二次雷达又称空中交通管制雷达信标系统，通过地面站与目标应答器之间的查询和应答，实现目标跟踪，接收到的回波包含目标距离和方位信息、气压和高度信息，也可用于识别军用和民用目标。二次雷达采用问答方式工作，查询和响应的射频信号波长不同，消除了地面杂波和气象杂波的干扰，因此响应回波比一次雷达的反射回波强得多。

二次雷达接收系统采用对数幅值单脉冲系统。其关键在于高精度和大动态对数放大器。由于对数放大器是非线性放大器，其输出幅度与对数输入幅度成正比。这样，当输入信号在大范围内变化时，输出信号仅在小范围内变化，从而大大压缩了接收机输出信号的动态范围，因此具有良好的抗饱和特性。它既能使雷达接收机在强信号作用下不饱和，又能减少小目标的损失，并能同时监测强度差异较大的多个目标回波。

1. 接收系统设计

雷达的接收系统由三个对数接收机组成，采用单脉冲幅度比系统。

接收系统对天线发出的具有相同幅相特性的三个通道的、、射频信号进行限幅、低噪声放大和时敏控制，滤除镜像频率和频带外各种杂散频率的干扰信号，然后与局部振动混合。下变频为60 MHz中频信号，经前置放大器放大滤波。经对数放大成视频信号后，将、视频信号对数、对数送入视频处理器进行A/D变换；，如果输出信号是检相的，则发出相位符号数和置信度码，以确定目标偏离天线轴的方向；，中频信号经过脉冲幅度输出接收旁瓣抑制脉冲信号。

接收机采用下变频方式，所述预限幅器防止接收机被大功率信号烧毁；接收信道的增益由RFSTC控制，以扩大接收机的动态范围。根据二次雷达工作时周围的电磁环境对STC曲线进行绑定，对落入接收机波段的强干扰信号进行衰减。射频滤波器可以抑制图像频率，防止图像杂散通过寄生通道落入中频带，抑制带外的干扰信号。整个接收机的带宽由60 MHz的带通滤波器的带宽决定。

2. 切的敏感性

切向灵敏度和接收灵敏度的概念既相同又不同。它们都代表雷达在正常工作时接收最小信号的能力。不同之处在于切向灵敏度专门指脉冲调制信号，该信号在接收机的对数放大器输出的视频信号中。无信号噪声的顶部与有信号噪声的底部处于同一水平(即噪声相切)时的信号功率。2为切向灵敏度测试时示波器观察到的噪声切向状态。在测试切线灵敏度指数时，关键是判断脉冲信号噪声的上下是否正好相切，这与观察判断等主观因素以及接收机带宽和周围环境亮度等因素有关。

切向灵敏度：Si (dBm)=- 114 (dBm) + F (dB) + So/No (dB) + F/1 MHz (dB)，其中，F噪声系数；f为中频带宽；So/No为接收机输出的信号噪声功率。

对于单脉冲二次雷达接收机，当噪声因子小于7db或So/No=2时，灵敏度为-93 dBm，带宽为10 MHz。由上式可知，Si(dBm)=-94 dBm满足灵敏度指标的要求。

3-log放大器

接收系统采用三通道对数接收机。对数放大器是一种动态范围大的非线性放大器，因此具有优异的抗过载特性，在强信号或强干扰下可以不饱和，从而实现正常接收。

对数放大器(50 阻抗匹配)的技术指标如下：工作频率为60mhz;动态范围为60 dB;对数斜率为40 mV/dB;对数精度30mv;当输入信号功率为- 60dbm时，对数起点为100mv10mv;当输入信号功率为0 dBm时，对数端点为2 500 mV100 mV。当输入信号为噪声时，对数零点小于100mv。

由于响应回波信号是一系列连续的窄脉冲(脉冲宽度为0.45s)，二次雷达终端在处理信息时要求输入信号具有足够陡的前端。因此，经过对数放大后，与输入波形相对应的输出波形不会劣化，脉冲的前后边缘也不会劣化。特别是当反向信号输入较大时，只有将脉冲前后沿控制在120ns以内，才能保持响应处理的采样稳定性。

4鉴相处理

4.1相位差的识别

单脉冲二次雷达接收到的和回波信号的相位差反映了目标偏离天线轴的方向。接收和差通道的60 MHz中频信号是鉴相的。鉴相器根据鉴相结果生成相位符号数和置信度码。

用相位符号数来确定响应信号是在天线轴的哪个方向：在天线轴的右侧，信号处于同一相位，在天线轴的左侧，信号相位差180，在天线轴的，信号相位差90;置信码用于表示相位检测结果是否可靠

4.2阶段识别的关键问题

4.2.1相位补偿和校准

在对和差信号进行鉴相前，通过中频移相器进行相位校正，消除，通道本身的相位差，保证鉴相结果真实可靠。在选择中频移相器时，要考虑其移相范围是否能满足通道相位差的标定。

4.2.2噪声阈值的设置

由于接收前端有低噪声放大器、补偿放大器和中间放大器，整个接收通道的增益会给系统带来背景噪声。将背景噪声的幅值设置为阈值，小于该幅值的信号作为噪声处理。

4.2.3动态范围

鉴相器在整个接收机的动态范围内正常工作，特别是考虑到如果和信号的强度差很大，根据设定的系统底噪声，当其中一个信号的幅值低于噪声阈值时，将被视为噪声。相位检测结果：置信水平为0(即相位检测结果不可信)，相位符号在0和1之间翻转。

4.2.4脉冲前后边缘对准

如图3所示，对、通道信号进行脉冲鉴相，不同的相位差对应各自的相位符号状态。当相位符号处于0或1的不同状态时，应将前沿对齐，误差应控制在30ns以内，否则响应处理不能正常采样。

4.2.5脉宽维护

接收到的响应信号脉宽为0.45s，其中上升沿和下降沿分别为0.1s。相位检测后，相位符号的脉冲平顶和置信度应保持在0.25s以上，以保证响应处理的采样稳定性。

5. 接收旁瓣抑制

5.1旁瓣抑制原理

当二次雷达工作时，可以通过天线的旁瓣探测到近距离的飞机。如果没有特殊的副瓣抑制措施，地面接收机会接收到副瓣的响应信息，从而夸大飞机的数量。因此，在接收时，还将旁瓣抑制信道(信道)接收到的回波与信道和信道的回波幅度进行比较：当大于信号幅度时，认为是主瓣接收到的信号；当大于信号幅值时，认为是旁瓣接收到的信号。此时发出副瓣抑制信号，抑制副瓣。

5.2脉冲幅度比法

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5.3脉冲幅度比的关键问题

5.3.1振幅一致性

接收机内三个通道的幅相特性一致，幅差控制在1db以内。在脉冲比幅前，消除了不同接收通道增益差异对信号和信号幅度的影响，保证了比幅结果的真实可靠。

5.3.2动态范围

脉冲比幅值的信号幅度应在整个接收机的动态范围内，特别是当信号与信号强度相差较大，且其中一个信号的幅度接近噪声级或与信噪比比较时，应保持比幅值的结果正确，并将输出接收旁瓣抑制为稳定的0或1脉冲信号。

6结论

接收系统采用三通道对数接收机的单脉冲幅度比系统，设计简单合理，可靠性高，完全满足某型二次雷达研制的技术要求。从现场测试和交付用户的产品可以看出，接收机响应脉冲信号的幅度和相位处理达到了预期的效果。对其它二次雷达接收机的研制具有很好的参考和借鉴作用。