雷达发射机课件.ppt

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1、第二章雷达发射机内容提要：任务和基本组成发射机的主要质量指标单级振荡式和主振放大式发射机固态发射机为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。发射机的任务高频、高压、大功率。雷达系统中最大、最重和最昂贵的部分。发射机的特点：发射机的分类与组成按调制方式：连续波发射机、脉冲发射机；按工作波段：短波、米波、分米波、厘米波、毫米波；按功率放大使用器件：真空管发射机、固态发射机；按产生信号方式：单级振荡式、主振放大式；发射机的分类与组成①单级振荡式①定时器：提供以Tr为间隔的脉

2、冲触发信号。②脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。③大功率射频振荡器：产生大功率射频信号。优点：简单、廉价、高效；缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干；②主振放大式发射机的分类与组成①定时器：给脉冲调制器提供不同时间、不同宽度的触发脉冲信号。②固体微波源：是高稳定度的连续波振荡器。③中间放大器：在微波源脉冲到达后很短时间内处于放大状态，在微波脉冲结束后退出放大状态，受脉冲调制器控制。④输出功率放大器：产生大功率的脉冲射频信号，受脉冲调制器控制。优点：复杂波形，稳定度高

3、，相干处理缺点：系统复杂、昂贵发射机的主要质量指标工作频率或波段输出功率总效率信号形式信号稳定度工作频率或波段雷达的工作频率或波段是按照雷达的用途确定的。工作频率或波段的不同影响对发射机的设计。发射管选择1000MHz以下：微波三、四极管；1000MHz以上：多腔磁控管、大功率速调管、行波管以及前向波管等；发射功率↓物理尺寸↓或波束宽度↓大气衰减↑f↑微波发射管功率与带宽能力现状O型管M型管O型管输出功率定义：发射机送入天线输入端的功率1.占空比(Dutycycle)：脉冲宽度与脉冲重复周期的比。2.

4、峰值功率(Peakpower)：脉冲期间射频振荡的平均功率。3.平均功率(Averagepower)：脉冲重复周期内的输出平均功率。作用距离抗干扰能力某一机载脉冲雷达的峰值功率Pt=10KW，采用两种PRF:10KHz和30KHz。若要求两种PRF工作方式下的平均功率都为1500W，则脉冲宽度分别取值为多少，并计算脉冲能量。总效率定义：发射机输出总功率和输入总功率之比。信号形式（调制形式）常用信号形式波形设计是一个重要的研究领域三种典型雷达信号和调制波形信号的稳定度或频谱纯度信号的各项参数，如信号的振

5、幅、频率(或相位)、脉冲宽度、脉冲重复频率等是否随时间作不应有的变化。定义：信号不稳定对动目标显示雷达、脉冲压缩雷达、脉冲多普勒雷达的影响……随机性：发射管噪声、调制脉冲的随机起伏引起信号参数的不稳定规律性：电源滤波不良、机械震动引起衡量信号不稳定的指标时域频域信号某项参数的方差，如振幅方差、相位方差等。雷达信号在应有的信号频谱之外的寄生输出。信号的频谱纯度信号的规律性不稳定信号的随机性不稳定频谱纯度的计算离散型寄生谱分布型寄生谱理想发射机提供大功率产生任意波形提供稳定信号提供需要的信号带宽并且带宽可

6、调高效率高可靠性尺寸和重量适中经济Compromiseisnecessary!单级振荡式发射机优点：简单、经济、轻便缺点：频率稳定度差，难以形成复杂波形，相继射频脉冲之间不相参非相参发射机主振放大式发射机主振放大式发射机的特点具有很高的频率稳定度发射相位相参信号，相参发射机适用于频率捷变雷达能够产生复杂波形相参雷达：相继两个发射脉冲信号的相位连续；2.前一个脉冲结束时的等相波前和下一个脉冲开始时的等相波前之间相距整数倍波长；3.能够准确的测量接收信号相位；相参有关概念采用频率合成技术的主振放大式发射机

7、全相参系统雷达系统的发射信号、本振电压、相参振荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供。固态发射机固态电子器件：利用固体内部电子运动原理制成的具有一定功能的电子器件。固体一般可分为绝缘体、半导体和导体。绝大部分的固态电子器件用半导体材料制成。发射机真空管发射机固态发射机电子管(真空管)是一种在气密性封闭容器（一般为玻璃管）中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。固态发射机的优点与微波电子管发射机相比,固态发射机具有如下优点:不需要阴极加热、寿命长具有很高的可靠

8、性体积小、重量轻工作频带宽、效率高系统设计和运用灵活维护方便，成本较低表2.4应用于雷达系统中的各种固态发射机的特性固态发射机的基本组成单元晶体管特性大功率微波晶体管硅双极晶体管(S波段以下)砷化镓场效应管(S波段以上)BipolarPH3135-90SPulsedPowerTransistor3.1-3.5GHz,90WUF28150JMOSFETPowerTransistor100-500MHz,150W固态高功率放大器模块应用先进的集成电路工艺和微