雷达发射机1学习.pptx

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1、发射机的任务在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波第1页/共41页工作频率或波段 1GHz以下 微波3、4极管 118GHz 磁控管，行波管，速调 管，返波管等 18GHz以上 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第2页/共41页输出功率 脉冲功率：平均功率：发射机的质量指标第3页/共41页发射机的质量指标总效率信号形式振幅调制：脉冲、连续波载频调制：单载频，频率捷变，线性调频，频率分集，频率编码相位调制：随机相位，稳定相位，相位编码第4页/共41页发射机的质量指标第5页/共41页发射机的质量指标简单脉冲线形调频第6页/共41页发射机的质量指标信号稳定度或

2、频谱纯度周期性不稳：杂散电平：随机性不稳：相位噪声：第7页/共41页发射机的分类单级振荡式发射机：直接产生大功率微波振荡输出（幅、频、相调制一次完成）主振放大式发射机：小功率稳定振荡，小功率调频、相，大功率调幅 第8页/共41页单级振荡式发射机组成定时信号保证周期调制器保证脉宽振荡器提供频率和相位（稳定性、一致性较差）脉冲调制器振荡器定时信号第9页/共41页单级振荡式发射机波形定时信号 调制脉冲射频振荡 第10页/共41页单级振荡式发射机特点优点：简单，低廉，高效缺点：频率不稳，相位随机，不能复杂调制第11页/共41页主振放大式发射机组成基准振荡器保证频率、重频、脉宽，锁相振荡器提供相位（稳定

3、性、一致性很高）放大链：固态+行波管放大链，固态+行波管+速调管(前向波管)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 第12页/共41页主振放大式发射机特点优点：频率稳定、准确，相位稳定，能够复杂调制 缺点：复杂，昂贵，效率较低应用场合频率稳定度要求高发射相位相参捷变频雷达产生复杂波形第13页/共41页微波器件磁控管（美）速调管（日）速调管40MW（中科院2005）磁控管（英）第14页/共41页微波器件行波管（toshiba）真空三极管福雷斯特的真空三极管第15页/共41页真空三极管 G极有正电压时，电子从 K射频输出发出到达C，管子导通CK

4、FG第16页/共41页磁控管 在K A极之间有额定高压电场时，从 K射频输出发出的电子经过谐振腔到达A，形成高频振荡，通过探针，腔内的高频能量耦合输出。腔体尺寸决定振荡频率，高压电场消失时，振荡停止。AKF第17页/共41页行波管 K C间电场决定电子流方向，K G间电场用于电子流聚束，KA间电场用于电子加速，电子流经慢波线进行能量交换。输入输出G ACKF第18页/共41页脉冲调制器的组成充电元件 储能元件 直流电源 调制开关 耦合元件 射频负载 第19页/共41页脉冲调制器组成直流电源：提供充足、稳定的直流能量，满足工作 要求（高压、大电流）充电元件：将直流能量及时传递给储能元件（R,L,

5、D）储能元件：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（C或PFN）调制开关：刚性 在输入脉冲的作用下，脉冲期间导通，间歇期间截止软性 在输入触发的作用下，导通释放能量，放尽后自然截止耦合元件：将高压、大电流脉冲作用到射频负载上第20页/共41页刚性开关脉冲调制器调制阴极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阴极并联式串联式调制阳极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阳极 第21页/共41页并联式阴极脉冲调制器并联式调制阴极脉冲调制器恢复期 V1栅极无脉冲，V1截止，E对C充电工作期 V1栅极有脉冲，V1导通，C对负载放电第22页/共41页脉冲变压耦合阴极脉冲调制器第23页/共41

6、页串联式调制阴极脉冲调制器 串联式阴极脉冲调制器特点：充电电容为内阻，开关浮动在高压上。第24页/共41页调制阳极脉冲调制器特点：分布电容储能，恒流充、放电第25页/共41页调制阳极脉冲调制器工作过程调制阳极脉冲调制器恢复期 V1 V2栅极无脉冲，V1 V2截止，C0负偏压脉冲前沿到来 V1导通，V2截止，E经过V1 对C0恒流充电 脉冲上升时间：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：第26页/共41页调制阳极脉冲调制器波形第27页/共41页软性开关脉冲调制器特点：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PFN等效电容特

7、性阻抗充电电压最大值 2E第28页/共41页软性开关脉冲调制器线路第29页/共41页软性开关脉冲调制器匹配放电 当 匹配放电 负载上的脉冲宽度：脉冲周期：第30页/共41页脉冲调制器的比较刚性开关调制器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，结构比较复杂，效率较低软件开关脉冲调制器效率高，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。第31页/共41页固态发射机YLC-2雷达采用相控阵全固态全相参频率分集脉冲压缩体制 固态发射机由几十个甚至上千个固态发射模块构成。第3

8、2页/共41页固态发射机的发展概况和特点发展MMIC优化设计特点：电压低，寿命长，尺寸小，重量轻，价格低 第33页/共41页固态发射机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。微波单片集成（MMIC）收发模块固态功率放大模块第34页/共41页固态发射机应用相控阵雷达全固态高可靠性雷达连续波体制对空监视雷达第35页/共41页THE END第36页/共41页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。第37页/共41页第38页/共41页第39页/共41页习题 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2-2.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？第40页/共41页感谢您的观看！第41页/共41页