摘 要 雷達(dá)接收機(jī)性能的重要指標(biāo)之一是靈敏度。本文主要陳述了雷達(dá)接收機(jī)的工作原理，靈敏度含義，以及工作中的測(cè)量切線靈敏度的方法。

關(guān)鍵詞 超外差；動(dòng)態(tài)范圍；靈敏度；切線靈敏度

中圖分類號(hào) TN957 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0095-01

隨著雷達(dá)設(shè)備的日益增多，維護(hù)水平的不斷提高，如何理解并掌握雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的相關(guān)知識(shí)和測(cè)量技能已經(jīng)成為雷達(dá)維護(hù)人員的重要日程。靈敏度是雷達(dá)接收機(jī)性能的重要指標(biāo)之一，靈敏度的高低直接反應(yīng)了一部雷達(dá)探測(cè)性能的優(yōu)劣。

1 雷達(dá)接收機(jī)的組成

圖1所示的是典型的超外差電路框圖，雷達(dá)接收接收機(jī)就是這樣的裝置。它將所要接收的頻率在調(diào)諧電路里調(diào)好以后，經(jīng)過(guò)電路本身的作用，就變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率，然后再進(jìn)行放大和檢波。這個(gè)固定的頻率，由差頻作用產(chǎn)生的。如果我們?cè)诮邮諜C(jī)內(nèi)制造一個(gè)振蕩電波（通常稱為本機(jī)振蕩），使它和外來(lái)高頻調(diào)幅信號(hào)同時(shí)送到一個(gè)晶體管內(nèi)混合，這種工作就是混頻。由于晶體管的非線性作用導(dǎo)致混頻的結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的頻率，這就是外差作用。采用了這種電路的接收機(jī)叫外差式接收機(jī)，混頻和振蕩的工作，合稱變頻。

外差作用產(chǎn)生出來(lái)的差頻，習(xí)慣上我們采用易于控制的一種頻率，它比高頻較低，但比音頻高，這就是常說(shuō)的中間頻率，簡(jiǎn)稱中頻。二次雷達(dá)中我們把這個(gè)值設(shè)定為60 MHz。當(dāng)與本振1030 MHz的相差60 MHz的970 MHz和1090 MHz的鏡像頻率進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，首先在混頻前預(yù)選濾波器將阻止鏡像頻率970 MHz進(jìn)入后級(jí)鏈路，只允許載波1090 MHz進(jìn)入混頻器?；祛l后得到的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)匹配濾波器放大，在檢波得到視頻信號(hào)。

以下是雷達(dá)接收機(jī)各部分的功能簡(jiǎn)述：

高頻部分：

T/R及保護(hù)器：發(fā)射機(jī)工作時(shí)，是接收機(jī)輸入端短路，并對(duì)大信號(hào)限幅保護(hù)。低噪聲高放：提高靈敏度，降低接收機(jī)噪聲系數(shù)和熱噪聲增益?；祛l器，本振：保證本振頻率與發(fā)射頻率差頻為中頻，實(shí)現(xiàn)變頻。

中頻部分及AGC：

匹配濾波，自動(dòng)增益控制。對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行放大，以備后級(jí)處理。

視頻部分：

檢波：包絡(luò)檢波，同頻檢波，相位檢波。放大：線性放大，對(duì)數(shù)放大。

2 雷達(dá)接收機(jī)靈敏度

談到靈敏度，必須了解動(dòng)態(tài)范圍。接收機(jī)開始出現(xiàn)過(guò)載時(shí)的輸入功率與最小可檢測(cè)功率之比，叫做動(dòng)態(tài)范圍。它表示的是接收機(jī)能夠正常工作所允許的輸入信號(hào)強(qiáng)度變化的范圍。為了保證對(duì)強(qiáng)弱信號(hào)均能正常接收，要求動(dòng)態(tài)范圍大，就需要采取一定措施，例如采用對(duì)數(shù)放大器。接收機(jī)靈敏度就是動(dòng)態(tài)范圍中的那個(gè)最小值。而當(dāng)輸入信號(hào)太強(qiáng)，接收機(jī)發(fā)生飽和而失去線性放大作用的現(xiàn)象稱為過(guò)載。

接收機(jī)靈敏度是指整個(gè)雷達(dá)能夠正常工作時(shí)的最小輸入信號(hào)功率。雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度通常用最小可檢測(cè)信號(hào)功率Simin來(lái)表示。當(dāng)接收機(jī)的輸入信號(hào)功率達(dá)到Simin時(shí)，接收機(jī)就能正常接收而在輸入端檢測(cè)出這一信號(hào)。如果信號(hào)功率低于此值，信號(hào)將被淹沒(méi)在噪聲之中，不能被可靠的檢測(cè)出來(lái)。允許最大的輸入信號(hào)強(qiáng)度則根據(jù)正常工作的要求而定。

靈敏度表示接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力。能接收的信號(hào)越微弱，則接收機(jī)的靈敏度越高，因而雷達(dá)的作用距離就越遠(yuǎn)。

由于雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度受噪聲電平的限制，因此要想提高它的靈敏度，就必須盡力減少噪聲電平，同時(shí)還應(yīng)使接收機(jī)有足夠的增益。減少噪聲和提高增益本身是矛盾的，處理好這項(xiàng)技術(shù)工藝是各個(gè)雷達(dá)廠商提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的出發(fā)點(diǎn)。

3 雷達(dá)接收機(jī)靈敏度的測(cè)量方法

ICAO建議SSR詢問(wèn)機(jī)的靈敏度用切線靈敏度表征。切線靈敏度定義為噪聲上升到所觀察的噪聲電平本身高度時(shí)的信號(hào)功率。

測(cè)量方法如圖2所示，由脈沖信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的1 mW脈沖信號(hào)，該信號(hào)進(jìn)入射頻信號(hào)產(chǎn)生器進(jìn)行調(diào)制，之后進(jìn)入衰減器，并將衰減器的衰減值調(diào)至最大值，由和通道進(jìn)入二次雷達(dá)接收機(jī)，經(jīng)過(guò)接收機(jī)放大處理后引入示波器。

調(diào)整衰減器，在示波器中觀察信號(hào)與噪聲的幅度關(guān)系，當(dāng)信號(hào)的下沿與噪聲的上沿相平時(shí)，該信號(hào)的功率就是切線靈敏度值。實(shí)際測(cè)得和通道切線靈敏度小于--85 dBm即可符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一部性能良好的新雷達(dá)來(lái)講，該值應(yīng)該在-89 dBm到-91 dBm

之間。

一般而言，由于二次雷達(dá)在空間進(jìn)行兩次有源輻射，所以二次雷達(dá)的靈敏度會(huì)大于一次雷達(dá)10 dBm左右。

參考文獻(xiàn)

[1]二次監(jiān)視雷達(dá)[J].民航大學(xué)出版社.

[2]雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)用手冊(cè)[M].清華大學(xué)出版社.

圖2