雷达原理第二章
雷达发射机
西安电子科技大学
电子对抗研究所
主要内容
n
n
n
n
n 发射机的任务发射机的性能指标单级振荡式发射机主振放大式发射机脉冲调制器
发射机的质量指标n 工作频率或波段
1GHz 以下微波3、4极管
1~18GHz 磁控管,行波管,速调
管,返波管等
18GHz 以上行波管,回旋管等
预警雷达
搜索雷达
监视雷达火控雷达
发射机的质量指标
发射机的质量指标
简单脉冲
线形调频
微波器件磁控管
(美)磁控管
(英)速调管
(日)速调管40MW (中科院2005
)
微波器件
行波管
(toshiba )
福雷斯特的真空
三极管
真空三极管
发射机的分类
n
n
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
单级振荡式发射机
n
特点
n n
优点:简单,低廉,高效
缺点:频率不稳,相位随机,相位噪声很大,不能进行复杂调制
n
应用场合
非相干信号处理雷达
主振放大式发射机
n
组成
n
n
n n
基准振荡器保证频率、重频、脉宽:恒温或温补晶振,一般L (1KHz )
射频振荡器提供相位(稳定性、一致性很高):晶振倍频/锁相倍频等,一般
d c ≥80dB , L (1KHz )
放大链:激励放大常用固态放大器,末级放大常用行波管,速调管放大器等
固态+行波管放大链,固态+行波管+速调管(前向波管) 放大链等
主振放大式发射机
n 特点
n
n 优点:频率稳定、准确,相位稳定(相位噪声低),能够实现调幅、调频、调相及其组合等复杂调制缺点:复杂,昂贵,效率较低
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n 应用场合n n n
n
固态发射机的发展概况和特点n 特点:
频率高(已达100G H z )工作电压低供电方便(
固态发射机
n 发展
通过电路合成提高组件/
模块的功率(
通过组件模块的空间功率合成(相控阵),提高系
统的发射功率固态功率放大模块
固态发射机应用n
n
n 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
脉冲调制器组成
n
n
n
n 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,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:
n
n 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
n 耦合元件:将高压、大电流脉冲作用到射频负载上
刚性开关脉冲调制器n
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 串联式调制阳极脉冲调制器:调制信号调制射频发射器的阳极
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
脉冲变压耦合阴极脉冲调制器
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。n
调制阳极脉冲调制器
n 特点:分布电容储能,恒流充、放电
软性开关脉冲调制器n 线路
脉冲调制器的比较
n 刚性开关调制器
n
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,结构比较复杂,效率较低
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。n 软件开关脉冲调制器n n
THE END