頻率測量與頻譜分析-搜索式超外差雷達(dá)測頻系統(tǒng)原理

一、搜索式超外差測頻技術(shù)

搜索式超外差雷達(dá)測頻系統(tǒng)的基本組成如下所示。

雷達(dá)信號(hào)通過接收天線、低噪放進(jìn)入微波預(yù)選器，微波預(yù)選器從密集的信號(hào)環(huán)境中選出一定通帶內(nèi)的雷達(dá)信號(hào)送入混頻器，與本振電壓差拍變?yōu)橹蓄l信號(hào)；再經(jīng)過中放、檢波器和視放，送給處理器；最后通過改變本振頻率實(shí)現(xiàn)頻率搜索。在搜索過程中，為了始終保持需要的信號(hào)頻率fR和本振頻率fL差一個(gè)中頻fi，預(yù)選器必須和本振統(tǒng)調(diào)。

由于中頻頻率比射頻頻率低，可以得到良好的選擇性和很高的放大量，因此，它的靈敏度高、選擇性好；同時(shí)，由于中頻信號(hào)完整地保存了射頻信號(hào)的頻率和相位信息，幅度失真小，能檢測寬脈沖線性調(diào)頻信號(hào)和相位編碼信號(hào)，且便于實(shí)現(xiàn)，所以超外差接收機(jī)廣泛用于頻域測量等場合。

二、頻率搜索形式

頻率搜索有兩種形式：連續(xù)搜索和步進(jìn)搜索。

1、連續(xù)搜索

連續(xù)搜索中又分為單程搜索和雙程搜索（具體示意如下圖所示）。圖中符號(hào)意義如下：|f2-f1|為頻率搜索范圍；Tf為頻率搜索周期；tf為頻率搜索時(shí)的接收時(shí)間，即搜索過一個(gè)偵察接收機(jī)帶寬Δfr所用的時(shí)間；f0為信號(hào)中心頻率，τN為脈沖群持續(xù)時(shí)間。

(a)單程連續(xù)搜索；(b)雙程連續(xù)搜索

2、步進(jìn)式搜索

步進(jìn)式搜索的最簡單方式是采用等間隔逐步跳躍，如下圖(a)所示。還有一種靈巧式步進(jìn)搜索，如下圖(b)所示，在密集頻段，逐步跳躍，在雷達(dá)空白頻段，大步越過，這樣便縮短了搜索周期,提高了搜索概率。寬帶預(yù)選超外差接收機(jī)可以采用這種靈巧式的搜索方式。

(a)等間隔步進(jìn)；(b)靈巧式步進(jìn)

三、頻率搜索速度的選擇

率搜索速度主要分為四種。

1.頻率慢速可靠搜索

在每一個(gè)瞬時(shí)帶寬（△ΩRF）帶內(nèi)的駐留時(shí)間τ（τ≥Z*PRI，Z為系數(shù)）都相同，搜索頻率測量范圍（ΩRF）范圍的時(shí)間Tf不大于雷達(dá)波束在偵察機(jī)方向的照射時(shí)間Ts。其中Ts取決與偵察機(jī)靈敏度與雷達(dá)天線的輻射功率，如果能夠偵察到雷達(dá)的平均旁瓣輻射，則Ts可以不受天線掃描的時(shí)間限制；如果只能偵察到雷達(dá)天線主瓣輻射，則Ts為雷達(dá)天線掃描在其主瓣波束寬度內(nèi)的駐留時(shí)間。

2.頻率快速可靠搜索

頻率搜索時(shí)間不大于雷達(dá)的脈沖寬度，信號(hào)存在于測頻系統(tǒng)帶寬內(nèi)的時(shí)間很短。該方法適合于搜索連續(xù)波雷達(dá)或通信信號(hào)。

3.頻率靈巧可靠搜索

這種方式是在頻率慢速可靠搜索的基礎(chǔ)上，利用搜索過程中發(fā)生后的后驗(yàn)信息，合理控制τ。一般設(shè)τ略大于雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期PRI，首先令Z=1，如果τ時(shí)間內(nèi)發(fā)生了信號(hào)檢測，則再逐漸增加Z，直到任務(wù)完成；如果在一個(gè)τ時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)信號(hào)，瞬速結(jié)束τ，一般縮短搜索時(shí)間。

4.頻率概率搜索

不滿足慢、快、靈巧可靠搜條件時(shí)均為頻率概率搜索。

編輯：黃飛

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