第二章雷達(dá)發(fā)射機(jī)

1、內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：l 發(fā)射機(jī)的任務(wù)l 發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)l 發(fā)射機(jī)的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)l 典型發(fā)射機(jī)為雷達(dá)提供一個(gè)載波受到為雷達(dá)提供一個(gè)載波受到調(diào)制調(diào)制的的大功率大功率射頻射頻信號(hào)，經(jīng)饋線(xiàn)和收發(fā)信號(hào)，經(jīng)饋線(xiàn)和收發(fā)開(kāi)關(guān)由天線(xiàn)輻射出去。開(kāi)關(guān)由天線(xiàn)輻射出去。調(diào)調(diào) 制制: 提高分辨率提高分辨率大功率大功率: 提高作用距離提高作用距離射射 頻頻: 便于無(wú)線(xiàn)輻射便于無(wú)線(xiàn)輻射發(fā)射機(jī)的任務(wù)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。 發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)u工作頻率或波段u輸出功率u總

2、效率u信號(hào)形式u信號(hào)穩(wěn)定度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)物理尺寸物理尺寸發(fā)射功率發(fā)射功率波束寬度波束寬度大氣衰減大氣衰減f功率器件選擇功率器件選擇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(xiàn)輸入端的功率1/422max3min(4)tPGRS 、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。rtrtavfPTPPrT3. 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)的總平均功率省電散熱要求低（體積?。┕收下实蛪勖L(zhǎng)=avspp4. 信號(hào)形式（調(diào)試形式）三種典型

3、雷達(dá)信號(hào)和調(diào)制波形Trtt(a )Tr(b ) 0(c )ttttu 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)的頻譜純度相對(duì)振幅Tr1fsinff01f0f01 20 40 60 80 1000123信號(hào)的第一譜線(xiàn)離 散 型寄生輸出分布型寄生輸出fm / kHz /(dB/Hz)04頻譜純度()10lgdB/Hzm

4、BL fB 帶寬內(nèi)的單邊帶功率信號(hào)功率()10lgdBmL f離散譜單邊帶功率信號(hào)功率離散型寄生譜分布型寄生譜發(fā)射機(jī)的分類(lèi)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)發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)w單級(jí)振蕩式單級(jí)振蕩式 由振蕩器直接產(chǎn)生大功率的射頻震蕩信號(hào)w主振放大式主振放大式 由兩級(jí)構(gòu)成，第一級(jí)產(chǎn)生射頻信號(hào)，再通過(guò)第二級(jí)電路進(jìn)行功率放大單級(jí)振蕩式發(fā)射機(jī)預(yù)調(diào)器調(diào)制器振蕩器電源、控制、保護(hù)電路優(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

5、發(fā)射機(jī)主振放大式發(fā)射機(jī)固 體 微 波源中 間 射 頻 功率 放 大 器輸 出 射 頻 功率 放 大 器脈 沖 調(diào) 制器脈 沖 調(diào) 制器定 時(shí) 器主 控 振 蕩 器射 頻 放 大 鏈至 天 線(xiàn)觸 發(fā) 脈 沖射頻信號(hào)源功率分配器N:1固態(tài)放大器1固態(tài)放大器N固態(tài)放大器2.功率合成器1:N至天線(xiàn)放大鏈?zhǔn)椒糯箨囀街髡穹糯笫桨l(fā)射機(jī)的特點(diǎn)w具有很高的頻率穩(wěn)定度w發(fā)射相位相參信號(hào)，相參發(fā)射機(jī)w適用于頻率捷變雷達(dá)w能產(chǎn)生復(fù)雜的波形固態(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(lèi) 。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，易于制成電子功

6、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)真空電子管發(fā)射機(jī)-行波管基本結(jié)構(gòu)l 電子槍 慢波結(jié)構(gòu)l 收集極 輸入輸出裝置行波管功率放大原理evEvEevv電子束和電場(chǎng)相對(duì)靜止evEvEevv電子束相對(duì)電場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)Eevv電子聚集在加速場(chǎng) evEvEevv電子束相對(duì)電場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)eEvv電子聚集在減速場(chǎng) Eevv射頻信號(hào)被放大的條件: 慢波結(jié)構(gòu)固態(tài)發(fā)射機(jī)-基本組成單元微波晶體管雙極晶體管場(chǎng)效應(yīng)管Bipolar PH3135-

7、90S Pulsed Power Transistor3.1-3.5 GHz, 90 WUF28150J MOSFET Power Transistor100-500 MHz, 150 W晶體管特性固態(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。11: n12 n1n1:11: n2132 n2輸入n2:1P n2A損耗(b)A(a)11: n12 n1n1:11: n2132 n2輸入P n2AA集中合成輸出結(jié)構(gòu)空間合成方式固態(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，成本較低雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類(lèi)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)發(fā)