发射机气象雷达培训.ppt

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1、欢迎！2021/9/271气象雷达收发分机培训 国营第722厂 傅思远 2021/9/272l 概述l 天线装置 l 收发分机l 显控分机l 电源分机l 数据处理与终端显示2021/9/273 CTL713C天气雷达为固定式五厘米波段数字化雷达，主要用于探测 400km范围内的云体、降水、雷暴、冰雹和台风等气象目标，测量其空间位置、强度、速度、谱宽，并识别其性质。本雷达适宜气象、民航、农业、盐业、水电、港务及有关科研等部门使用。该雷达在天气预报，航海、航空、航天气象保障，江河（水库）灾情预报，人工影响天气作业，盐业生产和大气物理科学研究诸方面，具有重要的作用。概述概述l雷达用途雷达用途2021

2、/9/274 概述概述1.雷达探测范围 作用距离 400km 方位范围 360 俯仰范围 -0.5+30（RHI）-1.0+90（手控）测高范围 24km2.定量测量距离范围：150km3.速度测量范围：36m/Sl雷达主要性能雷达主要性能2021/9/275概述概述天线装置天线装置天线罩天线罩稳压电源分机稳压电源分机收发分机收发分机显控分机显控分机终端终端l雷达主要组成雷达主要组成2021/9/276概述概述 l雷达系统组成框图1雷达天线雷达天线伺服系统伺服系统收发开关收发开关接收机接收机发射机发射机稳压电源稳压电源多普勒信号处理器多普勒信号处理器I/0接口卡接口卡工控机工控机远端终端远端终

3、端网线或光纤网线或光纤2021/9/277天线装置天线装置雷达天线方向图雷达天线方向图雷达天线方向图雷达天线方向图 抛物面天线抛物面天线抛物面天线抛物面天线特点：特点：特点：特点：窄波束窄波束窄波束窄波束 低副瓣低副瓣低副瓣低副瓣 高增益高增益高增益高增益 0dB 0dB-10dB-10dB-20dB-20dB()0 0 -3dB -3dB第第第第1 1副瓣电平副瓣电平副瓣电平副瓣电平第第第第2 2副瓣电平副瓣电平副瓣电平副瓣电平波束宽度波束宽度波束宽度波束宽度 0 02021/9/278收发分机收发分机 产生高功率的射频产生高功率的射频 脉冲信号此信号经脉冲信号此信号经 天线收发开关和馈天线

4、收发开关和馈 线系统传输至天线线系统传输至天线 由天线辐射到空间由天线辐射到空间l功用功用2021/9/279收发分机收发分机l组成 控制保护组合 接收组合 磁控管组合 直流非稳压电源组合 调制器组合2021/9/2710收发分机收发分机l控制保护组合2021/9/2711收发分机收发分机l控制保护组合2021/9/2712收发分机收发分机l控制保护组合调压器调压器开关电源开关电源电源滤波器电源滤波器接触组件接触组件电阻电阻2021/9/2713收发分机收发分机l控制保护组合延时继电器延时继电器交流接触器交流接触器保险丝盒保险丝盒继电器继电器可调电阻可调电阻2021/9/2714发射机发射机

5、控制控制 1.开开/关低压关低压 2.开开/关高压关高压 保护保护 1.欠流保护欠流保护 2.高压过载保护高压过载保护 3.风冷保护风冷保护 4.“复原复原”l控制保护组合控制保护组合152021/9/2715收发分机收发分机l接收组合触发脉冲电路触发脉冲电路线性电源线性电源下变频组件下变频组件数字接收机数字接收机2021/9/2716收发分机收发分机 接收机的作用是将天线所接收的射频回波信接收机的作用是将天线所接收的射频回波信号下变频为号下变频为60MHz中频信号，然后，送到数字中中频信号，然后，送到数字中频接收机频接收机A/D采样形成采样形成I/Q信号，信号用光纤传至信号，信号用光纤传至工

6、控机内多普勒信号处理器。工控机内多普勒信号处理器。l接收组合接收组合172021/9/2717收发分机收发分机 1.接收机灵敏度接收机灵敏度 优于优于-110dBm 2.中频中频60MHz 3.中频特性中频特性数字中频数字中频 4.动态范围动态范围85dBl接收组合接收组合182021/9/2718收发分机收发分机 雷达工作时，由天线接收到的射频回波信号，经过机雷达工作时，由天线接收到的射频回波信号，经过机外波导系统进入发射机后，通过大功率四端环流器、放电外波导系统进入发射机后，通过大功率四端环流器、放电管以及机内连接波导送到接收机下变频模块（经限幅、低管以及机内连接波导送到接收机下变频模块（

7、经限幅、低噪声放大、滤波、混频后，得到噪声放大、滤波、混频后，得到60兆赫的中频信号）送到兆赫的中频信号）送到数字中频接收机，经光纤送到多普勒信号处理器。数字中频接收机，经光纤送到多普勒信号处理器。当发射机磁控管工作时，射频脉冲经截止衰减器和可当发射机磁控管工作时，射频脉冲经截止衰减器和可变衰减器衰减后的一小部分能量，通过射频电缆送到下变变衰减器衰减后的一小部分能量，通过射频电缆送到下变频模块，与本振信号混频后得出的频模块，与本振信号混频后得出的60兆赫中频信号送到数兆赫中频信号送到数字中频接收机，数字中频采样该信号后与接收信号进行多字中频接收机，数字中频采样该信号后与接收信号进行多普勒处理。

8、普勒处理。l接收组合接收组合 工作过程工作过程192021/9/2719收发分机收发分机l接收组合接收组合20来自发射机射频输入来自发射机射频输入输输出出I/Q信信号号至至多多普普勒处理器勒处理器定时器电路定时器电路 下变频下变频模块模块数字中频数字中频接收机接收机来自回波信号输入来自回波信号输入接收接收60MHz主波主波60MHz输出至预调器输出至预调器2021/9/2720收发分机收发分机l下变频模块下变频模块21来自发射机射频输入来自发射机射频输入接收接收60MHz 滤波器滤波器混频混频限幅器限幅器功分器功分器混频混频频率源频率源低噪声低噪声放大器放大器限幅器限幅器来自来自回波回波信号信

9、号输入输入主波主波60MHz2021/9/2721收发分机收发分机 下变频组件的功用是将天线所接收到的回波下变频组件的功用是将天线所接收到的回波信号进行射频放大、滤波并经混频变换成中频信信号进行射频放大、滤波并经混频变换成中频信号，以便降低接收机的噪声系数，保证雷达接收号，以便降低接收机的噪声系数，保证雷达接收机具有足够高的灵敏度。机具有足够高的灵敏度。l下变频组件作用下变频组件作用222021/9/2722收发分机收发分机l直流非稳压电源电容电容电感电感变压器变压器硅堆硅堆2021/9/2723收发分机收发分机l调制器组合高压桥式高压桥式整流整流高压变压器高压变压器预调器预调器脉冲变压器脉冲

10、变压器人工线人工线充电电感充电电感充电二极管充电二极管高压继电器高压继电器滤波电容滤波电容灯丝变压器灯丝变压器2021/9/2724收发分机收发分机工作频率工作频率 5400MHz+15MHz脉冲功率脉冲功率250kW脉冲宽度脉冲宽度1s,2s重复频率重复频率360Hz;750Hz:562Hz;750Hz:600Hz;900Hz:600Hz;900Hz:675Hzl主要技术特性主要技术特性2021/9/2725收发分机收发分机 数字中频接收机产生的触发脉冲经定时器电路电平转数字中频接收机产生的触发脉冲经定时器电路电平转换后，送至调制器中闸流管栅极。在此之前，因闸流管不换后，送至调制器中闸流管栅

11、极。在此之前，因闸流管不导通，调制器中人工线由高压电源经充电电感进行直流谐导通，调制器中人工线由高压电源经充电电感进行直流谐振充电。当触发脉冲到来时，闸流管点火而导通，人工线振充电。当触发脉冲到来时，闸流管点火而导通，人工线向负载放电，经调制器中脉冲变压器在磁控管阴极得到宽向负载放电，经调制器中脉冲变压器在磁控管阴极得到宽度为度为1微秒或微秒或2微秒、幅度约为微秒、幅度约为26千伏的负高压矩形脉冲，千伏的负高压矩形脉冲，磁控管在此期间产生高频振荡。其高频振荡脉冲经天线收磁控管在此期间产生高频振荡。其高频振荡脉冲经天线收发开关和馈线系统输送至天线。发开关和馈线系统输送至天线。l工作过程工作过程2

12、021/9/2726收发分机收发分机 予调器器用来产生使闸流管点火所需的触发脉予调器器用来产生使闸流管点火所需的触发脉冲，它由放大器和去反峰电路组成。冲，它由放大器和去反峰电路组成。l予调器予调器闸流管闸流管闸流管波闸流管波形测试口形测试口三极管三极管触发脉冲触发脉冲输入口输入口2021/9/2727收发分机收发分机 调制器的功用是在触发脉冲触发下，产生宽调制器的功用是在触发脉冲触发下，产生宽度为度为1或或2微秒、幅度为微秒、幅度为26千伏的负调制脉冲，用千伏的负调制脉冲，用来控制磁控管振荡器按脉冲方式工作。调制器由来控制磁控管振荡器按脉冲方式工作。调制器由充电电感、充电二极管、人工线、闸流管

13、和脉冲充电电感、充电二极管、人工线、闸流管和脉冲变压器等组成。变压器等组成。l调制器调制器2021/9/2728 磁控管振荡器在调制脉冲的作用下产生超高磁控管振荡器在调制脉冲的作用下产生超高频振荡。它由磁控管频振荡。它由磁控管CKM-9701、脉冲变压器和、脉冲变压器和灯丝变压器等组成灯丝变压器等组成l磁控管振荡器磁控管振荡器收发分机收发分机2021/9/2729收发分机收发分机 a.类型：类型：脉冲磁控管脉冲磁控管 b.频率范围：频率范围：540050MHz c.脉冲功率：脉冲功率：250kW d.阳极脉冲电压：阳极脉冲电压：27kV e.阳极脉冲电流：阳极脉冲电流：2528A f.灯丝电压

14、：灯丝电压：预热预热 101V 工作工作6V1V g.灯丝电流：灯丝电流：5.15.8A h.预热时间：预热时间：5min i.寿命：寿命：1000hl磁控管振荡器主要技术特性磁控管振荡器主要技术特性2021/9/2730收发分机收发分机调节磁控管频率调节磁控管频率同轴磁控管同轴磁控管2021/9/2731收发分机收发分机大功率四端环流器大功率四端环流器 放电管放电管 截止式衰减器截止式衰减器 吸收式衰减器吸收式衰减器 直、弯波导直、弯波导l射频系统射频系统2021/9/273233放电管放电管四端环流器四端环流器2021/9/2733AC 220V触发脉冲触发脉冲+300V直流电源直流电源+300V-800V四端环行器四端环行器 -800V 吸收负载吸收负载主波信号主波信号磁控管磁控管振荡器振荡器可变衰减器可变衰减器至天线至天线放电管放电管 波导同轴转换器波导同轴转换器触发脉冲触发脉冲放放 大大 器器控制控制/保护电路保护电路 高压电源高压电源 调调 制制 器器 接收信号接收信号发射机组成方框图发射机组成方框图2021/9/2734谢谢！谢谢！2021/9/2735