雷達接收機技術(shù)

目 錄


第1章 概論 001
1.1 概述 002
1.1.1 接收機在雷達系統(tǒng)中的作用 002
1.1.2 雷達接收機的發(fā)展簡況 004
1.1.3 雷達接收機的工作頻率和分類 009
1.2 雷達接收機的基本工作原理 011
1.3 雷達接收機的基本組成 015
1.3.1 射頻接收機 016
1.3.2 中頻接收機 016
1.3.3 數(shù)字接收機 017
1.3.4 頻率源和波形產(chǎn)生 019
1.4 雷達接收機的主要技術(shù)參數(shù) 022
第2章 現(xiàn)代雷達接收機技術(shù)分類 026
2.1 現(xiàn)代雷達接收機技術(shù)需求 027
2.2 多通道接收機 027
2.3 單脈沖接收機 029
2.4 機載雷達接收機 032
2.5 氣象雷達接收機 034
2.6 相控陣雷達接收機 035
2.6.1 模擬相控陣雷達接收機 036
2.6.2 數(shù)字陣列雷達接收機 037
2.6.3 現(xiàn)代雷達數(shù)字接收機的實現(xiàn)方式 039
第3章 雷達接收機的基本理論 041
3.1 噪聲理論 042
3.1.1 接收機中噪聲的概率特性 042
3.1.2 接收機的噪聲和噪聲系數(shù) 044
3.2 匹配網(wǎng)絡(luò) 047
3.2.1 通用四端網(wǎng)絡(luò)的匹配方法 047
3.2.2 傳輸線匹配電路 049
3.2.3 集總參數(shù)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò) 053
3.2.4 阻抗變換器和導(dǎo)納變換器 054
3.2.5 阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的應(yīng)用 056
3.3 采樣理論 057
3.3.1 基本采樣理論——Nyquist采樣定理 057
3.3.2 帶通信號采樣理論 059
3.4 頻率穩(wěn)定度理論 061
3.4.1 頻率穩(wěn)定度的時域表示法 062
3.4.2 頻率穩(wěn)定度的頻域表示法 063
3.4.3 相位起伏譜密度的冪律譜表示 064
3.4.4 頻率穩(wěn)定度與雷達改善因子的關(guān)系 065
第4章 雷達接收系統(tǒng)設(shè)計 066
4.1 雷達接收系統(tǒng)的組成 067
4.2 低噪聲設(shè)計 068
4.2.1 接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與靈敏度 069
4.2.2 高頻低噪聲放大器的種類與特點 075
4.2.3 接收系統(tǒng)低噪聲實現(xiàn)方法 078
4.3 變頻分析和交調(diào)仰制 080
4.3.1 混頻器的變頻分析 080
4.3.2 混頻器的種類和特點 082
4.3.3 交調(diào)分析與抑制 088
4.4 大動態(tài)范圍設(shè)計 090
4.4.1 接收機動態(tài)范圍的兩種表征方法 091
4.4.2 增益、噪聲系數(shù)和動態(tài)范圍 093
4.4.3 系統(tǒng)大動態(tài)范圍的實現(xiàn)方法 097
4.4.4 對數(shù)放大器 101
4.5 濾波和接收機帶寬設(shè)計 106
4.5.1 接收系統(tǒng)濾波 106
4.5.2 匹配濾波器的相關(guān)概念 108
4.5.3 接收機帶寬與濾波器的實現(xiàn)方法 111
4.6 系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào)設(shè)計 115
4.6.1 模擬正交調(diào)制 115
4.6.2 模擬正交解調(diào) 116
4.6.3 模擬調(diào)制解調(diào)關(guān)鍵指標 118
4.6.4 數(shù)字信號的調(diào)制解調(diào) 121
第5章 雷達頻率源 122
5.1 雷達接收機對頻率源的要求 123
5.1.1 本振信號的技術(shù)要求 123
5.1.2 時鐘信號的技術(shù)要求 125
5.2 直接頻率合成器 125
5.2.1 準相參直接頻率合成器 126
5.2.2 全相參直接頻率合成器 129
5.3 鎖相頻率合成器 135
5.3.1 鎖相環(huán)的工作原理 136
5.3.2 模擬鎖相頻率合成器 139
5.3.3 數(shù)字鎖相頻率合成器 142
5.3.4 取樣鎖相頻率合成器 150
5.3.5 集成壓控振蕩器鎖相頻率合成器 151
5.4 直接數(shù)字頻率合成器 153
5.4.1 DDS的工作原理和概況 153
5.4.2 基于DDS的頻率合成技術(shù) 156
5.5 現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的頻率合成方式 158
5.6 分布孔徑雷達系統(tǒng)的頻率合成方式 161
5.7 發(fā)射激勵和測試信號 162
5.7.1 發(fā)射激勵和測試信號的產(chǎn)生方法 163
5.7.2 測試信號在接收系統(tǒng)中的應(yīng)用 165
5.8 波形設(shè)計 166
5.8.1 雷達系統(tǒng)對波形設(shè)計的要求 166
5.8.2 波形的模擬產(chǎn)生方法 170
第6章 數(shù)字化收發(fā)和波束形成控制 174
6.1 多速率信號處理 175
6.1.1 采樣頻率變換 175
6.1.2 多速率濾波器 183
6.2 數(shù)字波形產(chǎn)生 190
6.2.1 DAC技術(shù) 191
6.2.2 常用雷達數(shù)字波形產(chǎn)生技術(shù) 204
6.3 數(shù)字化接收 229
6.3.1 ADC技術(shù) 230
6.3.2 ADC的發(fā)展現(xiàn)狀 243
6.3.3 數(shù)字下變頻技術(shù) 256
6.4 收發(fā)信號失真分析與補償處理 275
6.4.1 零中頻體制收發(fā)信號失真分析與補償處理 276
6.4.2 收發(fā)鏈路幅相非線性失真分析與補償處理 288
6.5 數(shù)字波束形成控制 313
6.5.1 常規(guī)DBF幅相測量與控制技術(shù) 313
6.5.2 寬帶DBF時延測量與控制技術(shù) 318
6.6 系統(tǒng)同步技術(shù) 343
第7章 可擴充陣列模塊設(shè)計技術(shù) 349
7.1 概述 347
7.2 功能組成與工作原理 348
7.2.1 功能組成 348
7.2.2 工作原理 349
7.3 技術(shù)要求及指標 350
7.3.1 技術(shù)要求 350
7.3.2 技術(shù)指標體系 351
7.4 設(shè)計方法 355
7.4.1 實現(xiàn)方式 356
7.4.2 T/R組件設(shè)計 356
7.4.3 功分/合成網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 360
7.4.4 驅(qū)動放大設(shè)計 361
7.4.5 末級波束控制設(shè)計 363
7.4.6 DC/DC電源設(shè)計 365
7.4.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計 368
7.5 設(shè)計實例 369
第8章 數(shù)字陣列模塊設(shè)計技術(shù) 371
8.1 概述 372
8.2 功能組成及工作原理 372
8.3 技術(shù)要求及指標 374
8.3.1 主要技術(shù)要求 374
8.3.2 主要技術(shù)指標 376
8.4 設(shè)計方法 382
8.4.1 收發(fā)體制及頻率窗口選取 382
8.4.2 噪聲系數(shù)及動態(tài)范圍設(shè)計 383
8.4.3 模擬收發(fā)通道設(shè)計 386
8.4.4 一體化數(shù)字收發(fā)電路設(shè)計 388
8.4.5 功耗及效率 392
8.4.6 熱設(shè)計 392
8.4.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計 393
8.4.8 密封防護設(shè)計 394
8.4.9 主要元器件及功能電路模塊 395
8.5 設(shè)計實例 403
第9章 雷達接收機測試技術(shù) 405
9.1 接收機噪聲系數(shù)和靈敏度的測試 406
9.1.1 噪聲系數(shù)的測試 406
9.1.2 靈敏度的測試 409
9.2 接收機鏡像抑制特性的測試 410
9.2.1 頻譜分析儀簡介 410
9.2.2 鏡像抑制特性的測試 411
9.3 接收機通頻帶的測試 412
9.4 接收機動態(tài)和增益的測試 413
9.4.1 動態(tài)測試 413
9.4.2 增益的測試 414
9.5 接收機幅度和相位控制特性的測試 414
9.5.1 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本工作原理 415
9.5.2 接收機幅度控制特性的測試 415
9.5.3 接收機相位控制特性的測試 417
9.6 接收機ADC特性的測試 417
9.7 接收機I/Q正交特性的測試 419
9.8 頻率源功率、頻率及雜散抑制度的測試 420
9.8.1 頻率源功率的測試 420
9.8.2 頻率源頻率的測試 421
9.8.3 頻率源雜散抑制度的測試 421
9.9 頻率源頻率穩(wěn)定度的測試 422
9.9.1 短期頻率穩(wěn)定度的時域測試 422
9.9.2 短期頻率穩(wěn)定度的頻域測試 423
9.9.3 發(fā)射激勵源頻率穩(wěn)定度的測試 424
9.10 波形特性的測試 424
9.11 DAM測試 425
9.11.1 DAM測試需求 425
9.11.2 DAM自動測試系統(tǒng)概述 426
第10章 現(xiàn)代雷達接收機設(shè)計展望 429
10.1 基于先進封裝工藝的接收機技術(shù) 431
10.1.1 基于系統(tǒng)級封裝的射頻前端系統(tǒng) 432
10.1.2 基于晶圓級封裝的收發(fā)前端模組 433
10.1.3 基于有機基板封裝的天線模組 433
10.2 RFSoC 接收機技術(shù) 435
10.2.1 RFSoC簡介 435
10.2.2 RFSoC技術(shù)特點 435
10.2.3 基于RFSoC的數(shù)字接收機設(shè)計 436
10.3 微波光子接收機技術(shù) 437
10.3.1 微波光子接收機的含義與基本結(jié)構(gòu) 437
10.3.2 寬帶光波束形成技術(shù) 438
10.3.3 微波光子數(shù)字化技術(shù) 440
10.3.4 微波光子低相噪頻率源技術(shù) 441
10.4 一體化多功能接收機技術(shù) 442
10.4.1 一體化多功能接收機技術(shù)發(fā)展概述 442
10.4.2 一體化多功能接收機設(shè)計綜述 445
參考文獻 448