[科普中国]-单脉冲接收机

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。

简介单脉冲接收机（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1。

单脉冲接收机的原理图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。

组成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1。

中频处理器综述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1。

单脉冲检波器的特点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2。

信号处理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3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所