關(guān)于雷達接收機動態(tài)范圍

在查看雷達資料過程中，經(jīng)?？吹皆S多技術(shù)指標的描述，對于新手來說，這些指標往往很難理解，甚至不知為何物。接下來將在一個小系列《雷達指標》中分別進行解釋說明。本篇關(guān)于接收機動態(tài)范圍的相關(guān)內(nèi)容。

一、動態(tài)范圍定義

接收機動態(tài)范圍定義為：接收機能夠接收的最大信號和最小信號的功率比。

它是一個比值，雷達中也用dB值來表示，典型的雷達接收機靈敏度可以達到120dB，這個接收機的指標對于整個雷達系統(tǒng)非常重要，它反映了雷達能夠工作的場景，對于處于復(fù)雜電磁環(huán)境中的雷達而言，這個指標自然是越大越好，但是，過大的靈敏度并不容易實現(xiàn)，同時也昂貴。

一句話：雷達的指標要和使用場景匹配，一味追求高指標是不科學的。

二、動態(tài)范圍的解讀

（一）動態(tài)范圍的意義

首先說明一下接收機中的信號放大和增益控制。雷達中都會使用對接收信號進行放大系數(shù)控制的增益控制技術(shù)。來拆解這句話：雷達對于不同距離目標的回波，其信號強度區(qū)別很大，遠距離的目標回波信號弱，近距離目標的回波信號很強，在雷達接收機接收回波后，需要將這些信號進行放大，在放大的過程中，容易出現(xiàn)失真的問題（關(guān)于這個問題可以看之前的文章），所以需要對回波信號進行增益控制（也就是控制不同信號的放大系數(shù)），使遠距離的小信號正常放大，近距離的大信號少量放大甚至衰減，最終達到所有的回波信號都在一個合理的范圍之內(nèi)，以便后續(xù)的信號處理。這些技術(shù)包括STC、AGC等。

理解了以上增益控制的問題，那么其中就提到了回波信號的有大有小問題，動態(tài)范圍越高的雷達，能夠處理的回波范圍就越大，那么其能夠工作的復(fù)雜場景就越多，自然雷達性能就更好。如果動態(tài)范圍較小，那么可能有信號超出了兩端的范圍：太小的信號收不到，太大的信號在接收機中放大時可能產(chǎn)生了失真，后續(xù)的信號處理處理這種失真的信號，會得出完全不同的結(jié)論甚至完全無法處理，這種問題就極其嚴重。

動態(tài)范圍反映的是雷達接收機在不同場景下能否正常工作的能力，它是實實在在的指標，可以有效反應(yīng)雷達接收機的性能。

（二）關(guān)于兩個最小

在基本雷達方程的公式中，有一個最小可檢測信號功率的參數(shù)。雖然在實際雷達中，這個參數(shù)并不直接存在，它是通過轉(zhuǎn)換成信噪比來實現(xiàn)的。

從動態(tài)范圍的定義可以看出，其有一個下限，也就是最小信號，那么這個“最小信號”怎么定義呢：它在雷達中一般會定義為噪聲基底（簡稱噪底）。

那么，動態(tài)范圍的“最小信號”和最小可檢測信號有什么關(guān)系呢？

總結(jié)起來說：1.最小可檢測信號是一種理論分析的概念，單獨提出這個指標并沒有意義，因為它和接收機的噪聲有關(guān)（而接收機噪聲和選用的器件、設(shè)計因素等均有關(guān)）。涉及雷達檢測的問題，都是通過信噪比SNR來進行描述和設(shè)計。

2. 從某種意義上來說，這個“最小信號”可以認為是最小可檢測信號。

（三）大動態(tài)的意義

上面說了動態(tài)范圍比值中的分母——最小值，現(xiàn)在再來說說分子——最大值，也就是接收機收能夠正確收到到信號幅度（和功率等價）最大值可以到多少。

動態(tài)范圍是一個比值，它不單獨說最小值和最大值，因為對于不同接收機來說，其最小值是不同的。但是采用動態(tài)范圍這個比值后，不同的接收機都可以統(tǒng)一到一種類似于歸一化的維度下，就可以進行比較了。

編輯：黃飛

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