文档介绍：第2章雷达发射机
2. 输出功率
发射机的输出功率直接影响雷达的威力和抗干扰能力。 通常规定发射机送至天线输入端的功率为发射机的输出功率。 有时为了测量方便, 也可以规定在指定负载上(馈线上一定的电压驻波比)的功率为15~), 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。
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。
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。
图 发射机的组成方框图
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。
表 应用于雷达系统中的各种固态发射机的特性
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***化镓场效应管(GaAs FET),目前它们的输出功率在8~10 GHz频率上可达20 W, 而在12 GHz以上时只有几瓦。
表 在某些雷达固态发射模块中应用的大功率晶体管特性
2. 固态高功率放大器模块
应用先进的集成电路工艺和微波网络技术, 将多个大功率晶体管的输出功率并行组合, 即可制成固态高功率放大器模块。 输出功率并行组合的主要要求是高功率和高效率。根据使用要求, 主要有两种典型的输出功率组合方式。
空间合成的输出结构, 主要用于相控阵雷达。
由于没有微波功率合成网络的插入损耗, 因此输出功率的效率很高。
图 固态功率放大器输出功率组合方式
(a) 空间合成方式; (b) 集中合成输出结构; (c) 集中合成输出结构的固态高效模块
图 固态功率放大器输出功率组合方式
(a) 空间合成方式; (b) 集中合成输出结构; (c) 集中合成输出结构的固态高效模块
图 固态功率放大器输出功率组合方式
(a) 空间合成方式; (b) 集中合成输出结构; (c) 集中合成输出结构的固态高效模块
微波单片集成(MMIC) 收发模块
微波单片集成电路(MMIC)的最新发展, 使固态收发模块在相控阵雷达中的应用达到实用阶段。微波单片集成电路采用了新的模块化设计方法, 将固态收发模块中的有源器件(线性放大器、低噪声放大器、饱和放大器或有源开关等)和无源器件(电阻、电容、电感、二极管和传输线等)制作在同一块***化镓(GaAs)基片上, 从而大大提高了固态收发模块的技术性能, 使成品的一致性好, 尺寸小, 重量轻。
。 收发模块主要由功率放大器、低噪声放大器、宽带放大器、移相器、衰减器、限幅收发开关和环行器等部件组成, 具有高集成度、 高可靠性和多功能特点。
图 用于相控阵雷达的单片集成收发模块组成框图
近年来微波单片集成收发模块发展很快, 并且已经成为相控阵雷达的关键部件。从超高频波段至厘米波波段, 都有可供实用的微波单片集成收发模块。  
微波单片集成收发模块的主要优点如下:
(1) 成本低。因为由有源和无源器件构