雷達(dá)對(duì)抗技術(shù)-第2章-補(bǔ)充2

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1、接收機(jī)非線性分析在雷達(dá)的設(shè)計(jì)研究中，接收機(jī)的非線性是影響整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)性能提高的一個(gè)很重要的因素，對(duì)其進(jìn)行全面的分析和合理的測(cè)試是研究并提高接收機(jī)線性度的一個(gè)重要前提。接收機(jī)或接收機(jī)中各模塊的非線性是指其輸入輸出信號(hào)之間不滿足嚴(yán)格的線性關(guān)系，這是由器件本身的非線性特性造成的。因而，對(duì)于一臺(tái)模擬接收機(jī)或一臺(tái)半數(shù)字化接收機(jī)的模擬部分，由于器件本身的原因，非線性失真是不可能完全消除的，我們只能通過提高接收機(jī)的選擇性或采取一些其它的措施來降低非線性對(duì)雷達(dá)整體性能的影響。在研究如何提高接收機(jī)的線性度之前，我們需要對(duì)其非線性進(jìn)行認(rèn)真的分析并得出合理的測(cè)試方法。1.衡量接收機(jī)線性度的指標(biāo)接收機(jī)的

2、傳輸特性通常用麥克勞林展開式來表示，如果系統(tǒng)是線性的，則展開式中只有線性增益項(xiàng)，否則，展開式中就會(huì)出現(xiàn)輸入信號(hào)的高次項(xiàng)。在研宄接收機(jī)的非線性時(shí)，通常用三階麥克勞林展開式來表示接收機(jī)的傳輸特性，即V/0=狀(，)+a2Vl2(t)+a3V^t)(3-1)之所以用三階麥克勞林展開式來表示接收機(jī)的傳輸特性，是因?yàn)閷?duì)接收機(jī)性能影響最大的帶內(nèi)互調(diào)通常是由展開式中的奇次項(xiàng)非線性失真造成的，而展開式中高于三次項(xiàng)的系數(shù)通常乂很小。若在接收機(jī)輸入端加兩個(gè)等幅單頻信號(hào)(稱為雙音信號(hào))，幅度皆為4,頻率為^^和％，即V^(z)=Acos6y,z+Acos69/(3-2)則在接收機(jī)輸出端，線性輸出分量為

3、^,(2400869/+ACOS692Z)(3-3)二次項(xiàng)分量為：a2A2[l+cos2邸;cos26V+cos(69,-⑺2)t+COS(69,+co2)t](3-4)三次項(xiàng)分量為:3aA3——[cos（266j+6y,）/+cos（2叫—69,）/]H——[cos（6>j+2以）Z+COS（6>j_2以）^

4、+2^_（cos即+cos以，）+^2^.（cos3ajZ+COS36^Z）上式中包含了下面我們要重點(diǎn)分析的三階互調(diào)分量，共有兩項(xiàng)：3仏43（3-5）[COS（2叫-692）Z+COS（69,-2a）2）t]（3-6）我們用圖1來表示接收機(jī)輸出端各分量之間的相互關(guān)系。從圖

5、中可以看出，由于接收機(jī)存在非線性，當(dāng)雙音信號(hào)加到接收機(jī)輸入端時(shí)，在系統(tǒng)的輸出端，除了包含有用信息的線性分量外，還奮其二次諧波和三次諧波，以及二階互調(diào)（/M2）和三階互調(diào)（M/3）分量。在雷達(dá)系統(tǒng)中，如果這些諧波及互調(diào)分量落到接收機(jī)的通帶之內(nèi)，它們產(chǎn)生的虛假信號(hào)將給信號(hào)檢測(cè)和識(shí)別以及頻率監(jiān)測(cè)和選擇帶來很大困難。而在實(shí)際的接收系統(tǒng)中，由于非線性所產(chǎn)生的諧波及二階互調(diào)分量通常不會(huì)落到通帶內(nèi)，經(jīng)過后面的濾波器將得到很人程度的抑制,因此我們所關(guān)注的只是三階互調(diào)分量。作為對(duì)接收機(jī)性能影響最大的三階互調(diào)，它木身就可以作為衡量接收機(jī)線性度的一個(gè)指標(biāo)。由式（3-6）可以看出，在輸入信號(hào)電平一定的情

6、況下，三階互調(diào)分量越小，接收機(jī)的線性度越高，因此我們可以用接收機(jī)輸出端三階互調(diào)分量的大小來衡量其線性度。然而，從此式屮我們還可以看出，三階互調(diào)分量除了與接收機(jī)的線性度有關(guān)外，還與輸入信號(hào)電平有關(guān)，因此單獨(dú)給出一個(gè)三階frf.2frIf,f22frf,2

7、階互調(diào)分量電平相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)功率（或幅度）稱為輸入三階截點(diǎn)（//P3）,其線性輸出(這時(shí)與三階互調(diào)分量幅度相等)便是輸出三階截點(diǎn)(/P3)。由其定義可以看出，三階截點(diǎn)這一指標(biāo)由接收機(jī)的線性度唯一確定，與其它因素?zé)o關(guān)。因此，現(xiàn)在很多研究人員更趨向于用三階截點(diǎn)來衡量接收機(jī)的線性度。2.三階截點(diǎn)與三階互調(diào)的關(guān)系作為衡量接收機(jī)線性度的兩個(gè)重要指標(biāo)，三階截點(diǎn)與三階互調(diào)之間存在一定的約束關(guān)系。通過式(3-3)和式(3-6)可以看出，由屮引起的三階互調(diào)失真有兩項(xiàng)，其幅度相等，線性輸出也有兩項(xiàng)，其幅度也相等，我們各研宂其屮的一項(xiàng)。根據(jù)三階截點(diǎn)的定義，若使三階互調(diào)分量的幅度與線性分量的幅

8、度相等，即(3-7)則此時(shí)的輸入信號(hào)電平(或功率)便是輸入三階截點(diǎn)了。但在實(shí)際測(cè)量吋，接收機(jī)在輸入信號(hào)達(dá)到三階截點(diǎn)電平前往往就己經(jīng)飽和了。因此，我們沒法按三階截點(diǎn)的定義方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。一種可行的方法是從三階截點(diǎn)與三階互調(diào)的關(guān)系出發(fā)，通過三階互調(diào)和輸入信號(hào)的功率來計(jì)算三階截點(diǎn)。圖2繪出了線性輸出、三階互調(diào)輸出與輸入信號(hào)之間的關(guān)系。由式(3-3)、式(3-6)及圖3-2可以看出，當(dāng)用對(duì)數(shù)單位表示時(shí)，每當(dāng)輸入信號(hào)增加ldB，線性輸出分量便增加ldB,而三階互調(diào)分量則增加3dB。我們分