频率测量与频谱分析-搜索式超外差雷达测频系统原理

一、搜索式超外差测频技术

搜索式超外差雷达测频系统的基本组成如下所示。

雷达信号通过接收天线、低噪放进入微波预选器，微波预选器从密集的信号环境中选出一定通带内的雷达信号送入混频器，与本振电压差拍变为中频信号；再经过中放、检波器和视放，送给处理器；最后通过改变本振频率实现频率搜索。在搜索过程中，为了始终保持需要的信号频率fR和本振频率fL差一个中频fi，预选器必须和本振统调。

由于中频频率比射频频率低，可以得到良好的选择性和很高的放大量，因此，它的灵敏度高、选择性好；同时，由于中频信号完整地保存了射频信号的频率和相位信息，幅度失真小，能检测宽脉冲线性调频信号和相位编码信号，且便于实现，所以超外差接收机广泛用于频域测量等场合。

二、频率搜索形式

频率搜索有两种形式：连续搜索和步进搜索。

1、连续搜索

连续搜索中又分为单程搜索和双程搜索（具体示意如下图所示）。图中符号意义如下：|f2-f1|为频率搜索范围；Tf为频率搜索周期；tf为频率搜索时的接收时间，即搜索过一个侦察接收机带宽Δfr所用的时间；f0为信号中心频率，τN为脉冲群持续时间。

(a)单程连续搜索；(b)双程连续搜索

2、步进式搜索

步进式搜索的最简单方式是采用等间隔逐步跳跃，如下图(a)所示。还有一种灵巧式步进搜索，如下图(b)所示，在密集频段，逐步跳跃，在雷达空白频段，大步越过，这样便缩短了搜索周期,提高了搜索概率。宽带预选超外差接收机可以采用这种灵巧式的搜索方式。

(a)等间隔步进；(b)灵巧式步进

三、频率搜索速度的选择

率搜索速度主要分为四种。

1.频率慢速可靠搜索

在每一个瞬时带宽（△ΩRF）带内的驻留时间τ（τ≥Z*PRI，Z为系数）都相同，搜索频率测量范围（ΩRF）范围的时间Tf不大于雷达波束在侦察机方向的照射时间Ts。其中Ts取决与侦察机灵敏度与雷达天线的辐射功率，如果能够侦察到雷达的平均旁瓣辐射，则Ts可以不受天线扫描的时间限制；如果只能侦察到雷达天线主瓣辐射，则Ts为雷达天线扫描在其主瓣波束宽度内的驻留时间。

2.频率快速可靠搜索

频率搜索时间不大于雷达的脉冲宽度，信号存在于测频系统带宽内的时间很短。该方法适合于搜索连续波雷达或通信信号。

3.频率灵巧可靠搜索

这种方式是在频率慢速可靠搜索的基础上，利用搜索过程中发生后的后验信息，合理控制τ。一般设τ略大于雷达的脉冲重复周期PRI，首先令Z=1，如果τ时间内发生了信号检测，则再逐渐增加Z，直到任务完成；如果在一个τ时间内未发现信号，瞬速结束τ，一般缩短搜索时间。

4.频率概率搜索

不满足慢、快、灵巧可靠搜条件时均为频率概率搜索。

编辑：黄飞