先了解“接收机灵敏度”,再看如何提高!

先了解“接收机灵敏度”,再看如何提高!

如果G1值很高,那么除了F1之外,其他项的贡献都可以忽略不计,这是一个良好设计系统追求的目标。因此,系统噪声系数很大程度上取决于接收机链路的第一级。

在大多数现代雷达系统中,采用基于砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)的半导体低噪声放大器(LNA)。这些部件彻底改变了雷达接收机的设计,使雷达接收机噪声系数轻松提高1dB,这比以前的系统好10倍左右。

当然,做任何事情都是需要代价的,避免失真也是至关重要的,因此低噪声放大器具有线性是至关重要的。一个非常高的增益器件(大的G1)往往缺乏线性度,因此,在线性度和噪声系数之间进行权衡是接收机设计的一个重要方面。

系统所能接收的信号越微弱,则表示接收机的灵敏度越高。常温下的接收机灵敏度由噪声系数、匹配带宽和所需信噪比决定。下面是案例计算:

低PRF的C波段雷达工作频率为6.0GHz,抛物面天线直径2m,发射脉冲串的峰值功率为1MW,脉冲宽度2us,PRF是250Hz。假设等效噪声温度为600K,总的信号损失为20dB,目标的RCS为10m2,请计算:当目标在最大无模糊距离一半的位置时,求接收机的输出信噪比。

目标距离为R,雷达接收到的回波功率:

当接收到的回波功率等于最小可检测信号时,雷达达到最大作用距离。

其中F为噪声系数,也就是接收机输入端信号噪声比与输出端信噪比的比值,表示由于接收机内部噪声的影响。T0为室温290K。理想情况下F=1,但实际总不会理想,这里给出的是等效噪声温度为600K。这里也默认了噪声带宽与信号的半功率带宽一样。

在噪声背景下检测目标,接收机输出端的信噪比要达到所需的数值,该最低要求决定了输入端的最小可检测信号,从而确定了最大探测距离。也就是目标距离如果超过了该距离,雷达虽然可能也接收到了回波信号,但是雷达已经检测不出来了。

这个最小可检测信号功率即接收机的灵敏度,表示接收机接收微弱信号的能力,取决于输出信噪比(SNR)和内部噪声。

为了提高接收机灵敏度,具体的方法有:

1,降低接收机的总噪声系数,也就是降低等效噪声温度,可采用高增益、低噪声高频放大器。

2,接收机的中频放大器采用匹配滤波,以便在白噪声背景下能输出最大信噪比。

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