雷達原理課件

1、 陰極上接入： 調制脈沖 負向 一萬多伏。磁控管燈絲電壓Uf。 交流或直流電壓 6-12V 陽極接地 目的： 安全減少分布電容。（缺字母23）正常工作條件：除了磁控管本身完好外，還應：燈絲上加電壓(uf) 目的：陰極加熱至一定溫度,表面發(fā)射出電子起振。陰極上加有負向一萬多伏高壓調制脈沖。負載要匹配(磁控管輸出阻抗與負載阻抗相等)。 (3) 磁控管振蕩器工作原理（缺公式，要填23）1). 起振 高頻電磁場的初步形成 燈絲通電加熱陰極 陰極加負極性特高壓 放射電子并誘起腔體內微弱的高頻振蕩。2). 能量補充 等幅高頻脈沖振蕩的形成 直流能量 交流能量靠電子流為媒體 直流電場管內電子受三種場作用 恒

2、定磁場 腔體上交變電磁場 陰極放射的電子流怎樣充當將直流能量轉換成微波振蕩交流能量的媒介作用？i) 電子在正交恒定電磁場中的運動旋轉電子云的形成 電子在恒定電場中受電場力 運動電子在恒磁場中受洛侖茲力 電子在正交恒定電磁場中的運動軌跡擺線。 （缺圖24）B 不同,電子運動軌跡不同: ua一定時： 選擇B略>臨界Bc下工作，則從陰極飛出的電子將掠過陽極表面再返回陰極，大量電子參與這 一運動，便形成旋轉電子云 。ii) 旋轉電子云與高頻場的相應作用動態(tài)能量交換 型、8腔、振蕩后在相互作用區(qū)的能量交換示意圖：(缺字母25)切向向量 a類電子供能，而b類電子耗能高頻場：供能 = 耗能 形成等幅振

3、蕩 法向向量 使電子群聚到最有利交換能量的位置群聚車幅狀電子群旋轉運動，每Ts/2轉過一個腔縫口，即同步條件： ？Vt 有益電子切向平均速度 Ve 車幅狀電子平均移動速度 S 鄰縫間距 Efs可見 Bfs陰極發(fā)射的電子在正交恒定電磁場作用下形成旋轉電子云;電子云與 作用,完成換能;電子與 作用產生群聚;電子既作擺線運動,又介入車輻作旋轉運動.電子流正是靠這種特殊運動完成直流交流能量轉換的媒介作用.(4) 磁控管檢查1)未通電時檢查(拆下磁控管)用萬用表測量 燈絲電阻：正常幾歐姆 陰陽極絕緣電阻：正常>200 兆(M)歐姆2)通電時檢查檢查磁控管電流(Ia)一般在mA級(幾十 mA 左右)

4、Ia是判斷發(fā)射機工作是否正常的重要參數(一般在機上有監(jiān)測表) 各量程在規(guī)定電流值(說明書里規(guī)定)正常。 Ia=0磁控管無振蕩無發(fā)射無回波。 Ia偏大或偏小高壓偏高或偏低?或磁控管已衰老? Ia抖動管內打火(管內有殘余氣體)。用氖燈檢查：用氖燈在收發(fā)機出口處波導口1015cm處。氖燈應亮正常注意： 切勿眼睛直對波導口，以防損傷。 在拆開波導檢測前，應關閉高壓。 波導完全拆開。 試后應立即關閉高壓，以免損壞磁控管(時間不能太長)(5) 磁控管使用注意事項 1)預熱35分鐘，才加高壓(發(fā)射) 頻繁使用雷達時不關電源(在設備狀態(tài)Stand By)保護磁控管陰極。只關高壓。2)注意安全 高壓危險 微波輻

5、射 3)保護磁性 不能敲打離開磁性物體至少大于 10 cm 兩磁控管距離至少大于 20 cm4)防止波導變形、積水、堵塞。5)新管或長期保存(超過6個月)未用管子，應進行老煉。 目的：消除管內殘余氣體，以防管內打火。 方法：先預熱半小時以上，然后逐步提高高壓 簡易方法：實際船上條件限制，長時間預熱(半小時以上)6)發(fā)射機調整1、高壓自動延時電路調整2、磁控管電流Ia調整高壓變壓器初級抽頭7)發(fā)射機狀態(tài)判斷、前已講述( Ia； 氖燈)1.4 脈沖調制器 1) 作用與要求 作用：在預調脈沖作用下，產生一定寬度、足夠電壓的高壓調制脈沖。 要求：波形失真少表現(tr 、tf 、u)小。T特性：周期性脈

6、沖工作比 脈沖孔度比 2) 組成由高壓電源Ea和快速開關K組成產生特高壓矩形調制脈沖方案。 pc<<pt電源利用率很低。 采用水庫式工作，提高電源利用率。（缺字母33）1) 方案之一并聯電路儲能元件與振蕩器并聯，限制器兼作充電限流元件。 K 1充電、儲能 Wc Pc·T K 2放電、放能 W= Pt·若無損耗，則 Wc = W可得 K1：電源以細水長流方式(如同水庫平時儲水)； 以小功率，長時間儲能在儲能元件內；K2；以大功率，短時間放能到負載(磁控管)振蕩器； 以長時間換取大功率，所得增益為S。 2) 方案之二串聯電路儲能元件與振蕩器串聯；限制器還防止K閉合時

7、電源被短路。 3) 分類(按調制開關類型分)脈沖調制器構成主要器件： 儲能元件： 電容、電感、仿真線(由電感、電容構成)； 限制器： 限流電阻、扼流圈； 調制開關:電子管 、閘流管 、磁開關、可控硅剛性開關軟件開關固態(tài)開關船用雷達常用4種脈沖調制器： 脈沖調制器 開關元件 儲能元件 放電方式1)剛性剛性管 電容 部分2)軟性 閘流管 仿真線 完全3)磁性 磁開關(固態(tài)) 電容/仿真線 完全4)可控硅 可控硅(固態(tài)) 電容/仿真線 完全a剛性脈沖調制器 典型電路 G1 真空管 調制管 G2 磁控管 R1限流電阻 C3儲能電容 L 充電電感 Co分布電容 真空管(電子管) 剛性開關特點 Ø

8、; 耐高壓、大電流、壽命短(幾十KV 幾十幾百A)；Ø 導通內阻小(幾十) 放高 ；Ø 通斷利爽，剛性波形好； Ø 需小功率預調脈沖，要求波形好。（缺圖38）工作過程:無 入：一Eg使G1截止，+Ea經R1、L對C3充電至UC3max+Ea 來 ：使ug使G1通，K閉合C3經G1向G2放電，產生 結束：G1又止，C3又由+Ea充電。 峰化電感L及削反峰二極管D作用L與Co構成振蕩電路 t= 放電結束時，L上感應上正、下負電壓加速脈沖后沿(tf)；正向振蕩用D削去。 b.軟性脈沖調制器 典型電路 L充電電感 D隔離二極管 B脈沖變壓器 G2磁控管 C2R3消尖峰元件

9、X由電感、電容接成的仿真線 D1、R2X過壓保護元件；G1閘流管(軟性開關管)閘流管特點 *內部充氫，有電離和消電離時間，開關通斷不利爽，故稱軟性管； *單向控制，零偏壓，正啟動特性 ； *通： 前沿要陡，幅度低，預調器簡單； *斷：Ua降到100150V 時，Ia<I0(導通維持電流)時； *輸出功率P0大，內阻小，效率高。 工作過程概述 無 G1止，在T內，+Ea經L、D、B初級對X充電、儲能。 Uc= Ucomax2Ea后由D隔離保持。 G1通，經G1對B初級等效負載放電，若負載與X特性阻抗匹配，則B 來 初級獲得幅度為Ucomax /2、寬度為的調制脈沖，經B升壓后送到G2。 電路分析要點 (1) X充電 直流諧振充電 C0Lr0+Eaic充電等效電路 L充電電感 L損耗電阻r0充電回路總電阻含D內阻C0X等效總電容 B初級電阻C0 =