雷达基本组成

上一篇文章讲述了雷达的一些基本内容，这里我们接着说一下，一个雷达系统的组成部分。
图示是一个雷达系统的基本框架图：

发射机，图中为功率放大器，为雷达执行的特定任务产生合适的波形。它的平均功率可能小到毫瓦也可以大到兆瓦(平均功率比峰值功率能更好地表明雷达的性能指标)。多数雷达使用短脉冲波形，以便一部天线可在时间分享的基础上用来发射和接收。
双工器的功能允许使用单个天线在发射机工作时保护敏感的接收机不被烧坏并且引导接收的回波信号到接收机而不是发射机。
天线是把发射能量辐射到空间然后在接收时收集回波能量的设备。天线几乎总是定向的，把能量辐射到窄波束中，以此聚集功率的同时可以判定目标的方向。一个发射时产生窄定向波束的天线，在接收时通常具有大的面积，以便从目标收集微弱的回波信号。天线不仅在发射时聚集能量和在接收时收集回波能量，而且还可以作为一个空间滤波器，提供角分辨率和其他能力。
接收机将接收到的微弱信号放大到可检测其存在的电平。因为噪声时雷达做出可靠检测判决并提取目标信息的最终制约，要注意保证接收机自身产生很低的内部噪声。大部分雷达工作在微波频段，影响雷达性能的噪声通常来自接收机的第一级，在图中为低噪声放大器。许多雷达应用中对检测的限制是不需要的环境回波(称为杂波)，这时接收机要有足够大的动态范围，以避免杂波使接收机饱和，从而严重影响到需要的动目标的检测。接收机的动态范围，通常用分贝表示，定义为接收机能以某些规定性能工作的最大和最小输入功率的电平比。最大信号电平可由能允许的接收机相应非线性效应设定，而最小信号电平则可能为最小可检测信号。信号处理器，通常位于接收机的中频部分，可描述为接收机从不需要的会降低检测性能的信号中分离出需要信号的部分。信号处理包括使输出信噪比最大的匹配滤波器，也包括当杂波比噪声大时使移动目标信杂比最大的多普勒处理多普勒处理能分离不同的动目标或从杂波中分离出动目标。检测判决在接收机输出端做出，当接收机输出超过预定的门限时就宣告存在目标。如果门限设置过低，接收机噪声会造成过多的虚警。如果门限设置过高，可能检测到的目标会漏掉。决定判决门限电平的准则是如此设定门限，使其产生可接受的预定的由接收机的噪声产生的平均虚警率。
在检测判决做出后，就可以确定目标的轨迹，即在一段时间上测得的目标位置的轨迹。这是数据处理的一个例子。处理过的目标检测信息或轨迹可显示给操作者；或用来自动引导导弹到目标；或雷达输出可以经过进一步处理以提供目标性质的其他信息。雷达控制器保证雷达不同部分协同工作，例如它给雷达的不同部分，按需要提供定时信号。
雷达工程师有可能提供良好多普勒处理的时间、提供良好的距离分辨率的带宽、提供大天线的空间及提供远距离性能和精确测量的能量等资源影响雷达性能的外部因素包括目标特性，可能通过天线进入的外界噪声，来自大地、海洋、鸟群或降雨等无用的杂波回波，来自其他电磁辐射的干扰；地球表面和大气造成的传播效应。这里体积这些因素是为了强调它们在雷达的设计和应用中非常重要。
注：文章摘选自《雷达手册》第三册