雷達------接收機靈敏度及噪聲系數


噪聲系數越大效果越不好。

  噪聲系數:接收機輸入端信號噪聲比與輸出端信號噪聲比的比值。它的物理意義是:表示由於接收機內部噪聲的影響,使接收機輸出端的信噪比相對於輸入端的信噪比變差的倍數。

接收機的噪聲:

1、噪聲來源:

                  電阻熱噪聲                              天線噪聲

譜性質:         高斯白噪聲(GWN)                 高斯色噪聲

噪聲電壓            功率:4kTBR                              4kTABRA

均方值             功率密度函數P(f)=4kTR.

2、定量描述

1)等效噪聲功率譜寬度(噪聲帶寬)

                  

3dB帶寬描述。

     圖中|H(f)|2反應的是功率值因此它的3dB帶寬為0.5,而|H(f)|反應的是電壓它的3dB帶寬為0.707.

等效噪聲功率譜寬度描述。

    用一個矩形帶寬來進行衡量,只要滿足了矩形帶寬外的信號和矩形里的互補。即可滿足要求。其中B為噪聲帶寬,反應噪聲本身帶寬的大小,從B的結果可以看出,它受到的H(f)的影響,而從|H(f)|圖中可以看出,它反應的是雷達接收機的帶寬。而接收機的設計又和信號有關。所以可以得到。信號的帶寬、接收機的帶寬、噪聲的帶寬三者一致。

噪聲系數的幾點說明:

  • 噪聲系數只適用於接收機的線性電路和准線性電路,即檢波器以前的部分。檢波器是非線性電路,而混頻器可看成是准線性電路。
  • 為使噪聲系數具有單值確定性,規定輸入噪聲以天線等效電阻在室溫時產生的熱噪聲為標准。

接收機靈敏度:

       接收機的靈敏度表示接收機接收微弱信號的能力。噪聲總是伴隨着微弱信號同時出現,要能檢測信號,微弱信號的功率應大於噪聲功率,或者可以與噪聲功率相比。因此,靈敏度用接收機輸入端的最小可檢測信號功率Simin 來表示。在噪聲背景下檢測目標,接收機輸出端不僅要使信號放大到足夠的數值,更重要的使其輸出信噪比So/No達到所需要的數值。通常雷達終端檢測信號的質量取決於信噪比。

      已知,接收機的噪聲系數為F0.

                                                                     

則輸入信號額定功率為:

                                                                 

式中,為接收機輸入端的額定噪聲功率。進一步得到

                                                                  

 為了保證雷達檢測系統發現目標的質量,接收機的中頻輸出必須提供足夠的信號噪聲比,令時對應的接收機輸入信號功率為最小可檢測信號功率,即接收機實際靈敏度為;

                                                               

通常將稱為“識別系數”,並用M表示所以靈敏度可簡寫為:

                                                                                  

 為了提高接收機靈敏度,即減小最小可檢測信號功率Simin,應做到:

  1. 盡量減低接收機的總噪聲系數F0,所以通常采用高增益、低噪聲高放
  2. 接收機中頻放大器采取匹配濾波器,以便得到白噪聲背景下輸出最大信號噪聲比
  3. 上式中的識別系數M與所要求的檢測質量、天線波瓣寬度、掃描速度、雷達脈沖重復頻率以及檢測方法等因素均有關系。在保證整機性能的前提下,盡量減小M的數值。

 

 

 

                                                                  

 


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