雷達(dá)接收機(jī)的動態(tài)范圍

白珂+張文寶

摘要：雷達(dá)接收機(jī)在社會發(fā)展中起著重要的作用，雷達(dá)接收機(jī)的動態(tài)范圍會影響到使用功能，由于在外界條件的影響下，雷達(dá)的輸入功率會發(fā)生變化，所以要通過必要的措施擴(kuò)大動態(tài)范圍，以提升使用效果。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)；接收機(jī)；動態(tài)變化

雷達(dá)具有很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。雷達(dá)的關(guān)鍵是接收機(jī)，接收機(jī)直接影響到雷達(dá)性能指標(biāo)和使用功能。接收機(jī)可以保證雷達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行。接收機(jī)可以完成目標(biāo)搜索，并對接收信息進(jìn)行處理。雷達(dá)在運(yùn)行時(shí)各類數(shù)據(jù)都要通過接收機(jī)完成轉(zhuǎn)化，動態(tài)范圍可以體現(xiàn)出雷達(dá)的性能，如果超過了接收機(jī)的范圍，雷達(dá)將無法獲取信息。由于有了衛(wèi)星定位技術(shù)，所以雷達(dá)可以發(fā)揮出更大的作用。接收機(jī)要保證使用效果就要規(guī)定動態(tài)范圍，并保證使用的穩(wěn)定性。

1.影響接收機(jī)信號的因素

雷達(dá)的工作地點(diǎn)比較固定，因此雷達(dá)接收機(jī)可以獲取多種信號。由于信號的來源有很多，所以雷達(dá)的信號頻率需要保持固定，否則會影響到雷達(dá)的接收效果。隨著技術(shù)的進(jìn)步，雷達(dá)的性能有了很大的提升，但是雷達(dá)信號會受到外界因素的影響。

1.1 距離

雷達(dá)搜索目標(biāo)的距離會影響到信號，近程目標(biāo)和遠(yuǎn)程目標(biāo)存在很大的差異。所以為了保證接收效果，需要調(diào)整接收機(jī)的動態(tài)范圍。距離因素是影響接收效果的關(guān)鍵因素，所以存在限制性條件。目標(biāo)的距離和信號強(qiáng)度成正比。所以要提升雷達(dá)機(jī)的接收效果，就要調(diào)整動態(tài)范圍。而為了保證遠(yuǎn)距離的接收效果，雷達(dá)接機(jī)的整體性能就需要提升。

1.2 目標(biāo)

使用雷達(dá)搜索目標(biāo)時(shí)要考慮到散射面積，散射面積和目標(biāo)的體積有關(guān)。近年來隱身技術(shù)有了很大的發(fā)展，隱身后目標(biāo)的散射面積會減少，所以會直接影響到接收機(jī)信號的動態(tài)范圍。雷達(dá)接收機(jī)的主要功能是獲取目標(biāo)，雷達(dá)的捕捉效果不會受到天氣狀況或波長的影響。但是目標(biāo)的起伏程度會影響到接收機(jī)的效果。雷達(dá)要提升捕捉的效果，就要拓寬接收機(jī)的動態(tài)范圍。

1.3 雜波

自然條件下有多種雜波，另外人為因素也可以產(chǎn)生雜波。雜波會影響到雷達(dá)接收機(jī)的效果，所以針對雜波要拓寬動態(tài)范圍。在自然界中，地理?xiàng)l件和海拔高度會影響到雜波的類型。不同的雜波的影響程度和范圍存在很大的差異。當(dāng)前由于電子設(shè)備的增多，人工雜波變得越來越多，所以雷達(dá)的工作會受到多種雜波的影響。針對雜波產(chǎn)生的影響，有必要拓寬接收機(jī)的動態(tài)范圍，以保持接收機(jī)的穩(wěn)定。

2.相參對雷達(dá)接收機(jī)的影響

2.1雷達(dá)接收機(jī)動態(tài)范圍的下限

雷達(dá)是精密的電子設(shè)備，接收機(jī)固有的動態(tài)范圍對下限有明確的限制。所以可以參考雷達(dá)接收機(jī)輸入信號的最小電平。而最小可檢測信號和接收范圍不存在直接的關(guān)系。當(dāng)前雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)有了很大的發(fā)展，傳統(tǒng)的工作方式不再采用，技術(shù)在不斷突破，所以下限指標(biāo)可以重新調(diào)整。

2.2 通道的動態(tài)范圍

在大量電磁波的作用下，雷達(dá)信息會被干擾，接收機(jī)獲取的信號會發(fā)生失真現(xiàn)象，由于交互調(diào)信號的介入，會出現(xiàn)虛假信息。所以雷達(dá)接收機(jī)在考慮動態(tài)范圍的實(shí)用性，如果盲目擴(kuò)大會影響到定位精度。如果互調(diào)功率影響到最小信號的輸出功率，單頻性質(zhì)的輸出功率可以作為接收機(jī)動態(tài)范圍上限。所以有必要保證通道的響應(yīng)范圍。可以通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)接收機(jī)自動過濾部分干擾信號，通過對信號的識別可以保證信號的準(zhǔn)確性。

3.常用的動態(tài)壓縮技術(shù)

3.1 控制靈敏度時(shí)間

在現(xiàn)有的技術(shù)中，使用動態(tài)壓縮技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對靈敏度時(shí)間的有效控制，靈敏度時(shí)間實(shí)現(xiàn)了動態(tài)控制，可以有效提升雷達(dá)接收機(jī)內(nèi)在的動態(tài)范圍。控制靈敏度時(shí)間比較容易實(shí)現(xiàn)，這種控制方式實(shí)現(xiàn)了近程距離的增益控制。這項(xiàng)技術(shù)有著很強(qiáng)的實(shí)用性，可以將雷達(dá)接收機(jī)內(nèi)在的動態(tài)范圍控制在合理的范圍，并保證不會發(fā)生大的波動。此外隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，雷達(dá)接收機(jī)原有的動態(tài)范圍發(fā)生了很大的變化，在技術(shù)上有了很大的進(jìn)步。通過和其它設(shè)備和技術(shù)的相互作用， 可以提升接收機(jī)的性能。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的狀況來看，控制靈敏度時(shí)間可以用于地面對空雷達(dá)或海洋用雷達(dá)。這類區(qū)域存在的雜波處于雷達(dá)波束的近程控制區(qū)。通過控制靈敏度時(shí)間可以提高接收機(jī)響應(yīng)范圍，有利于實(shí)現(xiàn)對接收機(jī)動態(tài)范圍的合理控制。

3.2 控制程序增益

控制雷達(dá)接收機(jī)的動態(tài)范圍需要通過不同的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，控制程序增益也是一種有效的手段。這種方式的原理是控制雜波產(chǎn)生增益，對雜波實(shí)施自動的衰減?？刂瞥绦蛟鲆婵梢杂糜谖恢霉潭ǖ睦走_(dá)站點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合雷達(dá)站區(qū)域內(nèi)的雜波強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)雜波的增益衰減，并和接收機(jī)實(shí)現(xiàn)信號的匹配。控制程序增益在當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展中已成為一種普遍采用的技術(shù)。但是在技術(shù)應(yīng)用中要注意接收機(jī)動態(tài)范圍的局限性，不能無限的擴(kuò)大范圍，否則會產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。但是動態(tài)范圍又能長久處于固定的范圍內(nèi)，控制程序增益相應(yīng)的改變了雷達(dá)的動態(tài)接收范圍?？刂瞥绦蛟鲆婵梢詫⒊绦蚬袒诶走_(dá)的調(diào)整方式中。采用這種調(diào)整方式不僅有效提高了雷達(dá)接收機(jī)的工作效率，還可以實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)的高效利用。

3.3 控制自動增益

由于自動化技術(shù)有了很大的發(fā)展，可以應(yīng)用自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)增益控制。這種控制方式具有智能化的特點(diǎn)，可以用于雷達(dá)接收機(jī)的持續(xù)跟蹤。采用這種技術(shù)需要對特定的波長進(jìn)行捕獲，捕獲過程實(shí)現(xiàn)了自動化控制。由于接收機(jī)的范圍人工調(diào)整會出現(xiàn)失誤，調(diào)整方式會有漏洞。對增益進(jìn)行自動控制可以提升跟蹤的精確性，雷達(dá)在跟蹤時(shí)可以持續(xù)作用并進(jìn)行相關(guān)的測量，采用這種方式會擴(kuò)大接收機(jī)的作用范圍。使用自動增益技術(shù)， 接收機(jī)在工作狀態(tài)下不易被查到，還可以接收到特殊形式的信息。所以可以對數(shù)據(jù)和波長進(jìn)行特殊處理。通過完成自動增益技術(shù)可以提升控制的效果，雷達(dá)接收機(jī)有了更廣泛的動態(tài)范圍。

4.雷達(dá)接收機(jī)通過非相參調(diào)整動態(tài)范圍

非相參雷達(dá)具有不同和其它方式不同特點(diǎn)，這種方式只對回波信號進(jìn)行提取，并且只針對幅度信息，而回波信號中存在的相位信息不會提取，接收機(jī)的輸出信號不會通過正交檢相的方式輸出，通過簡化變?yōu)闄z波信號。從當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展情況來看，雷達(dá)接收機(jī)通過非相參技術(shù)使動態(tài)范圍得到了有效拓展。針對參雷達(dá)接收機(jī)要確定非相參的作用范圍，針對動態(tài)范圍存在的問題分析確定需要解決的問題，制定有針對性的解決方案，不能沒有目的進(jìn)行調(diào)整，否則難以獲得有效的結(jié)果。針對動態(tài)范圍的解決方式要注重新技術(shù)的引入，可以對雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行必要改進(jìn)，解決設(shè)備中存在的弊端。設(shè)備功能的提升有助于提升雷達(dá)接收機(jī)的工作范圍，雷達(dá)接收機(jī)的作用范圍要以平穩(wěn)的方式實(shí)施調(diào)整。在調(diào)整過程中要逐漸完善，以利于雷達(dá)接收機(jī)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)步。

5.結(jié)束語

雷達(dá)接收機(jī)的性能和動態(tài)范圍有著直接的關(guān)系，從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，接收機(jī)的能力有了很大的提升。由于雷達(dá)接收機(jī)通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了動態(tài)范圍的擴(kuò)大，可以精確捕獲到微弱的信息。所以有必要通過不斷的研究提升接收機(jī)的動態(tài)范圍。

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簡介：白珂，男（1982.2——），四川彭州市人，工程師，本科，研究方向：火控雷達(dá)接收前端。

二作張文寶，男（1979.7--），四川廣元人，工程師，本科，研究方向：火控雷達(dá)頻率綜合器。