導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)原理詳解演示文稿

導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)原理詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共136頁(yè)。優(yōu)選導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)原理當(dāng)前2頁(yè)，總共136頁(yè)。第七章運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及測(cè)速

7.1多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用7.2動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理及主要組成7.3盲速、盲相的影響及其解決途徑7.4速度測(cè)量當(dāng)前3頁(yè)，總共136頁(yè)。7.1多普勒效應(yīng)及其在雷達(dá)中的應(yīng)用

7.1.1多普勒效應(yīng)

DopplerEffect

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源和接受者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí),接收到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化。當(dāng)前4頁(yè)，總共136頁(yè)。

多普勒效應(yīng)首先在聲學(xué)上由物理學(xué)家克里斯頓·多普勒于1842年發(fā)現(xiàn)。1930年左右開(kāi)始將這一規(guī)律應(yīng)用到電磁波范圍。雷達(dá)應(yīng)用日益廣泛及對(duì)其性能要求更加提高，推動(dòng)了利用多普勒效應(yīng)來(lái)改善雷達(dá)工作質(zhì)量的進(jìn)程?？死锼诡D·多普勒當(dāng)前5頁(yè)，總共136頁(yè)。GRIFO-7火控雷達(dá)

雷達(dá)具有良好的電子對(duì)抗能力；在脈沖多普勒和脈波重復(fù)頻率波形模式下，具有完整的下視上視能力，并可比對(duì)地面測(cè)距；可從平視顯示器上顯示相關(guān)信息。殲-7E和殲-7MG也可采用相似于GRIFO-7的雷達(dá)。當(dāng)前6頁(yè)，總共136頁(yè)。英“空中閃光”空空彈道

制導(dǎo)體制是純粹跟蹤目標(biāo)雷達(dá)回波從MG型的平視顯示器看到的景象

殲7家族的成功改型成都?xì)?MG戰(zhàn)斗機(jī)多普列雷達(dá)當(dāng)前7頁(yè)，總共136頁(yè)?！帮w豹”脈沖多普勒雷達(dá)的平面狹縫天線，對(duì)地性能優(yōu)于蘇30的雷達(dá)。飛豹戰(zhàn)機(jī)起飛返航歸來(lái)的飛豹A當(dāng)前8頁(yè)，總共136頁(yè)。1.雷達(dá)發(fā)射連續(xù)波的情況s(t)=Acos(ω0t+φ)式中,ω0為發(fā)射角頻率,φ為初相;A為振幅。雷達(dá)波發(fā)射源這時(shí)發(fā)射信號(hào)可表示為

當(dāng)前9頁(yè)，總共136頁(yè)。雷達(dá)波雷達(dá)波發(fā)射后會(huì)逐漸擴(kuò)散當(dāng)前10頁(yè)，總共136頁(yè)。在雷達(dá)發(fā)射站處接收到由目標(biāo)反射的回波信號(hào)sr(t)為(7.1.1)

式中,tr=2R/c,為回波滯后于發(fā)射信號(hào)的時(shí)間,其中R為目標(biāo)和雷達(dá)站間的距離;c為電磁波傳播速度,在自由空間傳播時(shí)它等于光速;k為回波的衰減系數(shù)。當(dāng)前11頁(yè)，總共136頁(yè)。

如果目標(biāo)固定不動(dòng),則距離R為常數(shù)?；夭ㄅc發(fā)射信號(hào)之間有固定相位差ω0tr=2πf0·2R/c=(2π/λ)2R,它是電磁波往返于雷達(dá)與目標(biāo)之間所產(chǎn)生的相位滯后。當(dāng)前12頁(yè)，總共136頁(yè)。主波回波A型顯示器J型顯示器主波回波主波回波A/R型顯示器不同顯示器中主波與會(huì)波當(dāng)前13頁(yè)，總共136頁(yè)。雷達(dá)回波圖雷達(dá)回波測(cè)距.

當(dāng)前14頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)站之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),則距離R隨時(shí)間變化。設(shè)目標(biāo)以勻速相對(duì)雷達(dá)站運(yùn)動(dòng),則在時(shí)間t時(shí)刻,目標(biāo)與雷達(dá)站間的距離R(t)為R(t)=R0-vrt

式中，R0為t=0時(shí)的距離；vr為目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)站的徑向運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)前15頁(yè)，總共136頁(yè)。

由上式可知在t時(shí)刻接收到的波形sr(t)上的某點(diǎn),是在t-tr時(shí)刻發(fā)射的。由于通常雷達(dá)和目標(biāo)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度vr遠(yuǎn)小于電磁波速度c,故時(shí)延tr可近似寫為(7.1.1)當(dāng)前16頁(yè)，總共136頁(yè)?；夭ㄐ盘?hào)比起發(fā)射信號(hào)來(lái),高頻相位差是時(shí)間t的函數(shù),在徑向速度vr為常數(shù)時(shí),產(chǎn)生頻率差為

(7.1.3)這就是多卜勒頻率,它正比于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度而反比于工作波長(zhǎng)λ。當(dāng)前17頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)目標(biāo)飛向雷達(dá)站時(shí),多卜勒頻率為正值,接收信號(hào)頻率高于發(fā)射信號(hào)頻率,而當(dāng)目標(biāo)背離雷達(dá)站飛行時(shí),多卜勒頻率為負(fù)值,接收信號(hào)頻率低于發(fā)射信號(hào)頻率。

當(dāng)前18頁(yè)，總共136頁(yè)。

多卜勒頻率可以直觀地解釋為:振蕩源發(fā)射的電磁波以恒速c傳播,如果接收者相對(duì)于振蕩源是不動(dòng)的,則他在單位時(shí)間內(nèi)收到的振蕩數(shù)目與振蕩源發(fā)出的相同,即二者頻率相等。如果振蕩源與接收者之間有相對(duì)接近的運(yùn)動(dòng),則接收者在單位時(shí)間內(nèi)收到的振蕩數(shù)目要比他不動(dòng)時(shí)多一些,也就是接收頻率增高；當(dāng)二者作背向運(yùn)動(dòng)時(shí),結(jié)果相反。多卜勒頻率當(dāng)前19頁(yè)，總共136頁(yè)。2.窄帶信號(hào)時(shí)的多卜勒效應(yīng)

常用雷達(dá)信號(hào)為窄帶信號(hào)(帶寬遠(yuǎn)小于中心頻率)。其發(fā)射信號(hào)可以表示為Re表示取實(shí)部u(t)為調(diào)制信號(hào)的復(fù)數(shù)包絡(luò)ω0為發(fā)射角頻率當(dāng)前20頁(yè)，總共136頁(yè)。同連續(xù)波發(fā)射時(shí)的情況相似,由目標(biāo)反射的回波信號(hào)sr(t)可以寫成(7.1.4)

當(dāng)目標(biāo)固定不動(dòng)時(shí),回波信號(hào)的復(fù)包絡(luò)有一固定遲延,而高頻則有一個(gè)固定相位差。GLC-20C波段全相參多普勒氣象雷達(dá).當(dāng)前21頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)站勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),按式(7.1.2)近似地認(rèn)為其延遲時(shí)間tr為當(dāng)前22頁(yè)，總共136頁(yè)。

由回波信號(hào)表示式說(shuō)明,回波信號(hào)比起發(fā)射信號(hào)來(lái)講,復(fù)包絡(luò)滯后tr,而高頻相位差φ=-ω0tr=-2π(2/λ)(R0-vrt)是時(shí)間的函數(shù)。當(dāng)速度vr為常數(shù)時(shí),φ(t)引起的頻率差為當(dāng)前23頁(yè)，總共136頁(yè)。上式φ(t)引起的頻率差稱為多卜勒頻率,即回波信號(hào)的頻率比之發(fā)射頻率有一個(gè)多卜勒頻移。多普勒頻移當(dāng)前24頁(yè)，總共136頁(yè)。

已經(jīng)知道,回波信號(hào)的多卜勒頻移fd正比于徑向速度，而反比于雷達(dá)工作波長(zhǎng)λ,即

多卜勒頻移的相對(duì)值正比于目標(biāo)速度與光速之比,fd的正負(fù)值取決于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的方向。7.1.2多卜勒信息的提取當(dāng)前25頁(yè)，總共136頁(yè)。1.連續(xù)波多卜勒雷達(dá)

為取出收發(fā)信號(hào)頻率的差頻,可以在接收機(jī)檢波器輸入端引入發(fā)射信號(hào)作為基準(zhǔn)電壓,在檢波器輸出端即可得到收發(fā)頻率的差頻電壓,即多卜勒頻率電壓。這時(shí)的基準(zhǔn)電壓通常稱為相參(干)電壓,而完成差頻比較的檢波器稱為相干檢波器。其上的多普勒雷達(dá)，有具備地形跟蹤、地形.當(dāng)前26頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.1連續(xù)波多卜勒雷達(dá)原理框圖(a)組成框圖;(b)多卜勒頻率差拍矢量;(c)頻譜圖當(dāng)前27頁(yè)，總共136頁(yè)。

發(fā)射機(jī)產(chǎn)生頻率為f0的等幅連續(xù)波高頻振蕩,其中絕大部分能量從發(fā)射天線輻射到空間,很少部分能量耦合到接收機(jī)輸入端作為基準(zhǔn)電壓?；旌系陌l(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后,在相位檢波器輸出端取出其差拍電壓,隔除其中直流分量,得到多卜勒頻率信號(hào)送到終端指示器。

當(dāng)前28頁(yè)，總共136頁(yè)。

對(duì)于固定目標(biāo)信號(hào),由于它和基準(zhǔn)信號(hào)的相位差φ=ω0tr保持常數(shù),故混合相加的合成電壓幅度亦不改變。當(dāng)回波信號(hào)振幅Ur遠(yuǎn)小于基準(zhǔn)信號(hào)振幅U0時(shí),從矢量圖上可求得其合成電壓為(7.1.12)當(dāng)前29頁(yè)，總共136頁(yè)。

包絡(luò)檢波器輸出正比于合成信號(hào)振幅。對(duì)于固定目標(biāo),合成矢量不隨時(shí)間變化,檢波器輸出經(jīng)隔直流后無(wú)輸出。而運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波與基準(zhǔn)電壓的相位差隨時(shí)間按多卜勒頻率變化。即回波信號(hào)矢量圍繞基準(zhǔn)信號(hào)矢量端點(diǎn)以等角速度ωd旋轉(zhuǎn),這時(shí)合成矢量的振幅為

經(jīng)相位檢波器取出二電壓的差拍,通過(guò)隔直流電容器得到輸出的多卜勒頻率信號(hào)為(7.1.13)當(dāng)前30頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)水面上的小蟲子在原地?cái)[動(dòng)它的肢體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以它為圓心向四方散開(kāi)的水波

若是波速恰好等於波源移動(dòng)的速率時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生如下的圖形

當(dāng)前31頁(yè)，總共136頁(yè)。超音速飛機(jī)飛行時(shí)所形成震波的圓錐形區(qū)域

右上圖中A雖然已經(jīng)看到飛機(jī)，但是卻尚未聽(tīng)到飛機(jī)所產(chǎn)生的震波（剛傳到B處）當(dāng)前32頁(yè)，總共136頁(yè)。

脈沖雷達(dá)是最常用的雷達(dá)工作方式。當(dāng)雷達(dá)發(fā)射脈沖信號(hào)時(shí),和連續(xù)發(fā)射時(shí)一樣,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)中產(chǎn)生一個(gè)附加的多卜勒頻率分量。所不同的是目標(biāo)回波僅在脈沖寬度時(shí)間內(nèi)按重復(fù)周期出現(xiàn)。

2.脈沖工作狀態(tài)時(shí)的多卜勒效應(yīng)JL-7A型單脈沖火控雷達(dá).當(dāng)前33頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.2利用多卜勒效應(yīng)的脈沖雷達(dá)(a)原理方塊圖;(b)主要波形圖;(c)A顯畫面(對(duì)消前)當(dāng)前34頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.2利用多卜勒效應(yīng)的脈沖雷達(dá)(a)原理方塊圖;(b)主要波形圖;(c)A顯畫面(對(duì)消前)當(dāng)前35頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.2利用多卜勒效應(yīng)的脈沖雷達(dá)(a)原理方塊圖;(b)主要波形圖;(c)A顯畫面(對(duì)消前)當(dāng)前36頁(yè)，總共136頁(yè)。

和連續(xù)波雷達(dá)的工作情況相類比:發(fā)射信號(hào)按一定的脈沖寬度τ和重復(fù)周期Tr工作。由連續(xù)振蕩器取出的電壓作為接收機(jī)相位檢波器的基準(zhǔn)電壓,基準(zhǔn)電壓在每一重復(fù)周期均和發(fā)射信號(hào)有相同的起始相位,因而是相參的。

法國(guó)幻影ⅢE戰(zhàn)斗機(jī)在座艙下方加裝有一具馬可尼公司的連續(xù)波多普勒導(dǎo)航雷達(dá)當(dāng)前37頁(yè)，總共136頁(yè)。YLC-15是全相參脈沖多普勒防空雷達(dá)

以色列獅式戰(zhàn)斗機(jī)

主要機(jī)載設(shè)備EL/M2032多模態(tài)脈沖多普勒雷達(dá)當(dāng)前38頁(yè)，總共136頁(yè)。

相位檢波器輸入端所加電壓有兩個(gè):連續(xù)的基準(zhǔn)電壓uk，uk=Uksin(ω0t+φ0′),其頻率和起始相位均與發(fā)射信號(hào)相同;回波信號(hào)ur,ur=Ursin［ω0(t-tr)+φ0′］,當(dāng)雷達(dá)為脈沖工作時(shí),回波信號(hào)是脈沖電壓,只在信號(hào)來(lái)到期間即tr≤t≤tr+τ時(shí)才存在,其它時(shí)間只有基準(zhǔn)電壓Uk加在相位檢波器上。經(jīng)過(guò)檢波器的輸出信號(hào)為(7.1.14)當(dāng)前39頁(yè)，總共136頁(yè)。

對(duì)于固定目標(biāo)來(lái)講,相位差φ是常數(shù),

合成矢量的幅度不變化,檢波后隔去直流分量可得到一串等幅脈沖輸出。對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波而言,相位差隨時(shí)間t改變,其變化情況由目標(biāo)徑向運(yùn)動(dòng)速度vr及雷達(dá)工作波長(zhǎng)λ決定。當(dāng)前40頁(yè)，總共136頁(yè)。

合成矢量為基準(zhǔn)電壓Uk以及回波信號(hào)相加,經(jīng)檢波及隔去直流分量后得到脈沖信號(hào)的包絡(luò)為(7.1.15)即回波脈沖的包絡(luò)調(diào)制頻率為多普勒頻率。[上圖]車子朝著無(wú)線電波方向前進(jìn)，其反彈的率頻會(huì)增加

[下圖]車子朝著無(wú)線電波傳送的反方向前進(jìn)，其反彈的率頻會(huì)減小當(dāng)前41頁(yè)，總共136頁(yè)。

這相當(dāng)于連續(xù)波工作時(shí)的取樣狀態(tài),在脈沖工作狀態(tài)時(shí),回波信號(hào)按脈沖重復(fù)周期依次出現(xiàn),信號(hào)出現(xiàn)時(shí)對(duì)多普勒頻率取樣輸出。脈沖工作時(shí),相鄰重復(fù)周期運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波與基準(zhǔn)電壓之間的相位差是變化的,其變化量為當(dāng)前42頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.3相位檢波器輸出波形當(dāng)前43頁(yè)，總共136頁(yè)。

相鄰重復(fù)周期延遲時(shí)間的變化量Δtr=2ΔR/c=2vrTr/c是很小的數(shù)量,但當(dāng)它反映到高頻相位上時(shí),Δφ=ω0Δtr就會(huì)產(chǎn)生很靈敏的反應(yīng)。相參脈沖雷達(dá)利用了相鄰重復(fù)周期回波信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)之間相位差的變化來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波,相位檢波器將高頻的相位差轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)的幅度變化。殲-8Ⅱ機(jī)頭雷達(dá)罩有脈沖多普勒雷達(dá)特有的防雷條。

當(dāng)前44頁(yè)，總共136頁(yè)。一種X波段多普勒天氣雷達(dá)設(shè)備組成圖當(dāng)前45頁(yè)，總共136頁(yè)。

脈沖雷達(dá)工作時(shí),單個(gè)回波脈沖的中心頻率亦有相應(yīng)的多卜勒頻移,但在fd<<1/τ的條件下(這是常遇到的情況),這個(gè)多普勒頻移只使相位檢波器輸出脈沖的頂部產(chǎn)生畸變。這就表明要檢測(cè)出多卜勒頻率需要多個(gè)脈沖信號(hào)。只有當(dāng)fd＞1/τ時(shí),才有可能利用單個(gè)脈沖測(cè)出其多普勒頻率。對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波,其重復(fù)周期的微小變化ΔTr=(2vr/c)Tr通常均可忽略。當(dāng)前46頁(yè)，總共136頁(yè)。“飛豹”脈沖多普勒雷達(dá)的平面狹縫天線，對(duì)地性能優(yōu)于蘇30的雷達(dá)。攜帶4枚反艦導(dǎo)彈的飛豹當(dāng)前47頁(yè)，總共136頁(yè)。無(wú)線電回波測(cè)距原理示意圖當(dāng)前48頁(yè)，總共136頁(yè)。8.1.3盲速和頻閃

當(dāng)雷達(dá)處于脈沖工作狀態(tài)時(shí),將發(fā)生區(qū)別于連續(xù)工作狀態(tài)的特殊問(wèn)題,即盲速和頻閃效應(yīng)。

E3—3和其上的AN/APY-1型S波段脈沖多普勒雷達(dá)當(dāng)前49頁(yè)，總共136頁(yè)。

所謂盲速,是指目標(biāo)雖然有一定的徑向速度vr,但若其回波信號(hào)經(jīng)過(guò)相位檢波器后,輸出為一串等幅脈沖,與固定目標(biāo)的回波相同，此時(shí)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度稱為盲速。而頻閃效應(yīng)則是當(dāng)脈沖工作狀態(tài)時(shí),相位檢波器輸出端回波脈沖串的包絡(luò)調(diào)制頻率Fd,與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的徑向速度vr不再保持正比關(guān)系。此時(shí)如用包絡(luò)調(diào)制頻率測(cè)速時(shí)將產(chǎn)生測(cè)速模糊。當(dāng)前50頁(yè)，總共136頁(yè)。用矢量和波形圖說(shuō)明盲速和頻閃(a)盲速說(shuō)明;(b)頻閃說(shuō)明;(c)Fa的變化規(guī)律當(dāng)前51頁(yè)，總共136頁(yè)。圖8.6高速目標(biāo)(fd＞1/τ)的多卜勒效應(yīng)(a)波形;(b)頻譜當(dāng)前52頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)脈沖雷達(dá)利用多普勒效應(yīng)來(lái)鑒別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波和固定目標(biāo)回波時(shí),與普通脈沖雷達(dá)的差別是必須在相位檢波器的輸入端加上基準(zhǔn)電壓(或稱相參電壓),該電壓應(yīng)和發(fā)射信號(hào)頻率相參并保存發(fā)射信號(hào)的初相,且在整個(gè)接收信號(hào)期間連續(xù)存在。7.2.1基本工作原理7.2動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的工作原理及主要組成當(dāng)前53頁(yè)，總共136頁(yè)。

工程上，基準(zhǔn)電壓的頻率常適在中頻。這個(gè)基準(zhǔn)電壓是相位檢波器的相位基準(zhǔn),各種回波信號(hào)均與基準(zhǔn)電壓比較相位。從相位檢波器輸出的視頻脈沖,有固定目標(biāo)的等幅脈沖串和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的調(diào)幅脈沖串。通常在送到終端去之前要將固定雜波消去,故要采用相消設(shè)備或雜波濾波器,濾去雜波干擾而保存運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信息。慮波處理慮波處理后的信號(hào)回波當(dāng)前54頁(yè)，總共136頁(yè)。脈沖雷達(dá)進(jìn)行主動(dòng)導(dǎo)引

JF-17采用

KLJ-7機(jī)載X波段脈沖多普勒雷達(dá)當(dāng)前55頁(yè)，總共136頁(yè)。JL-7A型單脈沖火控雷達(dá)

殲-7D裝JL-7A型單脈沖火控雷達(dá)

當(dāng)前56頁(yè)，總共136頁(yè)。8.2.2獲得相參振蕩電壓的方法1.中頻全相參動(dòng)目標(biāo)顯示

當(dāng)雷達(dá)發(fā)射機(jī)采用主振放大器時(shí),每次發(fā)射脈沖的初相由連續(xù)振蕩的主振源控制,發(fā)射信號(hào)是全相參的,即發(fā)射高頻脈沖、本振電壓、相參電壓之間均有確定的相位關(guān)系。相位檢波通常是在中頻上進(jìn)行的,因?yàn)樵诔獠罱邮諜C(jī)中,信號(hào)的放大主要依靠中頻放大器。在中頻進(jìn)行相位檢波,仍能保持和高頻相位檢波相同的相位關(guān)系。當(dāng)前57頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.7中頻全相參(干)動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)方框圖當(dāng)前58頁(yè)，總共136頁(yè)。

主振源連續(xù)振蕩的信號(hào)為U0cos(ω0t+φ0′),它控制發(fā)射信號(hào)的頻率和相位。中頻相參振蕩器的輸出為Uccos(ωct+φc)。本振信號(hào)取主振源連續(xù)振蕩信號(hào)和相參源的和頻,即

(7.2.1)當(dāng)前59頁(yè)，總共136頁(yè)。

回波信號(hào)為Urcos［ω0(t-tr)+φ0′］,對(duì)于固定目標(biāo),tr為常數(shù)。而對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo),tr在每個(gè)重復(fù)周期均發(fā)生變化。回波信號(hào)與本振混頻后取出中頻信號(hào):對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波,二者相位差按多卜勒頻率變化。當(dāng)前60頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)雷達(dá)發(fā)射機(jī)采用自激振蕩器(如磁控管振蕩器)時(shí),它的每一發(fā)射脈沖高頻起始相位是隨機(jī)的。因此，為了得到與發(fā)射脈沖起始相位保持嚴(yán)格關(guān)系的基準(zhǔn)電壓,應(yīng)該采用鎖相的辦法,也就是使振蕩電壓的起始相位受外加電壓相位的控制。磁控管振蕩器magnetronoscillator

2.鎖相相參動(dòng)目標(biāo)顯示當(dāng)前61頁(yè)，總共136頁(yè)。

原則上有兩種鎖相的辦法:一種是將發(fā)射機(jī)輸出的高頻電壓加到相參振蕩器去鎖相;另一種是將連續(xù)振蕩的相參電壓加到發(fā)射機(jī)振蕩器去,以控制發(fā)射脈沖的起始相位。后一種方法要求較大的控制功率,因而在實(shí)際中用得較少。未鎖定鎖定當(dāng)前62頁(yè)，總共136頁(yè)。一階鎖相環(huán)的相圖當(dāng)前63頁(yè)，總共136頁(yè)。

直接用發(fā)射機(jī)輸出在高頻進(jìn)行鎖相存在著實(shí)際困難,因?yàn)槿菀讓?shí)現(xiàn)鎖相和高頻率穩(wěn)定度兩個(gè)要求對(duì)鎖相振蕩器的實(shí)現(xiàn)是互相矛盾的。如果允許的頻偏量Δf相同(Δf的值影響動(dòng)目標(biāo)顯示的工作質(zhì)量),則鎖相相參振蕩器工作在中頻時(shí)對(duì)頻率穩(wěn)定度Δf/fc的要求將明顯降低。加之超外差接收通常在中頻進(jìn)行主要放大,并將中頻信號(hào)送到相位檢波器,因此,典型動(dòng)目標(biāo)顯示的相參振蕩器均工作于中頻,在中頻上實(shí)現(xiàn)鎖相。當(dāng)前64頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.8中頻鎖相的脈沖相參雷達(dá)方框圖當(dāng)前65頁(yè)，總共136頁(yè)。

鎖相電壓直接由發(fā)射機(jī)取出,避免了收發(fā)開(kāi)關(guān)可能帶來(lái)的干擾,以保證鎖相質(zhì)量。高頻鎖相電壓與回波信號(hào)用同一本振電壓混頻,然后將混頻所得的中頻鎖相電壓加到相參振蕩器輸入端。用這個(gè)鎖相電壓鎖定的中頻相參振蕩器電壓可以作為相位檢波器的基準(zhǔn)電壓。發(fā)射信號(hào)和本振信號(hào)的隨機(jī)初相在比較相位時(shí)均可以消去。當(dāng)前66頁(yè)，總共136頁(yè)。中頻鎖相時(shí),各點(diǎn)電壓及其相位關(guān)系為:

本地振蕩器

(7.2.2)發(fā)射機(jī)輸出

(7.2.3)當(dāng)0≤t≤τ時(shí)存在式中,φl(shuí)及φ0′為初相,通常是隨機(jī)量。經(jīng)混頻后取其差頻作為鎖相電壓(7.2.4)當(dāng)前67頁(yè)，總共136頁(yè)。

相參振蕩器的初相在每一重復(fù)周期均由中頻鎖相電壓決定,而在整個(gè)接收回波時(shí)間內(nèi)也連續(xù)存在,作為相參接收的相位基準(zhǔn)。這時(shí),目標(biāo)回波信號(hào)為(7.2.5)

這里忽略了目標(biāo)反射引起的相移。ur只當(dāng)tr≤t≤tr+τ時(shí)存在。經(jīng)混頻后得到中頻信號(hào)當(dāng)前68頁(yè)，總共136頁(yè)。

在相位檢波器中,回波信號(hào)ur′與基準(zhǔn)電壓比較相位時(shí),初相φl(shuí)-φ0′可以消去,兩者的相位差只決定于ω0tr。當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí),相鄰重復(fù)周期的相位差按多普勒頻率變化。

液位（或料位）是由儲(chǔ)罐頂部的天線發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)測(cè)量的，利用回波測(cè)距當(dāng)前69頁(yè)，總共136頁(yè)。

對(duì)磁控管發(fā)射機(jī)的雷達(dá),如果后面用數(shù)字信號(hào)處理,則接收相參可用圖8.9所示的方式。將發(fā)射信號(hào)的隨機(jī)相位φt測(cè)量出來(lái),并和送到數(shù)字對(duì)消器前的接收信號(hào)相位φr相減,消去發(fā)射信號(hào)隨機(jī)相位的影響而獲得等效的接收相參。發(fā)射信號(hào)經(jīng)穩(wěn)定本振混頻后獲得中頻發(fā)射脈沖,而后以相參振蕩器(COHO)的電壓為基準(zhǔn),在正交相位檢波器中相參檢波,獲得I與Q兩路基帶輸出,φt的信息包含在基帶輸出中,φt=arctanQ/I。當(dāng)前70頁(yè)，總共136頁(yè)。

如果A/D變換器的精度足夠,則這種方式的接收相參所能得到的對(duì)消結(jié)果將優(yōu)于通常所用的鎖相相參振蕩器。這是因?yàn)檫B續(xù)工作的相參振蕩器,其頻率穩(wěn)定性比每次發(fā)射脈沖均要被鎖相而處于啟斷工作狀態(tài)的相參振蕩器要好得多。當(dāng)前71頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.9相位存儲(chǔ)式接收相參MTI當(dāng)前72頁(yè)，總共136頁(yè)。8.2.3消除固定目標(biāo)回波

由相位檢波器輸出的脈沖包絡(luò)為

u=U0cosφ

式中，φ為回波與基準(zhǔn)電壓之間的相位差,1.相消設(shè)備特性當(dāng)前73頁(yè)，總共136頁(yè)。

回波信號(hào)按重復(fù)周期Tr出現(xiàn),將回波信號(hào)延遲一周期后,其包絡(luò)為u′=U0cos［ωd(t-Tr)-φ0］(7.2.6)相消器的輸出為兩者相減,(7.2.7)當(dāng)前74頁(yè)，總共136頁(yè)。輸出包絡(luò)為一多卜勒頻率的正弦信號(hào),其振幅為

也是多卜勒頻率的函數(shù)。當(dāng)ωdTr/2=nπ(n=1,2,3…)時(shí),輸出振幅為零。這時(shí)的目標(biāo)速度正相當(dāng)于盲速。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波在相位檢波器的輸出端與固定目標(biāo)回波相同,因而經(jīng)相消設(shè)備后輸出為零,如圖7.10所示。當(dāng)前75頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.10遲延相消設(shè)備及其輸出響應(yīng)(a)組成框圖;(b)速度響應(yīng);(c)頻率響應(yīng)特性當(dāng)前76頁(yè)，總共136頁(yè)。

相消設(shè)備也可以從頻率域?yàn)V波器的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)明,而且為了得到更好的雜波抑制性能,常從頻率域設(shè)計(jì)較好的濾波器來(lái)達(dá)到。下面求出相消設(shè)備的頻率響應(yīng)特性。輸出為網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性為

(7.2.8)其頻率響應(yīng)特性如圖7.10(c)所示。

當(dāng)前77頁(yè)，總共136頁(yè)。

相消設(shè)備等效于一個(gè)梳齒形濾波器,其頻率特性在f=nfr各點(diǎn)均為零。固定目標(biāo)頻譜的特點(diǎn)是,譜線位于nfr點(diǎn)上,因而在理想情況下,通過(guò)相消器這樣的梳齒濾波器后輸出為零。當(dāng)目標(biāo)的多卜勒頻率為重復(fù)頻率整數(shù)倍時(shí),其頻譜結(jié)構(gòu)也有相同的特點(diǎn),故通過(guò)上述梳狀濾波器后無(wú)輸出。梳齒形濾波器當(dāng)前78頁(yè)，總共136頁(yè)。7.3盲速、盲相的影響及其解決途徑

盲速在相鄰兩周期運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波的相位差為2π的整數(shù)倍,即

(7.3.1)7.3.1盲速1.盲速以及消除盲速影響的方法當(dāng)前79頁(yè)，總共136頁(yè)。

n=1時(shí)為第一盲速,表示在重復(fù)周期Tr內(nèi)目標(biāo)所走過(guò)的距離為半個(gè)波長(zhǎng)。由于處于“盲速”上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo),其回波的頻譜結(jié)構(gòu)和固定雜波相同,經(jīng)過(guò)對(duì)消器將被消除。因此,動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)在檢測(cè)“盲速”范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí),將會(huì)產(chǎn)生丟失或極大降低其檢測(cè)能力(這時(shí)依靠復(fù)雜目標(biāo)反射譜中的其他頻率分量)。如果要可靠地發(fā)現(xiàn)目標(biāo),應(yīng)保證第一盲速大于可能出現(xiàn)的目標(biāo)最大速度。當(dāng)前80頁(yè)，總共136頁(yè)。

但在均勻重復(fù)周期時(shí),盲速和工作波長(zhǎng)λ以及重復(fù)頻率fr的關(guān)系是確定的,這兩個(gè)參數(shù)的選擇還受到其他因素的限制。以3cm雷達(dá)為例,如果最大測(cè)距范圍為30km,則其重復(fù)頻率fr應(yīng)小于5kHz,由這個(gè)參數(shù)決定的第一盲速值vr01=(λ/2)fr=75m/s,這個(gè)速度遠(yuǎn)低于目前超音速目標(biāo)的速度,也就是說(shuō),如果不采取措施,在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的速度范圍內(nèi),將多次碰到各個(gè)盲速點(diǎn)而發(fā)生丟失目標(biāo)的危險(xiǎn)。事實(shí)上,最大不模糊距離和重復(fù)頻率fr的關(guān)系為當(dāng)前81頁(yè)，總共136頁(yè)。3CM波長(zhǎng)雙通道同時(shí)收發(fā)式多普勒偏振天氣雷達(dá)我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的新一代天氣雷達(dá)---“3CM波長(zhǎng)雙通道同時(shí)收發(fā)式多普勒偏振天氣雷達(dá)”近日在蘭州研制成功并通過(guò)專家鑒定。當(dāng)前82頁(yè)，總共136頁(yè)。

如第一盲速點(diǎn)vr0′=(1/2)λfr,則最大不模糊距離R0max和第一盲速vr0′的關(guān)系為R0maxvr0′=(c/4)λ,當(dāng)工作波長(zhǎng)λ選定后,兩者的乘積為一常數(shù),不能任意選定。通常在地面雷達(dá)中,常選擇其重復(fù)頻率fr使之滿足最大作用距離的要求,保證測(cè)距無(wú)模糊,而另外設(shè)法解決盲速問(wèn)題。大型地面雷達(dá)

當(dāng)前83頁(yè)，總共136頁(yè)。

解決盲速問(wèn)題在原理上并不困難,因?yàn)樵诋a(chǎn)生“盲速”時(shí),滿足vrTr1=n(λ/2),如果這時(shí)將重復(fù)周期略為改變而成為Tr2,則vrTr2≠n(λ/2),不再滿足“盲速”的條件,動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)就能檢測(cè)到這一類目標(biāo)。因此,當(dāng)雷達(dá)工作時(shí),采用兩個(gè)以上不同重復(fù)頻率交替工作(稱為參差重復(fù)頻率),就可以改善“盲速”對(duì)動(dòng)目標(biāo)顯示雷達(dá)的影響。當(dāng)前84頁(yè)，總共136頁(yè)。

設(shè)雷達(dá)采用兩種脈沖重復(fù)頻率fr1和fr2交替工作,而fr1和fr2均滿足最大不模糊測(cè)距的要求,則在一次對(duì)消器的輸出端其響應(yīng)分別為2u｜sin(πfdTr1)｜和2u｜sin(πfdTr2)｜,只有在兩種重復(fù)頻率上均出現(xiàn)盲速而輸出為零時(shí),才等效于參差后的“盲速”vr0′,它所對(duì)應(yīng)的多卜勒頻率為fd0′,這時(shí)要滿足:

2.參差重復(fù)頻率對(duì)動(dòng)目標(biāo)顯示性能的影響當(dāng)前85頁(yè)，總共136頁(yè)。式中,n1、n2為整數(shù)。所以

如果選擇Tr1=aΔT,Tr2=bΔΤ,且a、b互為質(zhì)數(shù),則合成第一盲速點(diǎn)產(chǎn)生于n1=a,n2=b點(diǎn)處?？梢宰鞒霰容^:當(dāng)不采用參差重復(fù)頻率時(shí),其平均重復(fù)周期Tr=(Tr1+Tr2)/2,這時(shí)第一盲速值和其相應(yīng)的多卜勒頻率值fd0為當(dāng)前86頁(yè)，總共136頁(yè)。采用參差后,第一盲速對(duì)應(yīng)的多卜勒頻率值為

(7.3.2)

這時(shí),可求得采用參差頻率后,第一等效“盲速”提高的倍數(shù)為(7.3.3)當(dāng)采用N個(gè)參差重復(fù)頻率,且其重復(fù)周期的比值為互質(zhì)數(shù)(a1,a2,a3,…,aN)時(shí),第一等效“盲速”提高的倍數(shù)為(7.3.4)當(dāng)前87頁(yè)，總共136頁(yè)。

在實(shí)際工作中,不僅要求第一等效盲速值要盡可能覆蓋目標(biāo)可能出現(xiàn)的速度范圍,而且要求在該速度范圍內(nèi)響應(yīng)曲線比較平坦。這兩個(gè)要求實(shí)現(xiàn)起來(lái)常有矛盾,需要選擇合適的參差數(shù)和最佳的參差比來(lái)解決。以兩個(gè)重復(fù)頻率參差的情況來(lái)說(shuō),盲速提高倍數(shù)愈多,則合成曲線愈不平坦,特別是第一凹點(diǎn)深度愈大,這是不希望的。改進(jìn)的辦法是采用三個(gè)以上重復(fù)頻率的參差及好的參差比來(lái)得到較好的速度響應(yīng)特性。當(dāng)前88頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.12參差周期時(shí)的速度響應(yīng)曲線(a)二參差;(b)三參差當(dāng)前89頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.13參差PRI時(shí)的MTI濾波器當(dāng)前90頁(yè)，總共136頁(yè)。

圖7.12畫出了幾種不同情況下的速度響應(yīng),橫坐標(biāo)為歸一化的速度響應(yīng)vr/vr0,k表示合成盲速比原盲速增大的倍數(shù),參差比不同時(shí),k的值是不同的。當(dāng)前91頁(yè)，總共136頁(yè)。

在下圖中,當(dāng)Tr1/Tr2=2/3時(shí),盲速提高為原來(lái)的2.5倍,而當(dāng)Tr1/Tr2=7/8時(shí),盲速提高為原來(lái)的7.5倍,但在原來(lái)第一盲速處輸出較小,速度響應(yīng)不平坦。圖7.12(b)是三參差周期,其比值為31∶32∶33的速度響應(yīng)?？梢钥闯觯齾⒉羁奢^二參差獲得較平坦的響應(yīng)曲線。如果選用合適參差比的四參差時(shí),其速度響應(yīng)將更為平坦。當(dāng)前92頁(yè)，總共136頁(yè)。

由濾波器組成原理圖示。濾波器對(duì)N-1個(gè)重復(fù)周期的信號(hào)進(jìn)行濾波處理,在參差重復(fù)周期時(shí),ti-ti-1=Ti(i=1,2,…，N-1)各不相等,其輸出式中，下標(biāo)k表示距離單元數(shù)；wn為權(quán)值。濾波器的頻率響應(yīng)Y(f)可求得為

式中

當(dāng)前93頁(yè)，總共136頁(yè)。

速度響應(yīng)主要取決于參差比值的選擇,與權(quán)值wi也有一些關(guān)系。在等重復(fù)周期條件下,多級(jí)對(duì)消器串接時(shí),其權(quán)值服從二項(xiàng)式。采用參差重復(fù)頻率不僅可以較好地解決盲速問(wèn)題(使第一合成盲速大于最大目標(biāo)速度),而且可以改變參差數(shù)及其比值的辦法來(lái)獲得不同的速度響應(yīng)(等效MTI濾波器響應(yīng))。MTi是一款微型的測(cè)量姿態(tài)和航向的系統(tǒng)（AHRS）。

當(dāng)前94頁(yè)，總共136頁(yè)。

(1)不能消除遠(yuǎn)區(qū)雜波的二次回波,因?yàn)閰⒉钪芷跁r(shí)它們?cè)诿}沖間不處于同一距離單元上。(2)參差周期時(shí)要做好高穩(wěn)定度的發(fā)射機(jī)更加困難。(3)由于參差而使雷達(dá)的改善因子受到限制。從頻域上分析是因?yàn)閰⒉詈箅s波將在MTI通帶內(nèi)產(chǎn)生分量而不能濾去。

但采用參差重復(fù)頻率后也存在一些相應(yīng)的問(wèn)題:當(dāng)前95頁(yè)，總共136頁(yè)。

相位檢波器輸出經(jīng)一次對(duì)消器后,運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波Δu已由式(7.2.7)得到Δu=u′-u=2U0sin(πfdTr)sin(ωdt-πfdTr-φ0)

輸出的振幅值大小為｜2U0sinπfdTr｜,與多卜勒頻率有關(guān),其輸出的振幅受多卜勒頻率調(diào)制。8.3.2盲相

1.點(diǎn)盲相和連續(xù)盲相當(dāng)前96頁(yè)，總共136頁(yè)。

在某些點(diǎn)上,輸出幅度為零,這些點(diǎn)稱為盲相,它由相位檢波器的特性決定。從相檢特性上看,如果相鄰兩個(gè)回波脈沖的相位相當(dāng)于相檢特性的a、c二點(diǎn),其相位差雖不同,但卻是一對(duì)相檢器輸出相等的工作點(diǎn),因此經(jīng)過(guò)相消器后,其輸出為零而出現(xiàn)點(diǎn)盲相。檢波器原理圖當(dāng)前97頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.15相檢特性和相消器輸出脈沖波形(a)相檢特性;(b)相消器輸出脈沖波形當(dāng)前98頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.16用矢量圖說(shuō)明相位檢波器和相消器輸出(a)動(dòng)目標(biāo)單獨(dú)存在時(shí);(b)動(dòng)目標(biāo)與固定目標(biāo)疊加;(c)動(dòng)目標(biāo)疊加在強(qiáng)雜波上當(dāng)前99頁(yè)，總共136頁(yè)。

從相位檢波器的討論中可看出,相位檢波器的輸出是回波矢量在基準(zhǔn)電壓方向的投影,而一次對(duì)消器的輸出又相當(dāng)于相鄰重復(fù)周期信號(hào)差矢量在該方向的投影。當(dāng)差矢量的方向與基準(zhǔn)電壓方向垂直時(shí),則輸出為零,這時(shí)就是盲相。如果能在信號(hào)處理中,直接取出反射回波的差矢量,則避免了盲相和回波振幅的多卜勒調(diào)制。在檢波前直接用中頻對(duì)消,可以取出反射回波的差矢量。2.中頻對(duì)消(矢量對(duì)消器之一)當(dāng)前100頁(yè)，總共136頁(yè)。

對(duì)于相參中頻信號(hào),相鄰重復(fù)周期的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波可以分別寫為式中,ωi為中頻頻率;φ0′為初相;ωd為多卜勒頻率;2πfdTr是相鄰周期由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)所引起的回波相位差的變化。相鄰重復(fù)周期的中頻信號(hào)相減，得到中頻對(duì)消輸出為(7.3.7)當(dāng)前101頁(yè)，總共136頁(yè)。式中即中頻對(duì)消器的輸出也是一個(gè)中頻電壓,其振幅為(7.3.8)是多卜勒頻率的函數(shù)。為了保證中頻對(duì)消器能消除零速的固定雜波,理論上應(yīng)滿足fiTr=n,即中頻fi=nfr,是重復(fù)頻率的整數(shù)倍。中頻對(duì)消器輸出中頻信號(hào)的振幅為sin(πfdTr),當(dāng)fdTr=n時(shí),輸出也為零,這就是盲速,這時(shí)多卜勒頻率等于脈沖重復(fù)頻率的整數(shù)倍。當(dāng)前102頁(yè)，總共136頁(yè)。

盲速是由于脈沖取樣工作方式引起的,采用中頻對(duì)消方式不能解決,只有用高重復(fù)頻率或參差重復(fù)頻率才能在一定范圍內(nèi)解決盲速的影響。脈沖取樣

脈沖雷達(dá)物位計(jì)當(dāng)前103頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.17雙遲延對(duì)消的中頻對(duì)消器當(dāng)前104頁(yè)，總共136頁(yè)。

用中頻延遲線和相減器組成的中頻對(duì)消器如圖7.17所示。因?yàn)閷?shí)際上不可能將中頻延遲線的延遲長(zhǎng)度準(zhǔn)確地做成中頻周期的整數(shù)倍,在線路上就必須對(duì)延遲誤差進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償好的標(biāo)準(zhǔn)是輸出雜波為零。CLC-2脈沖多普勒低空警戒雷達(dá)當(dāng)前105頁(yè)，總共136頁(yè)。

補(bǔ)償?shù)霓k法如圖7.17所示:在有強(qiáng)雜波的一段距離內(nèi)(例如0~5km),將相位檢波器的輸出加以取樣。設(shè)雜波的多卜勒頻率ωdc=0,則雜波輸出為零的條件為fiTr=n。由于遲延線遲延時(shí)間不準(zhǔn)確而為Tr′,因而補(bǔ)償延遲誤差的辦法是使信號(hào)的中心頻率fi改變?yōu)閒i′=fi+Δfi而滿足以下關(guān)系:當(dāng)前106頁(yè)，總共136頁(yè)。7.4速度測(cè)量

測(cè)定目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的速度可以從測(cè)量確定時(shí)間間隔的距離變化量而定。這種方法測(cè)速度需要較長(zhǎng)時(shí)間，且不能測(cè)定其瞬時(shí)數(shù)度。當(dāng)前107頁(yè)，總共136頁(yè)。

當(dāng)測(cè)出目標(biāo)回波信號(hào)的多卜勒頻移fd后,根據(jù)關(guān)系式fd=2vr/λ和雷達(dá)的工作波長(zhǎng)λ,即可換算出目標(biāo)的徑向速度vr。7.4.1連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速美國(guó)BUSHNELL雷達(dá)測(cè)速儀

當(dāng)前108頁(yè)，總共136頁(yè)。雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)示意圖當(dāng)前109頁(yè)，總共136頁(yè)。

連續(xù)波雷達(dá)測(cè)量多卜勒頻率的原理已討論過(guò)。相位檢波器輸出經(jīng)低通濾波器取出多卜勒頻率信號(hào)送到終端測(cè)量和指示。低通濾波器的通頻帶應(yīng)為Δf到fdmax,其低頻截止端用來(lái)消除固定目標(biāo)回波,同時(shí)應(yīng)照顧到能通過(guò)最低多卜勒頻率的信號(hào);濾波器的高頻端fdmax則應(yīng)保證目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)的最高多卜勒頻率能夠通過(guò)。連續(xù)波測(cè)量時(shí),可以得到單值無(wú)模糊的多卜勒頻率值。

1.連續(xù)波雷達(dá)測(cè)速當(dāng)前110頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.39多卜勒頻率測(cè)量當(dāng)前111頁(yè)，總共136頁(yè)。圖8.40連續(xù)波多卜勒雷達(dá)方框圖(超外差式)當(dāng)前112頁(yè)，總共136頁(yè)。

限制簡(jiǎn)單連續(xù)波雷達(dá)(零中頻混頻)靈敏度的主要因素是半導(dǎo)體的閃爍效應(yīng)噪聲,這種噪聲的功率差不多和頻率成反比,因而在低頻端即大多數(shù)多卜勒頻率所占據(jù)的音頻段和視頻段,其噪聲功率較大。當(dāng)雷達(dá)采用零中頻混頻時(shí),相位檢波器(半導(dǎo)體二極管混頻器)將引入明顯的閃爍噪聲，因而降低了接收機(jī)靈敏度。當(dāng)前113頁(yè)，總共136頁(yè)。

克服閃爍噪聲的辦法是采用超外差式接收機(jī),將中頻fi的值選得足夠高,使頻率為fi時(shí)的閃爍噪聲降低到普通接收機(jī)噪聲功率的數(shù)量級(jí)以下。超外差式接收機(jī)原理圖當(dāng)前114頁(yè)，總共136頁(yè)。

連續(xù)波雷達(dá)在實(shí)用上最嚴(yán)重的問(wèn)題是收發(fā)之間的直接耦合。這種耦合除了可能造成接收機(jī)過(guò)載或燒毀外,還會(huì)增大接收機(jī)噪聲而降低其靈敏度。發(fā)射機(jī)因顫噪效應(yīng)、雜散噪聲及不穩(wěn)定等因素，會(huì)產(chǎn)生發(fā)射機(jī)噪聲,由于收發(fā)間直接耦合,發(fā)射機(jī)的噪聲將進(jìn)入接收機(jī)而增大其噪聲。當(dāng)前115頁(yè)，總共136頁(yè)。

因此要設(shè)法增大連續(xù)波雷達(dá)收發(fā)之間的隔離度。當(dāng)收發(fā)要共用天線時(shí),可采用混合接頭、環(huán)流器等來(lái)得到收發(fā)間的隔離。根據(jù)器件性能和傳輸線工作狀態(tài),一般可得20dB到60dB的隔離度。如果要取得收發(fā)間更高的隔離度,應(yīng)采用收發(fā)分開(kāi)的天線并加精心的隔離措施。當(dāng)前116頁(yè)，總共136頁(yè)。

如果要測(cè)量多卜勒頻率的正負(fù)值,則圖中的二次檢波器應(yīng)采用正交雙通道處理，以避免單路檢波產(chǎn)生的頻譜折疊效應(yīng)。連續(xù)波多卜勒雷達(dá)可用來(lái)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并能單值地測(cè)定其徑向速度。利用天線系統(tǒng)的方向性可以測(cè)定目標(biāo)的角坐標(biāo),但簡(jiǎn)單的連續(xù)波雷達(dá)不能測(cè)出目標(biāo)的距離。俄羅斯火花雷達(dá)測(cè)速儀當(dāng)前117頁(yè)，總共136頁(yè)。發(fā)射系統(tǒng)簡(jiǎn)單,接收信號(hào)頻譜集中,因而濾波裝置簡(jiǎn)單,從干擾背景中選擇動(dòng)目標(biāo)性能好,可發(fā)現(xiàn)任一距離上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo),故適用于強(qiáng)雜波背景條件(例如在灌木叢中蠕動(dòng)的人或爬行的車輛)。由于最小探測(cè)距離不受限制,故可用于雷達(dá)信管,或用來(lái)測(cè)量飛機(jī)、炮彈等運(yùn)動(dòng)體的速度。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)前118頁(yè)，總共136頁(yè)。

跟蹤濾波器的帶寬很窄(和信號(hào)譜線相匹配),且當(dāng)多普勒頻率變化時(shí),濾波器的中心頻率也跟隨變化,始終使多普勒頻移信號(hào)通過(guò)而濾去頻帶之外的噪聲。2.連續(xù)波多普勒跟蹤系統(tǒng)

1)頻率跟蹤濾波器當(dāng)前119頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.41頻率跟蹤濾波器組成當(dāng)前120頁(yè)，總共136頁(yè)。

上圖畫出了跟蹤濾波器的組成方框圖,這就是一個(gè)自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)。輸入信號(hào)的頻率為fi+fd(fi為固定目標(biāo)回波的頻率),它與壓控振蕩器輸出信號(hào)在混頻器差拍后,經(jīng)過(guò)放大器和濾波器送到鑒頻器。如果差拍頻率偏離中頻fz,則鑒頻器將輸出相應(yīng)極性和大小的誤差控制電壓,經(jīng)低通濾波器后送去控制壓控振蕩器的工作頻率,一直到閉環(huán)系統(tǒng)工作達(dá)到穩(wěn)定,這時(shí)壓控振蕩器的輸出頻率接近于輸入頻率和中頻之和。壓控振蕩頻率的變化就代表了信號(hào)的多卜勒頻率,因而從經(jīng)過(guò)處理后的壓控振蕩頻率中即可取出目標(biāo)的速度信息。當(dāng)前121頁(yè)，總共136頁(yè)。

頻率跟蹤濾波器是一個(gè)一階有差系統(tǒng),因?yàn)橄到y(tǒng)中沒(méi)有積分環(huán)節(jié)。設(shè)輸入信號(hào)為Uicos［(ωi+Δωi)t+φi］,其相角增量為θi=Δωi

t+φi;而壓控振蕩器輸出電壓為U0cos［(ω0+Δω0)t+φ0］,其相角增量為θ0=Δω0t+φ0。鑒相器的輸出是輸入相角θi和輸出相角θ0之差的函數(shù),當(dāng)其相角較小時(shí),可用線性函數(shù)表示,這時(shí)輸出電壓u1=Kd(θi-θ0)。

2)鎖相跟蹤濾波器

當(dāng)前122頁(yè)，總共136頁(yè)。圖7.42鎖相回路(