第5章雷达作用距离 故噪声系数F亦可写成 (S/N)输入信噪比 (S/N),输出端信噪比 (52.1) 将上式整理后得到输入信号功率S的表示式为 S S S=FN =kToB, En (522) N N 根据雷达检测目标质量的要求,可确定所需要的最小输出信噪比 (S/N)mn,这时就得到最小可检测信号Smn为 S=kTB F Imin (52.3) N omin
第 5 章 雷达作用距离 故噪声系数Fn亦可写成 输出端信噪比 输入信噪比 = = o i n S N S N F ( / ) ( / ) (5.2.1) 将上式整理后得到输入信号功率Si的表示式为 o n n o i n i N S k T B F N S S F N = = 0 (5.2.2) 根据雷达检测目标质量的要求,可确定所需要的最小输出信噪比 (S / N) omin , 这时就得到最小可检测信号Si min为 min imin 0 o n n N S S k T B F = (5.2.3)
第5章雷达作用距离 对常用雷达波形来说,信号功率是一个容易理解和测量的参 数,但现代雷达多采用复杂的信号波形,波形所包含的信号能量 往往是接收信号可检测性的一个更合适的度量。例如匹配滤波 器输出端的最大信噪功率比等于E/N,其中E为接收信号的能量, N为接收机均匀噪声谱的功率谱密度,在这里以接收信号能量E, 来表示信号噪声功率比值。从一个简单的矩形脉冲波形来看,若 其宽度为τ、信号功率为S,则接收信号能量E=Sτ,噪声功率N和噪 声功率谱密度N之间的关系为N=NBn。Bn为接收机噪声带宽,一 般情况下可认为Bn≈1/r。这样可得到信号噪声功率比的表达式如 下 ss ST E N NoB, No N (524
第 5 章 雷达作用距离 对常用雷达波形来说, 信号功率是一个容易理解和测量的参 数, 但现代雷达多采用复杂的信号波形, 波形所包含的信号能量 往往是接收信号可检测性的一个更合适的度量。例如匹配滤波 器输出端的最大信噪功率比等于Er /No ,其中Er为接收信号的能量, No为接收机均匀噪声谱的功率谱密度, 在这里以接收信号能量Er 来表示信号噪声功率比值。 从一个简单的矩形脉冲波形来看, 若 其宽度为τ、信号功率为S, 则接收信号能量Er =Sτ; 噪声功率N和噪 声功率谱密度No之间的关系为N=NoBn。Bn为接收机噪声带宽,一 般情况下可认为Bn ≈1/τ。这样可得到信号噪声功率比的表达式如 下: 0 0 N0 E N S N B S N S r n = = = (5.2.4)
第5章雷达作用距离 因此检测信号所需的最小输出信噪比为 E N omin 0 omin 在早期雷达中,通常都用各类显示器来观察和检测目标信号,所以 称所需的(SNmm为识别系数或可见度因子M。多数现代雷达则 采用建立在统计检测理论基础上的统计判决方法来实现信号检测, 在这种情况下,检测目标信号所需的最小输出信噪比称之为检测 因子( Detectability Factor)D较合适,即 S (52.5) 0/omin N omin
第 5 章 雷达作用距离 因此检测信号所需的最小输出信噪比为 min 0 omin = N E N S r o 在早期雷达中, 通常都用各类显示器来观察和检测目标信号, 所以 称所需的(S/N)o min为识别系数或可见度因子M。多数现代雷达则 采用建立在统计检测理论基础上的统计判决方法来实现信号检测, 在这种情况下, 检测目标信号所需的最小输出信噪比称之为检测 因子(Detectability Factor)Do较合适, 即 0 min omin 0 = = N S N E D o r (5.2.5)
第5章雷达作用距离 D是在接收机匹配滤波器输出端(检波器输入端)测量的狺 号噪声功率比值,如图52所示。检测因子D就是满足所需检测 性能(以检测概率P和虚警概率P表征)时,在检波器输入端单个 脉冲所需要达到的最小信号噪声功率比值 将(523)式代入(5.18)式,(519)式即可获得用(SM。mn表示 的距离方程, 1/4 Pg 2o PoA maX (4 KTBELS 4I2kTBF N n n N omin omin (526)
第 5 章 雷达作用距离 Do是在接收机匹配滤波器输出端(检波器输入端)测量的信 号噪声功率比值, 如图5.2所示。检测因子Do就是满足所需检测 性能(以检测概率Pd和虚警概率Pfa表征)时, 在检波器输入端单个 脉冲所需要达到的最小信号噪声功率比值。 将(5.2.3)式代入(5.1.8)式, (5.1.9)式即可获得用(S/N)o min表示 的距离方程, 1/ 4 omin 0 2 2 1/ 4 omin 0 3 2 2 max (4 ) 4 == = N S k T B F P A N S k T B F PG R n n t r n n t (5.2.6)
第5章雷达作用距离 当用(5,24)式的方式,用信号能量 t 代替脉冲功率Pυ。用检测因子D。=(S^。m替换雷达距离方程 (526)式时,即可得到 用检测因子D表示的雷达方程为 l1/4 1/4 E,Ao PIGG.o2 (4I)kTFDOCRL (4I'kTFDOCRL (527) 上式中增加了带宽校正因子CB≥1,它表示接收机带宽失配所带来 的信噪比损失,匹配时CB=1。L表示雷达各部分损耗引入的损失系 数
第 5 章 雷达作用距离 当用(5.2.4)式的方式, 用信号能量 = = 0 E P Pdt t t t 代替脉冲功率Pt , 用检测因子Do = (S/N)o min替换雷达距离方程 (5.2.6)式时, 即可得到。 用检测因子Do表示的雷达方程为 1/ 4 0 0 3 2 1/ 4 0 0 max 2 (4 ) (4 ) == = k T F D C L P G G k T F D C L E G A R n B t t r n B t t r (5.2.7) 上式中增加了带宽校正因子CB≥1, 它表示接收机带宽失配所带来 的信噪比损失, 匹配时CB =1。L表示雷达各部分损耗引入的损失系 数