文档介绍：第2章雷达发射机
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雷达发射机的任务和基本组成
雷达是利用物体反射电磁波的特性来发现目标并确定目标的距离、方位、高度和速度等参数的。因此, 雷达工作时要求发射一种特定的大功率无线电信号。 高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
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高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
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表 微波三、四极管的主要电性能
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选用什么微波管组成放大链要按实际情况具体考虑, 不存在对于一切场合都是最佳的放大链。
在1000 MHz以下选用微波三、四极管组成的放大链
优点：体积小、重量轻、工作电压低、 相位稳定性和相位特性线性度好、成本低和对负载失配容限大。
缺点：单级增益较低, 频带也不易做得宽
多用于地面远程雷达和相控阵雷达中。
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在1000 MHz以上放大链通常有行波管-行波管、 行波管-速调管和行波管-前向波管等几种组成方式:
1) 行波管-行波管式放大链
优点：频带宽、增益高、结构较为简单。
缺点: 输出功率往往不大, 效率也不是很高.
常应用于机载雷达及要求轻便的雷达系统中。
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2) 行波管-速调管放大链 它的特点是可以提供较大的功率, 在增益和效率方面的性能也比较好, 但是它的频带较窄, 速调管本身以及要求的附属设备(如聚焦磁场及冷却和防护设备等), 使放大链较为笨重, 所以这种放大链多用于地面雷达。
3) 行波管-前向波管放大链 这是一种比较好的折衷方案。 行波管虽然效率低, 用在前级对整个放大链影响较小, 但可以发挥其高增益的优点。由于行波管提供了足够的增益, 使得后级可以采用增益较低的前向波管, 而前向波管的高效率特点提高了整个放大链的效率, 彼此取长补短。 这种放大链频带较宽, 体积重量相对不大, 因而在地面的机动雷达、相控阵雷达(末级通常采用多管输出)以及某些空载雷达中应用日趋增多。
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射频放大链应用举例
某精密跟踪雷达用的发射机, 工作在C波段, MW, 1 dB带宽为1 %, (~, ~), 脉冲重复频率可在600~800 Hz的范围内以三种不同的值跳变。
由于此雷达要求对所跟踪的目标进行多卜勒测速, 所以必须用主振放大式发射机, 其主振器(固体微波源)的输出功率为20 mW、 脉冲宽度为4 μs的射频脉冲。
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根据输入和输出功率的要求, 微波放大链的功率增益至少应为
根据微波管产生的具体情况, 选用三级级联组成。为避免各级之间的相互影响, 级间必须用铁氧体环流器隔离。考虑到级间损耗, 微波放大链的实际增益应在83 dB以上。由于要求的输出功率大, 功率增益高, 但带宽并不大, 且该雷达系固定式的地面雷达, 所以可以选用行波管-速调管式放大链。
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末级选四腔大功率速调管, 它的前三腔采用参差调谐, 输出腔为复合腔, 以保证瞬时通频带大于1 %。 速调管的饱和增益为32 dB。
放大链的前级由两级行波管组成
第一级小功率行波管为包装式结构的周期性永磁聚焦栅控行波管, 其最大增益为32 dB, 1 dB带宽为7 %。
第二级是中功率行波管, 其饱和增益大于24 dB, 3 %。由于工艺的限制, 中功率行波管和大功率速调管没有栅极或调制阳级, 因此只有采用阴极脉冲调制。
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图 发射机的组成方框图
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固 态 发 射 机
发展概况和特点
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。
(2) 具有很高的可靠性。
(3) 体积小、重量轻。
(4) 工作频带宽、效率高。
(5) 系统设计和运用灵活。
(6) 维护方便, 成本较低。
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表 应用于雷达系统中的各种固态发射机的特性
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固态高功率放大器模块
1. 大功率微波晶体管
大功率微波晶体管的迅速发展, 对固态发射模块的性能和应用起到重要的推动作用。
在S波段以下, 通常采用硅双极晶体管。
在S波段以上则较多采用***化镓