下变频器，再与来自频率源分机的本振信号进行下变频，获得60MHZ的中频信号送中频数字接收机进行处理。
来自频率源分机的标定信号，由标定开关控制切换到标定模式，经低噪声放大器，进入接收机通道完成对接收系统的噪声系数、相位噪声、强度和径向速度等各种标定信号。
接收通道各组成部分的作用及工作过程如下：
a) 四合一合成器：AWPR-03型雷达的天线部分由四块完全相同的天线子阵块组成，四合一合成器的作用就是将这四个天线子阵块各自接收到的射频回波信号汇总成一路。
b） PIN开关：在发射机工作的时候，PIN开关处于截止状态，防止主波泄
漏进入接收通道。
c) 标定开关：标定开关同时起到开关和耦合的作用，在发射机工作期间关
闭接收机通道，减少主波和近区强回波信号对测试通道信号的干扰，同时在相噪
测试时打开相噪测试支路，对相噪进行测试。
耦合作用则是从标定通道耦入标定
样本信号。
d) 低噪声放大器:低噪声放大器内部包括限幅器和低噪声场放两个部分。
限幅器的作用是防止从PIN开关泄露过来的主波功率及非同步的强干扰信号
烧坏低噪声放大器。
低噪声场放是接收机的前置放大器，它对接收分系统灵敏度起着决定作用。
e) 调制开关:调制开关的作用是在发射机工作时关闭后级电路，防止泄漏
的主波脉冲使后级电路饱和。
f) 1320MHz滤波器:预选接收频率和抑制寄生通道干扰。
g) 下变频器:将射频信号与本振信号进行混频获得中频信号，并将该信号进
行放大、滤波处理。
1.频率源
频率源的功能是为雷达系统提供高稳定、高纯频谱、全相参的各种频率的信
号源，保证雷达系统实现全相参处理。
频率源从性能上划分，包括频率合成和激
励源两个功能。
频率源分机由晶体振荡器、频率综合器、调制器、上变频器、调
制功率放大器组成。
高稳定度的80MHz晶振信号是整部雷达基准源。
晶体振荡器产生高稳定、高
纯频谱的80 MHz信号送往频率综合器，经过倍频、分频和滤波选频等综合处理，产生多种频率的信号源，包括DDS时钟信号、中频数字接收机时钟信号、本振信号、同步检测信号、基准检测信号。
同时，设置了基准、本振、参考、取样四个
信号的故障检测点。
240MHz的DDS时钟信号和变频控制信号（来自数字接收机）进入数字波形产生器，经过内部电路处理后产生60MHz的中频信号，输出波形为连续波、单频脉冲、调频调相以及相应组合。
在工作模式时产生单脉冲或脉冲相位编码信号，增益标定模式时产生60MHz+f d的连续波信号，经上变频产生f发射+f d的多普勒标定信号，经幅度恒定处理和高精度数控衰减器控制产生标定信号源。
频率综合器模块产生的1380MHz送到调制器，与监控模块产生的本振调制时序进行调制，调制后的信号进入上变频器。
同时，数字波形产生器模块产生的60MHz中频信号也送到上变频器，两种信号混频后产生1320MHz的射频信号。
该调制后的射频信号输出分为两路：一路作为射频调制检测信号送标定通道分机进行定性指示；另外一路作为发射激励送至发射系统。
频率源各组成部分的作用和工作过程如下：
a)晶振：80MHz晶体振荡器为雷达系统提供高稳定、高纯频谱的全机基准信号。
b) 频率综合器：将晶体振荡器送来80MHz基准信号进行倍频、分频等综合处理产生多种频率的信号。
c)调制器：输出本振调制信号，保证有较高的调制度，防止连续波信号对接收机的干扰。
d)上变频器：上变频器的功能是将调制后的本振信号与中频信号进行混频获得射频调制信号，并将该信号进行放大、滤波处理。
e)调制功率放大器：调制功率放大器的功能是将上变频器输出的射频调制信号进行放大、稳幅，并与来自监控模块的射频激励调制时序再次进行调制。
3. 标定通道
标定通道主要由固态噪声源、微波延迟线、稳幅放大器、数控衰减器、四选一开关等组成。
标定通道的功能是产生系统进行噪声系数、相位噪声、强度和径速自检需要
的各种信号。
其功能单元分为三个部分：噪声信号发生器、模拟地物目标发生器、模拟信号源发生器。
噪声信号发生器是一个噪声源，用以产生噪声系数自检时的信号。
模拟地物目标发生器采用声表面波延迟线对发射样本信号延迟实现。
模拟信号源是一个幅度和频率可控的射频信号源，幅度控制方面，RF测试信
号经过限幅后送给程控衰减器，而程控衰减器可控制幅度的衰减量；频率控制方面，RF测试信号是采用DDS方法产生的频率受控的信号。
这样就得到了系统要求
的模拟信号源。
标定单元产生的这三种信号通过选择开关来切换，由监控系统根据自检类型
进行控制。
标定单元脱离接收机不影响接收机正常工作。
来自频率源分机的标定信号，由标定开关控制切换到标定模式，经低噪声放
大器，进入接收机通道完成对接收系统的噪声系数、相位噪声、强度和径向速度
等各种标定信号。
三、结语
在以上的工作过程中，接收系统的三大组成部分接收通道、频率源和标定通道，在设定的工作模式和参数指标下，分别完成了现代雷达接收机的三大功能：
a)接收通道对射频回波信号进行低噪声放大和一次下变频，得到中频回波信
号送至数字中频接收机；
b)频率源负责形成整机基本时钟及各种频率信号，并向发射分系统提供高稳
定的射频激励信号；
c)标定通道对系统的重要参数进行自检，以保证系统工作在正常状态，输出
准确的信号数值。
这种通过混频的办法把射频回波信号先变换到中频，通过对中频信号的放大、滤波、检波等处理，得到雷达回波的方法，正是超外差接收机最典型的特点。
超
外差接收机容易得到足够大而且比较稳定的放大量；具有较高的选择性和较好的
频率特性；实际使用中，处理中频信号比直接处理高频信号容易的多，而且超外
差接收机的动态范围都很大，可以处理强信号和弱信号，由于这些突出的优点，
超外差接收机在实践中得到了广泛的应用。