单脉冲雷达系统是一种定向系统，它有一台专用接收机，用来比较两部或两部以上的天线(或天线馈电系统)的输出，并提供角误差信息。这一误差信息可以直接使用，或者用以使天线对准辐射性或反射性目标。单脉冲接收机向雷达接收机设计入员提出了一项重要而又艰巨的挑战性任务。在单脉冲接收机中所采用的振幅比较法，就是将两部相同的天线以如下的方式固定在一个基座上，即使两个天线辐射图分别对中心线偏移一个相等的角度。这个角度通常等于天线半波东宽度。波动中心线称为瞄准线。

如果目标在瞄准线的某一侧，那么，这一侧的天线所接收到的信号就比另一侧的天线所接收到的强。这两个信号同时馈入接收机后，接收机的输出就是相对信号电平的单调函数，当信号相等时输出为零，其极性则由较强的那一个信号决定。接收机是单脉冲系统的心脏，通常也是最大的系统误差源。在单脉冲接收机基本设计上的疑难问题中，有一些是精度、动态范围和灵敏度问题。接收机可以分为两部分:前端和中频处理器 。

中频单脉冲处理器的作用是把混频器的中频输出转变成有用的视频信号。所需的主要视频信号是单脉冲检波器输出与检测到的E信号输出。检测到的数据输出在检出有无供定时用的信号时是必需的。当然单脉冲接收机的主要任务是得到单脉冲检波器输出。这个输出通过视频处理装置来驱动天线服务系统。

来自射频混频器的中频信号首先进入中频预放器，把幅度放大到单脉冲检波器所需的电平。这些放大器通常具有低噪声系数、中等增益，并且常常直接与混频器组合在一起。但有些应用中预放器使用自动增益控制。

滤波器可以接在中频预放器后面，它起两个作用。第一，通过减少噪声带宽来限制单脉冲检波器的噪声;第二，在很大程度上决定接收机的灵敏度和脉冲瞬态响应。这些滤波器应该完全相同，并且在相位上是匹配的。

单脉冲检波器是接收机的核心。因此，它是最关键和最复杂的。它的工作原理可用单脉冲检波器函数来描述，这个函数表明检波器输出电压与中频输入信号的电压和相位间的关系 。

单脉冲接收机（Single pulse receiver）是指用于单脉冲雷达的接收机。单脉冲雷达通过比较两个(或多于两个天线同时收到的单个脉冲信号，得到“目标”的角度信息。由于单脉冲雷达的定向方法不同，因此有多种形式的单脉冲接收机 。

图1到图3给出了有代表性的3种单脉冲接收机的原理框图。

在图1和图2中，El和E2为两个指向不同、处于同一位置的定位天线接收到的信号，相位相同，“目标”的角度信息包含在 F1、E2的幅度差中。在图3中，E1、F 2为两个指向相同、有一定距离的定向天线收到的信号，幅度相等,“目标”角度信息包含在El，E2之间的相位差中。对于单脉冲接收机，尽管其形式不同，要求各异，但都有如下的共向点：可进行多路接收；对多路之幅度、相位致性和多路之间的相互隔离有严格要求。由于单脉仲测角方式的角度测量精盘高，广泛应用于精密测量雷达和跟踪制导雷达 。

1、精度；

2、灵敏度；

3、对称性；

4、动态范围；

5、中心频率；

6、精度带宽；

7、信息带宽；

8、稳定时间；

9、延时 。

单脉冲检波器输出是一个双极性模拟脉冲,在其前后都有大幅度噪声。为了从这一脉冲得出有用的信息,必须在其稳定时,即在稳定时间之后取样 。

注意事项

对天线接收到的伴有噪声、杂波和干扰的目标回波信号进行预选、放大、滤波和解调处理的雷达设备。雷达接收机按不同组态，可分为单通道接收机、三通道接收机和多通道接收机。单通道接收机，常用于两坐标雷达；三通道接收机，常用于单脉冲跟踪雷达、三坐标雷达和相控阵雷达，由和通道、俯仰差通道及方位差通道构成；多通道接收机，用于采用数字波束形成技术的相控阵雷达、频率分集体制雷达和副瓣对消技术的雷达。按超外差原理，可分为非相参和相参两种。单通道相参超外差式雷达接收机由射频放大和变频、中频放大和滤波、检波（解调）和视频放大等部分组成。到达接收机输入端的回波射频信号先经过抗烧毁保护器，由低噪声放大器进行预选和放大。低噪声放大器电路本身产生很低的热噪声，并预选出信号、过滤接收机输入带宽之外的噪声和干扰。混频器借助于雷达频率综合器输出的本地振荡器信号将载波频率变换成固定的中频频率，接收机视需要可以采用一次混频或二次混频技术。中频放大器含带通滤波器，对中频信号进行放大并对信号进行匹配滤波，最大限度地滤除信号带宽之外的噪声和干扰。检波（解调器）对中频放大器输出的信号解调出包含目标信息的基带信号。对于利用相位信息的相参雷达，接收机通道采用线性放大，解调器常采用正交相位检波器（正交鉴相器）；对于只利用幅度信息的非相参雷达，可采用线性放大或对数放大，由包络检波器为信号检测和显示提供幅度信息。接收机的其他功能部件还有：为抑制强地物回波并保持电路的线性工作状态，对通道的增益进行灵敏度时间控制电路；当输入信号变化时保持接收机输出信号大小恒定的自动增益控制电路，为了电子对抗采取的抗干扰等辅助电路。早期的雷达有自动频率控制电路，增益和相位的手动调整技术。为提高接收机的可靠性和可操作性，很多情况下接收机具有机内自动测试、故障自动检测与显示等辅助设备，完成各种控制、自检测试功能。接收机的主要性能指标包括频带宽度、灵敏度、噪声系数、动态范围等。①工作频带宽度。指接收机的瞬时工作频率范围。它在数值上由接收机各电路组件的幅频响应曲线的乘积来决定。接收机具有适当的工作带宽，可保障回波信号不失真地通过。雷达在一定工作频带内多点跳频工作，其混频器前的电路带宽应与雷达工作频带相适应。②灵敏度。指接收机接收微弱信号的能力。接收机灵敏度越高，雷达的作用距离越远。通常用接收机可检测的最小输入信号功率表示。接收机输出信噪比为1时的输入信号功率称为接收机极限灵敏度。灵敏度主要由接收机内部热噪声决定。③噪声系数。接收机输入端源阻抗处于290K时，接收机输入端的信号噪声功率比与接收机输出端信号噪声功率比的比值，常以分贝表示。噪声系数反映了接收机本身产生的噪声功率对接收机输出端噪声总功率的贡献大小。噪声系数越低，接收机的灵敏度越高。④动态范围。指接收机能够正常工作所允许的输入信号强度的变化范围，常以分贝表示。在接收机内部噪声电平一定的条件下，信号太弱将被噪声淹没而不能检出；信号太强会使接收机饱和失去放大功能。为保证需要的动态范围，对强信号须采取一定的抗饱和防过载措施。此外，接收机恢复时间、抗干扰能力、平均故障间隔时间等也是衡量雷达接收机的性能指标。对于多通道接收机还包括各通道之间的幅度、相位一致性和隔离度等。随着雷达技术和微电子技术的发展，雷达接收机将向着微电子化、数字化和模块化方向发展。雷达接收机把接收到的模拟信号转换为数字信号的转换点，逐步从早期的视频放大和解调后的基带部分提前到接收机中频部分，甚至提前到接收机的射频前端输出。接收机的大部分功能将越来越多地运用数字信号处理技术完成，大大提高雷达接收机的性能、可靠性和灵活性。通道性能一致性好、体积小、重量轻、成本较低的数字接收机，将会推动现代雷达的数字波束形成、波束锐化、先进的时空二维滤波技术的发展，数字化多通道组态接收机将会得到广泛应用和发展。

发布者：中国军事百科全书编审室