聊一聊接收机动态范围的相关内容

在查看雷达资料过程中，经常看到许多威廉希尔官方网站 指标的描述，对于新手来说，这些指标往往很难理解，甚至不知为何物。接下来将在一个小系列《雷达指标》中分别进行解释说明。本篇关于接收机动态范围的相关内容。

一、动态范围定义

接收机动态范围定义为：接收机能够接收的最大信号和最小信号的功率比。

它是一个比值，雷达中也用dB值来表示，典型的雷达接收机灵敏度可以达到120dB，这个接收机的指标对于整个雷达系统非常重要，它反映了雷达能够工作的场景，对于处于复杂电磁环境中的雷达而言，这个指标自然是越大越好，但是，过大的灵敏度并不容易实现，同时也昂贵。

一句话：雷达的指标要和使用场景匹配，一味追求高指标是不科学的。

二、动态范围的解读

（一）动态范围的意义

首先说明一下接收机中的信号放大和增益控制。雷达中都会使用对接收信号进行放大系数控制的增益控制威廉希尔官方网站 。来拆解这句话：雷达对于不同距离目标的回波，其信号强度区别很大，远距离的目标回波信号弱，近距离目标的回波信号很强，在雷达接收机接收回波后，需要将这些信号进行放大，在放大的过程中，容易出现失真的问题（关于这个问题可以看之前的文章），所以需要对回波信号进行增益控制（也就是控制不同信号的放大系数），使远距离的小信号正常放大，近距离的大信号少量放大甚至衰减，最终达到所有的回波信号都在一个合理的范围之内，以便后续的信号处理。这些威廉希尔官方网站 包括STC、AGC等。

理解了以上增益控制的问题，那么其中就提到了回波信号的有大有小问题，动态范围越高的雷达，能够处理的回波范围就越大，那么其能够工作的复杂场景就越多，自然雷达性能就更好。如果动态范围较小，那么可能有信号超出了两端的范围：太小的信号收不到，太大的信号在接收机中放大时可能产生了失真，后续的信号处理处理这种失真的信号，会得出完全不同的结论甚至完全无法处理，这种问题就极其严重。

动态范围反映的是雷达接收机在不同场景下能否正常工作的能力，它是实实在在的指标，可以有效反应雷达接收机的性能。

（二）关于两个最小

在基本雷达方程的公式中，有一个最小可检测信号功率的参数。虽然在实际雷达中，这个参数并不直接存在，它是通过转换成信噪比来实现的。

从动态范围的定义可以看出，其有一个下限，也就是最小信号，那么这个“最小信号”怎么定义呢：它在雷达中一般会定义为噪声基底（简称噪底）。

那么，动态范围的“最小信号”和最小可检测信号有什么关系呢？

总结起来说：

1.最小可检测信号是一种理论分析的概念，单独提出这个指标并没有意义，因为它和接收机的噪声有关（而接收机噪声和选用的器件、设计因素等均有关）。涉及雷达检测的问题，都是通过信噪比SNR来进行描述和设计。

2.从某种意义上来说，这个“最小信号”可以认为是最小可检测信号。

（三）大动态的意义

上面说了动态范围比值中的分母——最小值，现在再来说说分子——最大值，也就是接收机收能够正确收到到信号幅度（和功率等价）最大值可以到多少。

动态范围是一个比值，它不单独说最小值和最大值，因为对于不同接收机来说，其最小值是不同的。但是采用动态范围这个比值后，不同的接收机都可以统一到一种类似于归一化的维度下，就可以进行比较了。