第二章 雷達(dá)發(fā)射機(jī)【借鑒教學(xué)】

1、第二章 雷達(dá)發(fā)射機(jī),1,技術(shù)教育,內(nèi)容提要,發(fā)射機(jī)的任務(wù) 發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo) 發(fā)射機(jī)的種類及結(jié)構(gòu) 典型發(fā)射機(jī),2,技術(shù)教育,為雷達(dá)提供一個(gè)載波受到調(diào)制的大功率射頻信號(hào)，經(jīng)饋線和收發(fā)開關(guān)由天線輻射出去。 調(diào) 制: 提高分辨率 大功率: 提高作用距離 射 頻: 便于無(wú)線輻射,發(fā)射機(jī)的任務(wù),發(fā)射信號(hào)本身不具有目標(biāo)信息，但為雷達(dá)獲取目標(biāo)和環(huán)境信息提供載體。發(fā)射機(jī)一般具有高頻、高壓、大功率的特點(diǎn)，它是雷達(dá)系統(tǒng)中最大、最重和最昂貴的部分,3,技術(shù)教育,發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo),工作頻率或波段 輸出功率 總效率 信號(hào)形式 信號(hào)穩(wěn)定度,4,技術(shù)教育,1. 工作頻率或波段,雷達(dá)的工作頻率或波段是按照雷達(dá)的用途確定

2、的。工作頻率或波段的不同影響對(duì)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì),物理尺寸 發(fā)射功率 波束寬度 大氣衰減,f,功率器件選擇,5,技術(shù)教育,2. 輸出功率,影響,作用距離,抗干擾能力,定義：發(fā)射機(jī)送入天線輸入端的功率,6,技術(shù)教育,峰值功率：脈沖期間射頻振蕩的平均功率 、平均功率：脈沖重復(fù)周期內(nèi)的輸出平均功率,7,技術(shù)教育,3. 總效率,定義：發(fā)射機(jī)輸出總功率和輸入總功率之比,ps為輸入發(fā)射機(jī)的總平均功率,8,技術(shù)教育,4. 信號(hào)形式（調(diào)試形式,9,技術(shù)教育,三種典型雷達(dá)信號(hào)和調(diào)制波形,10,技術(shù)教育,信號(hào)的穩(wěn)定度或頻譜純度,信號(hào)的各項(xiàng)參數(shù)，如信號(hào)的振幅、頻率（或相位）、脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率等隨時(shí)間作不應(yīng)有的變化的

3、大小,信號(hào)參數(shù)的不穩(wěn)定,規(guī)律性：電源濾波不良、機(jī)械震動(dòng)引起,隨機(jī)性：發(fā)射管噪聲、調(diào)制脈沖的起伏引起,11,技術(shù)教育,衡量信號(hào)不穩(wěn)定的指標(biāo),時(shí)域,頻域,信號(hào)某項(xiàng)參數(shù)的方差，如振幅方差、相位方差等,雷達(dá)信號(hào)在應(yīng)有的信號(hào)頻譜之外的寄生輸出,信號(hào)的頻譜純度,12,技術(shù)教育,13,技術(shù)教育,頻譜純度,離散型寄生譜,分布型寄生譜,14,技術(shù)教育,發(fā)射機(jī)的分類,1、按調(diào)制方式： 連續(xù)波發(fā)射機(jī) 脈沖發(fā)射機(jī) 2、按工作波段：短波米波分米波厘米波毫米波 3、按產(chǎn)生信號(hào)方式 ：?jiǎn)渭?jí)振蕩式 主振放大式 4、按功率放大使用器件： 真空管發(fā)射機(jī) 固態(tài)發(fā)射機(jī),15,技術(shù)教育,發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu),單級(jí)振蕩式 由振蕩器直接產(chǎn)生大功率

4、的射頻震蕩信號(hào) 主振放大式 由兩級(jí)構(gòu)成，第一級(jí)產(chǎn)生射頻信號(hào)，再通過第二級(jí)電路進(jìn)行功率放大,16,技術(shù)教育,單級(jí)振蕩式發(fā)射機(jī),優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、輕便 缺點(diǎn)：頻率穩(wěn)定度差，難以形成復(fù)雜波形， 相繼射頻脈沖之間不相參,非相參發(fā)射機(jī),17,技術(shù)教育,主振放大式發(fā)射機(jī),放大鏈?zhǔn)?放大陣式,18,技術(shù)教育,主振放大式發(fā)射機(jī)的特點(diǎn),具有很高的頻率穩(wěn)定度 發(fā)射相位相參信號(hào)，相參發(fā)射機(jī) 適用于頻率捷變雷達(dá) 能產(chǎn)生復(fù)雜的波形,19,技術(shù)教育,固態(tài)電子器件：利用固體內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)原理制成的具有一定功能的電子器件。固體一般可分為絕緣體 、半導(dǎo)體和導(dǎo)體3類 。半導(dǎo)體的電學(xué)性能容易受各種環(huán)境因素如摻雜、光照等的控制，易于制

5、成電子功能器件，因此絕大部分的固態(tài)電子器件是用半導(dǎo)體材料制成的,電子管（真空管）是一種在氣密性封閉容器（一般為玻璃管）中產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，利用電場(chǎng)對(duì)真空中的電子流的作用以獲得信號(hào)放大或振蕩的電子器件,發(fā)射機(jī),真空管發(fā)射機(jī),固態(tài)發(fā)射機(jī),20,技術(shù)教育,真空電子管發(fā)射機(jī)-行波管,基本結(jié)構(gòu),電子槍 慢波結(jié)構(gòu) 收集極 輸入輸出裝置,21,技術(shù)教育,行波管功率放大原理,電子束和電場(chǎng)相對(duì)靜止,22,技術(shù)教育,電子束相對(duì)電場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng),電子聚集在加速場(chǎng),23,技術(shù)教育,電子束相對(duì)電場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng),電子聚集在減速場(chǎng),24,技術(shù)教育,射頻信號(hào)被放大的條件,慢波結(jié)構(gòu),25,技術(shù)教育,26,技術(shù)教育,固態(tài)發(fā)射機(jī)-基本組成單元

6、,微波晶體管,雙極晶體管 場(chǎng)效應(yīng)管,Bipolar PH3135-90S Pulsed Power Transistor 3.1-3.5 GHz, 90 W,UF28150J MOSFET Power Transistor 100-500 MHz, 150 W,27,技術(shù)教育,晶體管特性,28,技術(shù)教育,固態(tài)高功率放大器模塊,應(yīng)用先進(jìn)的集成電路工藝和微波網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將多個(gè)微波大功率晶體管的輸出功率并行組合，制成固態(tài)高功率放大器模塊,29,技術(shù)教育,集中合成輸出結(jié)構(gòu),空間合成方式,30,技術(shù)教育,固態(tài)發(fā)射機(jī)的優(yōu)點(diǎn),與微波電子管發(fā)射機(jī)相比, 固態(tài)發(fā)射機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn): 不需要陰極加熱、壽命長(zhǎng) 具有很高的可靠性 體積小、重量輕 工作頻帶寬、效率高 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)用靈活 維護(hù)方便，成本較低,31,技術(shù)教育,雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類和主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)有哪些？ 機(jī)載多普勒雷達(dá)為什么一定要用主振放大式發(fā)射機(jī)？ 雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用固態(tài)