分析降低雷達接收機中噪聲的幾種方法

唐民 李旭

摘 要 雷達接收機中的噪聲會對設備的靈敏度造成很大的干擾。本文根據對雷達接收機中噪聲的種類等特征，研究降低噪聲的具體方法，分析了噪聲對于雷達接收機的影響，與降低雷達接收機中噪聲的途徑。

關鍵詞 雷達接收機;降低噪聲;方法

前言

雷達接收機是一種對處理回波信號的設備，可以對信號進行變換、放大等操作，從而將接收的微小回波信號提取出來[1-2]。而在雷達接收機接收信號的同時，也會收到一些對設備靈敏度產生負面影響的噪聲，讓信號變得難以辨別，從而導致雷達探測的距離出現錯誤。想要降低雷達接收機中噪聲，需要根據不同的噪聲情況，對雷達接收機中噪聲進行具體的分析，才能使用適合的方法進行降噪工作。

1雷達接收機中噪聲的介紹

雷達接收機中噪聲可以按照來源的不同，分為內部噪聲與外部噪聲。了解噪聲形成的原因與其種類、特點，對降噪與提高雷達接收機靈敏度有很大的幫助[3-4]。經過調查，內部噪聲為接收機內部元件損壞產生的噪聲，常見的元件包括饋線、諧振回路、電阻、晶體管、電子管等。而外部噪聲來源常見的有天氣、電臺、天線熱噪聲、工業干擾、敵方干擾等[5]。兩種不同的噪音來源，造成的損害也不同。如果出現內部元件損壞，那么在使用設備時，無論時間與空間的變化，都會產生干擾雷達接收機的噪聲。而對于外部干擾則會有某些條件限制，例如只在某個頻率范圍出現的噪聲，雷雨天氣中的閃電的干擾等，都是在特定條件才會產生的噪聲干擾。

2降低外部噪聲的方法

2.1 小波分析法

小波分析法是根據對頻域、時域相關特征的局部分析，將穩態信息、非穩態信息、瞬時信息等進行收集的方法，在降低外部噪聲方面效果顯著。其原理是設定疊加原始信號、高斯白噪聲信號、準高斯白噪聲信號，選擇分解層數與小波，再使用對應降噪方法進行小波系數閾值處理，處理小波系數重構信號，最后得到消除噪聲后的信號。降噪方法包括小波閾值法、硬閾值法、軟閾值法三種。

2.2 自適應方法

這是一種利用雷達回波信號不相關性而進行噪聲消除的方法。具體操作是使用自適應濾波器，并按照對應規范進行安裝，達到消除回波信號中噪聲的目的。注意合理調整自適應濾波器的參數，并使用合理的計算方法，在MMSE準則的規定下進行降噪工作。自適應濾波器常用的算法有FS-LMS（分割濾波器算法）、LMS（最小均方算法）、FT-LMC（分數階常算法）、GD-LMS（梯度下降算法）。另外，還可以使用自適應噪聲的抵消系統，再原始的輸入之上，再加上參考的輸入，使用原始輸入相關的噪聲，以抵消原始輸入信號中的噪聲。

3降低內部噪聲

3.1 判斷噪聲的相關指標

對雷達接收機來說，其內部的噪聲系數是判斷內部噪聲對輸出信號的影響的關鍵指標。輸入/輸出端的信噪比是指噪聲功率與輸入/輸出端信號功率的比值，而內部噪聲系數是輸入端與輸出端信噪比的比值。當內部噪聲系數大于1時，表示雷達接收機內部有噪聲產生，并且內部噪聲系數越大，受到的干擾程度就越大。當內部噪聲系數等于1時，表示雷達接收機內部無噪聲產生，輸入端與輸出端信噪比無變化。根據研究，雷達接收機不同單元電路的單元噪聲系數不同，我們需要按照總噪聲系數與各級噪聲系數的實際數值，詳細分析其造成影響的程度，再進行相應的降噪處理。

3.2 降低內部噪聲的器件

降低內部噪聲的方法是對不同降噪器件采用不同的降噪方法，并應用于雷達接收機的實際使用中，從而達到降低出現的內部噪聲的效果。進行降噪需要考慮的器件包括高頻饋源饋線、中頻放大器、高頻放大器、混頻器四種。①高頻饋源饋線。應該選取低損耗、高頻的高頻饋源饋線，并注意適配性與電路的鏈接正常。②中頻放大器。中頻放大器本身常被使用的有主中放、前置中放兩種，建議使用共射擊-共基與共陰-共柵級聯電路，進行降噪處理。③高頻放大器。增加額定的功率，減少高頻放大器的噪聲系數是對其進行降噪關鍵。根據調查，在以GaAs 襯底的單片集成電路中，使用GaAs FETA（微波砷化鎵場效應低噪聲放大器）遷移率晶體管可以降低的噪聲系數和增加的額定功率增益，能夠在倍頻程、多倍頻程帶寬中發揮效果，達到有效降低高頻放大器內部噪聲的目的。④混頻器。推薦使用混頻二極管進行內部降噪。根據研究，使用雙平衡、三平衡、平衡混頻器可以有效蓋上振蕩器產生的噪聲帶來的負面干擾。另外，在采用混頻二極管的基礎上使用鏡頻抑制、鏡頻回放技術，可以增加混頻輸出端信噪比，降低有關頻噪聲的輸出功率，讓混頻器變頻損耗變低，最終產生良好的降噪效果。

4結束語

綜上所述，噪聲會對雷達接收機的正常工作造成很大的影響，而產生噪音的原因也是多方面的，需要根據具體的情況進行噪聲的降噪處理，以確保雷達工作時的準確性。本文根據噪聲種類的不同，從內部與外部兩方面分析有關的降低雷達接收機中噪聲的方法，具體包括有小波分析法、自適應方法、使用不同器件等。這些方法可以有效減少內外部噪聲對于靈敏度的干擾，降低噪聲系數，幫助提升高雷達接收機的性能。

參考文獻

[1] 呂貴洲，梁冠輝，朱賽.雷達接收機脈沖靈敏度測試[J].計算機測量與控制，2019，27（9）：105-108.

[2] 宋燕，李偉.降低雷達接收機中噪聲的幾種方法[J].科技創新導報，2019，16（7）：155，157.

[3] 都佰勝，王旭輝.淺析單脈沖二次雷達接收機的性能指標和混頻器干擾[J].民航學報，2018，2（4）：50-52，38.

[4] 陳永森，顧兵，楊坡.基于等效高斯白噪聲的壓制式干擾樣式評價方法[J].航天電子對抗，2018，34（3）：17-19，55.

[5] 王勇，姜秋喜，畢大平.降低雷達接收機中噪聲的幾種方法[J].雷達與對抗，2004（2）：34-37.