《雷达发射机》PPT课件

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1、雷达发射机主要内容发射机的任务和分类单级振荡式发射机主振放大式发射机发射机的性能指标脉冲调制器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，回旋管等发射机的质量指标预警雷达搜索雷达火控雷达监视雷达输出功率脉冲功率：平均功率：发射机的质量指标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，相位编码发射机的质量指标发射机的质量指标简单脉冲线形调频发射机的质量指标

2、信号稳定度或频谱纯度周期性不稳：杂散电平：随机性不稳：相位噪声：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单级振荡式发射机波形定时信号调制脉冲射频振荡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（稳定性、一致性很高）放大链：固态+行波管放大链，固态+

3、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微波器件磁控管（美）速调管（日）速调管40MW（中科院2005）磁控管（英）微波器件行波管（toshiba）真空三极管福雷斯特的真空三极管真空三极管G极有正电压时，电子从K射频输出发出到达C，管子导通CKFG磁控管在KA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

4、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行波管KC间电场决定电子流方向，KG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GACKF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,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

5、截止耦合元件：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。调制阳极脉冲调制器特点：分布电容储能，恒流充、放电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V1V2栅极无脉冲，V1V2截止，C0负偏压脉冲前沿到来V

6、1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：调制阳极脉冲调制器波形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等效电容特性阻抗充电电压最大值2E软性开关脉冲调制器线路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：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

7、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。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。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THEEND某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知E0=120KV