多种雷达接收机的特点分析

习斌+陈新

摘要：随着我国科学技术不断发展，雷达接收机种类得到丰富，对提升雷达工作效率奠定基础。时代发展对雷达接收机运行稳定性的要求逐渐提升，需要雷达系统做出创新突破，使雷达接收质量得以保障，为提高雷达接收能力奠定基础。本文提供对多种雷达接收机特点进行分析，以期为推动我国雷达技术高效发展，提供行之有效的理论参考依据。

关键词：雷达；接收机；特点

雷达接收机技术发展至今，具有直接下变频接收机、数字零中频接收机、镜频抑制接收机、超外差式接收机等形式，通过对比多种雷达接收机特点，对其使用前景进行分析，为雷达接收机创新发展奠定基础。伴随科学技术不断发展，我国雷達接收机形式会有所突破与创新，其中直接数字接收机，作为数字化时代下雷达接收机发展未来趋势，将会成为雷达接收机主流模式，为提升雷达接收机工作质量奠定基础。基于此，为了使我国雷达接收机得到更好发展，分析多种雷达接收机特点显得尤为重要。

一、分析雷达接收机特点背景

雷达接收机是雷达系统中重要组成部分，其整体性能受雷达接收机影响较大。例如，噪声系数作为雷达接收机主要功能，会有效反映雷达系统运行灵敏度，对雷达系统运行效果影响极大。接收机内组合频率干扰情况，对雷达虚警性能具有极大影响，而分析雷达系统内信号的基础，为雷达接收机接收信号稳定、高效、科学，为雷达机分析运作奠定基础。由此可见，雷达接收机对雷达系统有效运转具有积极意义，对雷达接收机常见类型进行分析，以便探析雷达接收机发展进程，为其日后创新与变革提供理论参考依据[1]。

二、分析雷达接收机常见类型

1.雷达接收机中直接数字式接收机。在直接数字式接收机中，FPGA是实现接收机功能的主要系统，对滤波器、LNA接收信号在ADC功能下施行采样操作。在该操作过程中，能降低雷达接收机系统收干扰几率，可以结合实际需求，灵活调设雷达接收机尺寸，提升雷达接收机可靠性，确保接收信号可以更快转化为数字信号。为了使ADC更具科学性，应结合雷达系统工作运行要求，科学选择足够深的位数与采样频率。例如，若宽带信号为500MHz，则可配置采样频率为1GHz的ADC，而可有效支持80dB以上的动态范围的ADC为16为设置形式。受以往科学技术水平限制，ADC性能具有一定局限性，该雷达接收机应用方略很难得到有效落实，伴随ADC性能有效提升，其采样频率接收性更高，使直接数字式接收机会成为雷达接收机未来应用创新与发展方向[2]。

2.雷达接收机中的直接数字式接收机。直接数字接收机作为二次变频超外差接收机变种形式，可以在雷达系统运行过程中以数字形式接收二次变频，使雷达接收机信号抗干扰能力可以得到有效提升，确保信息接收更为精准。该形式雷达接收机对ADC输入功率与采样主频等性能要求较高，应用落实具有一定难度。

3.雷达接收机中的镜频抑制接收机。镜像信号（Wim）在本振信号与射频信号混合时产生，分设于本振信号WLO与射频信号WRF两端。中频信号由射频信号混合两个相互正交本振信号得来，为了实现信号叠加，以90°为基准转移一路信号，使中频信号得以顺利输出，vRF=VRFCOSωRFt为射频输入信号，而两个正交信号sinωLOt和cosωLOt混频以vim（t）=Vimcosωimt为镜像干扰信号输入形式，而后经由计算形式，对频分量与低通率波器滤除，得出中频输出信号，为降低雷达接收机镜像频率信号干扰几率奠定基础。为了使雷达接收机中的镜频抑制接收机运转更为高效，应确保设计方案符合以下要求：一是确保接收机系统内两条之路一致性，包括低通滤波器、本振幅度以及混频器增值特性均保持一致；二是确保镜频抑制接收机精准正交，而90°为两路信号精确差值，为抑制完全性能奠定基础[3]。

4.雷达接收机中的直接下频率接收机。为了使该接收机创设特点分析更为得当，可设定零中频信号为混频值，而射频等于本振频率，进行优劣势分析。优势：一是接收机运行系统内配件简单，降低器件匹配性难度；二是镜像干扰为零；劣势：一是该接收机无法在混频后用有源器件，接收机信号仅能在混频前放大，无法避免直流干扰；二是频率接收机会在射频口处，混入外部干扰信号，由混频器本振口进入，出现直流偏差，造成不良信号干扰，在此基础上会形成零频信号，影响雷达接收机工作效率；三是出现LNA（低噪声放大器）偶次谐波失真干扰。若在低噪声放大器内进入两个较为相近的干扰信号时，因为该结构内偶次项差频（LNA非线性偶次项接近零频），由隔离较为薄弱的中频口与射频口处，进入基带信号，对雷达接收机形成不良干扰；四是该结构容易出现本振泄露情况。射频与本振信号接收频率一致，若混频器无良好隔离，则射频口处会出现异常输出本振信号的消极现象，加之本振信号与一级电路反射信号相互混合，形成频率为零的混频，对接收机内有用信号进行干扰[4]。

5.雷达接收机中超外差式接收机。在超外差式接收机中，下变频器是关键器件，主要效用为混合中频信号（ωIF=ωRF-ωLO其中，本振信号为ωLO，射频信号为ωRF），利用频波器对结构内频信号实现频波搬移与无用信号剔除。为了使该接收机优分析更为得当，可从以下几个方面对其优势与劣势进行分析：优势。第一，具有固定中频变换相对简易的优势，以奈奎斯特定理为基础，以信号最高频率的两倍设为采样主频，使接收机中频采样难度得以降低；第二，接收信号可在基带、中频以及高频这三个位置进行放大，避免接收机因单一频段过度放大信号而出现信号接收不稳定性干扰；第三，射频信号远高于中频信号，在选频时可用Q值较低的器件；劣势。第一，容易引入镜像干扰。射频信号与镜像干扰相对，若镜像干扰信号与射频信号一同进入混合器，与射频信号过度融合，则无法通过中频滤波器将二者有效分离，产生对雷达接收机极大镜像干扰，形成极大信号干扰源。若干扰较低，可在信号进入混频器前，利用反混叠滤波器将其滤除；第二，该接收机会引入过多组合频率，对雷达系统形成干扰。由混频器非线性特征可引起组合频率干扰情况，通过混频器的本振组合、基带信号以及高阶项信号，加之外部混入信号，在通带内会形成频率，影响接收机频率接受稳定性，降低雷达系统工作效率。

结束语：

综上所诉，雷达系统中雷达接收机对其科学运转具有极大价值，相关科研人员，应在明确不同雷达接收机特点的基础上，以直接数字式接收机为研究方向，确保雷达接收机信号接收性能更为稳定，达到提高雷达系统运作性能的目的。

参考文献：

[1]刘秉策，柴文乾，代传堂等.X波段便携式情报雷达集成化接收机设计？[J].雷达科学与技术，2016，14（2）：206-209，214.

[2]杨少委.正交波形MIMO雷达射频隐身技术研究[D].电子科技大学，2015.

[3]谢跃雷，晋良念，欧阳缮等.一种基于FPGA的超宽带雷达数字接收机[J].现代雷达，2014，36（1）：62-65，70.

[4]李琼，李延辉，江睿谦等.研讨式在士官班雷达接收机教学中的应用[J].空军预警学院学报，2015（4）：292-294.

简介：习斌，男（1986.1--），湖北襄阳人，助理工程师，本科，研究方向：火控雷达。

二作：陈新，男（1982.8--），四川攀枝花人，工程师，本科，研究方向：火控雷达。