第三节 雷达发射机课件.pptVIP

第三节 雷达发射机 一、组成及各部分作用 雷达发射机由脉冲调制器(一般包括预调制器和调制器)、磁控管振荡器及发射机电源等 部分组成，如图1—2—3所示。 1．预调制器 在触发脉冲控制下，预调制器产生一个具有一定宽度、一定幅度的正极性矩形脉冲(预调制脉冲)去控制调制器的工作。对预调制脉冲的波形和幅度的要求，视所用调制器的类型而定。在刚性调制器中，预调制脉冲的宽度和波形决定着发射脉冲的宽度和波形，因此对预调制器有着较严格的要求，而且，雷达脉冲宽度的转换在这一级进行。 2．调制器 调制器的作用: 是在预调制脉冲或触发脉冲的作用下产生一个具有一定宽度、一定幅度(约1万伏特)的负极性高压矩形脉冲(调制脉冲)加给磁控管的阴极。 3．磁控管振荡器 磁控管振荡器是一种被调制大功率超高频振荡器，它在调制脉冲的控制下产生宽度与调制脉冲相同的大功率超高频振荡脉冲(射频脉冲)经波导送天线向外辐射。触发脉冲及发射机各级波形的时间关系如图l一2—4所示。 4．发射机电源 发射机电源提供发射机所需的各种交直流电源及调制器、磁控管工作所需的特高压电源。分别设有保险丝及指示灯。保险丝及指示灯一般都装在明显易见又便于拆装的地方。 低压电源与接收机电源装在一起，产生除特高压以外的其他所需的各种交直流电源。由变压器及各整流滤波电路组成。 高压电源部件一般与调制器、磁控管振荡器一起装在一个标有醒目“高压危险”(DANGER!HIGH VOLTAGE)字样的屏蔽盒(罩)内，以引起使用维护人员的注意。高压电源的输入电路中一般都有几个继电器控制触点。 中频电源经过收发机总保险丝、高压保险丝、雷达高压(发射1)开关控制的触点、高压自动延时电路控制的触点及门开关控制的触点才能送到高压变压器的初级绕组，以实现对人及对雷达设备的安全保护。 高压自动延时电路的作用是为了保证磁控管有足够的(3 min～5 min)的预热时间。 二、发射机主要技术指标 1．工作波长λ 发射机的工作波长就是磁控管振荡器产生的超高频脉冲波的波长。船用雷达的工作波长允许的范围是： S波段 15 cm～7.5 cm X波段3.75 cm～2.4 cm 目前船用雷达使用的频率范围为： S波段2 900 MHz～3 100 MHz X波段 9 300 MHz～9 500 MHz 2．脉冲宽度 脉冲宽度就是射频脉冲振荡持续的时间，一般用τ表示。在船用雷达中常用μs(微秒)为单位。船用雷达中，考虑了各种要求，τ一般选在0.05 μs～2μs之内。 3．发射功率 发射功率可分为峰值功率(Peak Power)Pk和平均功率(Average Power)Pm。 峰值功率是指在脉冲期间的射频振荡的平均功率，一般较大，船用雷达的峰值功率在3 kW～75 kW之内。 平均功率是指在脉冲重复周期内输出功率的平均值，因此，数值很小。它们之间的关系为： 4．脉冲波形 这里指的是发射脉冲的波形，即发射脉冲的包络形状。 波形越接近矩形越好。在相同的脉冲宽度下，越接近矩形，能量越大，作用距离越远； 前后沿越陡，测距精度和距离分辨力越高； 矩形脉冲顶部越平坦，脉冲持续期中的发射功率和频率越稳定。 5．发射脉冲频谱 发射脉冲频谱就是组成射频脉冲信号的所有频率成分的能量分布。矩形射频脉冲的理想频谱如图1—2—5所示。由图可见：大部分发射能量集中在f。±1／ τ 的频带内。为保持原来的脉冲波形，接收机通频带宽度至少不能小于2／τ 。对发射脉冲频谱通常要求谱线稳定、对称；旁瓣的最大值不大于主瓣最大值的25％。 三、磁控管振荡器 1．磁控管的结构 磁控管振荡器中的磁控管由灯丝、阴极、阳极、永久磁铁和输出耦合装置等组成。磁控管外形如图1—2—6所示，内部结构如图1—2—7所示。 磁控管阴极为圆柱形旁热式的氧化物阴极，它位于磁控管中央。阴极表面具有很强的发射能力。阴极圆筒里面装有灯丝，以加热阴极。灯丝电压一般为6．3 V，也有用12 V的。交直流均有使用。灯丝一端与阴极相连，两根引线穿过高压绝缘罩接入负向高压调制脉冲和灯丝电压。 阳极是．一块厚约1 cm的圆形大铜环。圆孔中央放着阴极，阴极和阳极块同心。阴极和阳 极之间的空间称为作用空间。阳极块圆环四周沿其轴线方向开有偶数个(一般为8个～14个) 圆孔(谐振腔)。 腔体(圆孔及缝隙)的尺寸大小基本决定了磁控管的振荡频率。工作时阳极块会发热，为了便于散热，阳极块外面往往装有散热片。 另外，为了安全及便于高压与机壳间绝缘。磁控管的阳极接地(接机壳)．而把负极性调制脉冲接到阴极上。 永久磁铁用来产生控制电子运动的恒定磁场，磁力线与阴极轴线平行。磁场要有一定的强度和均匀性。波长越短，所