分析降低雷达接收机中噪声的几种方法

唐民 李旭

摘 要 雷达接收机中的噪声会对设备的灵敏度造成很大的干扰。本文根据对雷达接收机中噪声的种类等特征，研究降低噪声的具体方法，分析了噪声对于雷达接收机的影响，与降低雷达接收机中噪声的途径。

关键词 雷达接收机;降低噪声;方法

前言

雷达接收机是一种对处理回波信号的设备，可以对信号进行变换、放大等操作，从而将接收的微小回波信号提取出来[1-2]。而在雷达接收机接收信号的同时，也会收到一些对设备灵敏度产生负面影响的噪声，让信号变得难以辨别，从而导致雷达探测的距离出现错误。想要降低雷达接收机中噪声，需要根据不同的噪声情况，对雷达接收机中噪声进行具体的分析，才能使用适合的方法进行降噪工作。

1雷达接收机中噪声的介绍

雷达接收机中噪声可以按照来源的不同，分为内部噪声与外部噪声。了解噪声形成的原因与其种类、特点，对降噪与提高雷达接收机灵敏度有很大的帮助[3-4]。经过调查，内部噪声为接收机内部元件损坏产生的噪声，常见的元件包括馈线、谐振回路、电阻、晶体管、电子管等。而外部噪声来源常见的有天气、电台、天线热噪声、工业干扰、敌方干扰等[5]。两种不同的噪音来源，造成的损害也不同。如果出现内部元件损坏，那么在使用设备时，无论时间与空间的变化，都会产生干扰雷达接收机的噪声。而对于外部干扰则会有某些条件限制，例如只在某个频率范围出现的噪声，雷雨天气中的闪电的干扰等，都是在特定条件才会产生的噪声干扰。

2降低外部噪声的方法

2.1 小波分析法

小波分析法是根據对频域、时域相关特征的局部分析，将稳态信息、非稳态信息、瞬时信息等进行收集的方法，在降低外部噪声方面效果显著。其原理是设定叠加原始信号、高斯白噪声信号、准高斯白噪声信号，选择分解层数与小波，再使用对应降噪方法进行小波系数阈值处理，处理小波系数重构信号，最后得到消除噪声后的信号。降噪方法包括小波阈值法、硬阈值法、软阈值法三种。

2.2 自适应方法

这是一种利用雷达回波信号不相关性而进行噪声消除的方法。具体操作是使用自适应滤波器，并按照对应规范进行安装，达到消除回波信号中噪声的目的。注意合理调整自适应滤波器的参数，并使用合理的计算方法，在MMSE准则的规定下进行降噪工作。自适应滤波器常用的算法有FS-LMS（分割滤波器算法）、LMS（最小均方算法）、FT-LMC（分数阶常算法）、GD-LMS（梯度下降算法）。另外，还可以使用自适应噪声的抵消系统，再原始的输入之上，再加上参考的输入，使用原始输入相关的噪声，以抵消原始输入信号中的噪声。

3降低内部噪声

3.1 判断噪声的相关指标

对雷达接收机来说，其内部的噪声系数是判断内部噪声对输出信号的影响的关键指标。输入/输出端的信噪比是指噪声功率与输入/输出端信号功率的比值，而内部噪声系数是输入端与输出端信噪比的比值。当内部噪声系数大于1时，表示雷达接收机内部有噪声产生，并且内部噪声系数越大，受到的干扰程度就越大。当内部噪声系数等于1时，表示雷达接收机内部无噪声产生，输入端与输出端信噪比无变化。根据研究，雷达接收机不同单元电路的单元噪声系数不同，我们需要按照总噪声系数与各级噪声系数的实际数值，详细分析其造成影响的程度，再进行相应的降噪处理。

3.2 降低内部噪声的器件

降低内部噪声的方法是对不同降噪器件采用不同的降噪方法，并应用于雷达接收机的实际使用中，从而达到降低出现的内部噪声的效果。进行降噪需要考虑的器件包括高频馈源馈线、中频放大器、高频放大器、混频器四种。①高频馈源馈线。应该选取低损耗、高频的高频馈源馈线，并注意适配性与电路的链接正常。②中频放大器。中频放大器本身常被使用的有主中放、前置中放两种，建议使用共射击-共基与共阴-共栅级联电路，进行降噪处理。③高频放大器。增加额定的功率，减少高频放大器的噪声系数是对其进行降噪关键。根据调查，在以GaAs 衬底的单片集成电路中，使用GaAs FETA（微波砷化镓场效应低噪声放大器）迁移率晶体管可以降低的噪声系数和增加的额定功率增益，能够在倍频程、多倍频程带宽中发挥效果，达到有效降低高频放大器内部噪声的目的。④混频器。推荐使用混频二极管进行内部降噪。根据研究，使用双平衡、三平衡、平衡混频器可以有效盖上振荡器产生的噪声带来的负面干扰。另外，在采用混频二极管的基础上使用镜频抑制、镜频回放技术，可以增加混频输出端信噪比，降低有关频噪声的输出功率，让混频器变频损耗变低，最终产生良好的降噪效果。

4结束语

综上所述，噪声会对雷达接收机的正常工作造成很大的影响，而产生噪音的原因也是多方面的，需要根据具体的情况进行噪声的降噪处理，以确保雷达工作时的准确性。本文根据噪声种类的不同，从内部与外部两方面分析有关的降低雷达接收机中噪声的方法，具体包括有小波分析法、自适应方法、使用不同器件等。这些方法可以有效减少内外部噪声对于灵敏度的干扰，降低噪声系数，帮助提升高雷达接收机的性能。

参考文献

[1] 吕贵洲，梁冠辉，朱赛.雷达接收机脉冲灵敏度测试[J].计算机测量与控制，2019，27（9）：105-108.

[2] 宋燕，李伟.降低雷达接收机中噪声的几种方法[J].科技创新导报，2019，16（7）：155，157.

[3] 都佰胜，王旭辉.浅析单脉冲二次雷达接收机的性能指标和混频器干扰[J].民航学报，2018，2（4）：50-52，38.

[4] 陈永森，顾兵，杨坡.基于等效高斯白噪声的压制式干扰样式评价方法[J].航天电子对抗，2018，34（3）：17-19，55.

[5] 王勇，姜秋喜，毕大平.降低雷达接收机中噪声的几种方法[J].雷达与对抗，2004（2）：34-37.