《雷达发射机》PPT课件.ppt

《《雷达发射机》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《雷达发射机》PPT课件.ppt（42页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、雷达发射机雷达发射机n雷达原理主要内容n发射机的任务和分类n单级振荡式发射机n主振放大式发射机n发射机的性能指标n脉冲调制器n雷达原理发射机的任务在特定的时间、以特定的频率在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波和相位产生大功率电磁波n雷达原理n工作频率或波段工作频率或波段 1GHz以下以下 微波微波3、4极管极管 118GHz 磁控管，行波管，速调磁控管，行波管，速调 管，返波管等管，返波管等 18GHz以上以上 行波管，回旋管等行波管，回旋管等发射机的质量指标预警雷达搜索雷达火控雷达监视雷达n雷达原理n输出功率输出功率 n脉冲功率：脉冲功率：n平均功率：平均功率：发射机的质量指标n

2、雷达原理发射机的质量指标n总效率总效率n信号形式信号形式n振幅调制：脉冲、连续波振幅调制：脉冲、连续波n载频调制：单载频，频率捷变，线性调载频调制：单载频，频率捷变，线性调频，频率分集，频率编码频，频率分集，频率编码n相位调制：随机相位，稳定相位，相位相位调制：随机相位，稳定相位，相位编码编码n雷达原理发射机的质量指标n雷达原理发射机的质量指标简单脉冲线形调频n雷达原理发射机的质量指标n信号稳定度或频谱纯度信号稳定度或频谱纯度n周期性不稳：周期性不稳：杂散电平：杂散电平：n随机性不稳：随机性不稳：相位噪声：相位噪声：n雷达原理发射机的分类n单级振荡式发射机单级振荡式发射机：直接产生大功率微：直

3、接产生大功率微波振荡输出（幅、频、相调制一次完成）波振荡输出（幅、频、相调制一次完成）n主振放大式发射机主振放大式发射机：小功率稳定振荡，：小功率稳定振荡，小功率调频、相，大功率调幅小功率调频、相，大功率调幅 n雷达原理单级振荡式发射机n组成组成n定时信号保证周期定时信号保证周期n调制器保证脉宽调制器保证脉宽n振荡器提供频率和相位（稳定性、一致性较差）振荡器提供频率和相位（稳定性、一致性较差）脉冲调制器脉冲调制器振荡器振荡器定时信号定时信号n雷达原理单级振荡式发射机n波形波形定时信号 调制脉冲射频振荡 n雷达原理单级振荡式发射机n特点特点n优点：简单，低廉，高效优点：简单，低廉，高效n缺点：频

4、率不稳，相位随机，不能复杂调缺点：频率不稳，相位随机，不能复杂调制制n雷达原理主振放大式发射机n组成组成n基准振荡器保证频率、重频、脉宽，基准振荡器保证频率、重频、脉宽，n锁相振荡器提供相位（稳定性、一致性很高）锁相振荡器提供相位（稳定性、一致性很高）n放大链：固态放大链：固态+行波管放大链，固态行波管放大链，固态+行波管行波管+速速调管调管(前向波管前向波管)放大链等放大链等 锁相振荡器 功率放大器 输出功率放大器 基准振荡器 脉冲调制器 脉冲调制器 分频器 n雷达原理主振放大式发射机n特点特点n优点：频率稳定、准确，相位稳定，能够复优点：频率稳定、准确，相位稳定，能够复杂调制杂调制 n缺点

5、：复杂，昂贵，效率较低缺点：复杂，昂贵，效率较低n应用场合应用场合n频率稳定度要求高频率稳定度要求高n发射相位相参发射相位相参n捷变频雷达捷变频雷达n产生复杂波形产生复杂波形n雷达原理微波器件磁控管磁控管（美）（美）速调管速调管（日）（日）速调管速调管40MW（中科院（中科院2005）磁控管磁控管（英）（英）n雷达原理微波器件行波管行波管（toshiba）真空三极管真空三极管福雷斯特的真空福雷斯特的真空三极管三极管n雷达原理真空三极管真空三极管 G极有正电压时，极有正电压时，电子从电子从 K射频输出射频输出发出到达发出到达C，管子，管子导通导通CKFGn雷达原理磁控管磁控管 在在K A极之间有

6、额定高压极之间有额定高压电场时，电场时，从从 K射频输出射频输出发出的电子经过谐振腔发出的电子经过谐振腔到达到达A，形成高频振荡，形成高频振荡，通过探针，腔内的高频通过探针，腔内的高频能量耦合输出。腔体尺能量耦合输出。腔体尺寸决定振荡频率，高压寸决定振荡频率，高压电场消失时，振荡停止。电场消失时，振荡停止。AKFn雷达原理行波管行波管 K C间电场决定电子间电场决定电子流方向，流方向，K G间电场间电场用于电子流聚束，用于电子流聚束，KA间电场用于电子间电场用于电子加速，电子流经慢加速，电子流经慢波线进行能量交换。波线进行能量交换。输入输出G ACKFn雷达原理脉冲调制器的组成充电元件充电元件

7、 储能元件储能元件 直流电源直流电源 调制开关调制开关 耦合元件耦合元件 射频负载射频负载 n雷达原理脉冲调制器组成n直流电源直流电源：提供充足、稳定的直流能量，满足工作：提供充足、稳定的直流能量，满足工作 要求（高压、大电流）要求（高压、大电流）n充电元件充电元件：将直流能量及时传递给储能元件（：将直流能量及时传递给储能元件（R,L,D）n储能元件储能元件：在开关截止时保存充电能量，在开关导：在开关截止时保存充电能量，在开关导 通时释放保存的能量（通时释放保存的能量（C或或PFN）n调制开关调制开关：n刚性刚性 在输入脉冲的作用下，脉冲期间导通，间歇期间截在输入脉冲的作用下，脉冲期间导通，间

8、歇期间截止止n软性软性 在输入触发的作用下，导通释放能量，放尽后自然在输入触发的作用下，导通释放能量，放尽后自然截止截止n耦合元件耦合元件：将高压、大电流脉冲作用到射频负载上：将高压、大电流脉冲作用到射频负载上n雷达原理刚性开关脉冲调制器n调制阴极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阴极n并联式n串联式n调制阳极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阳极 n雷达原理并联式阴极脉冲调制器n并联式调制阴极脉冲调制器n恢复期 V1栅极无脉冲，V1截止，E对C充电n工作期 V1栅极有脉冲，V1导通，C对负载放电n雷达原理脉冲变压耦合阴极脉冲调制器n雷达原理串联式调制阴极脉冲调制器n 串联式阴极脉冲调制器

9、特点：充电电容为内阻，开关浮动在高压上。n雷达原理调制阳极脉冲调制器n特点：分布电容储能，恒流充、放电n雷达原理调制阳极脉冲调制器工作过程n调制阳极脉冲调制器n恢复期 V1 V2栅极无脉冲，V1 V2截止，C0负偏压n脉冲前沿到来 V1导通，V2截止，E经过V1 对C0恒流充电 脉冲上升时间：n脉冲后沿到来 V1导通截止，V2导通，C0 经过V2 恒流放电 脉冲下升时间：n雷达原理调制阳极脉冲调制器波形n雷达原理软性开关脉冲调制器软性开关脉冲调制器n特点：人工长线PFN储能，当负载匹配时，能够在负载上得到近似的矩形脉冲。人工长线PFNn等效电容n特性阻抗n充电电压最大值 2En雷达原理软性开关

10、脉冲调制器软性开关脉冲调制器n线路n雷达原理软性开关脉冲调制器软性开关脉冲调制器n匹配放电 当 匹配放电 负载上的脉冲宽度：n脉冲周期：n雷达原理脉冲调制器的比较脉冲调制器的比较n刚性开关调制器n对脉冲宽度和重复频率有很大的适应性，并且有良好的输出脉冲波形，n结构比较复杂，效率较低n软件开关脉冲调制器n效率高，结构比较简单，采用截尾技术等可大大增强对负载阻抗的适应能力n脉冲波形不如前者的好，而且由于放电管恢复时间的限制不宜用在脉冲间隔短（小于100微秒）的场合。n雷达原理固态发射机YLC-2雷达雷达n采用相控阵采用相控阵n全固态全固态n全相参全相参n频率分集频率分集n脉冲压缩体制脉冲压缩体制

11、固态发射机由几十个甚至上千个固态发射模块构成。n雷达原理固态发射机的发展概况和特点n发展nMMICn优化设计n特点：电压低，寿命长，尺寸小，重量轻，价格低 n雷达原理固态发射机n固态高功率放大器模块固态高功率放大器模块 改进材料（砷化镓）提高功率容限，依靠功率合成提高输出功率。n微波单片集成微波单片集成（MMIC）收发模块）收发模块固态功率放大模块n雷达原理固态发射机应用n相控阵雷达相控阵雷达n全固态高可靠性雷达全固态高可靠性雷达n连续波体制对空监视雷达连续波体制对空监视雷达n雷达原理THE ENDn雷达原理n某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知E0=120KV，Eg=70V，C0=100pF，充放电电流I=80A，试画出a,b,c三点的电压波形及电容C0的充电电流ic波形与时间关系图。若重频为600Hz，求G1、G2的平均功率和调制脉冲的上升时间、下降时间。n雷达原理n雷达原理n雷达原理习题n 2-1.某雷达发射机峰值功率为800KW，矩形脉冲宽度为3s，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比n2-2.在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？