文档介绍：第 2 章雷达发射机
雷达发射机的任务和基本组成
雷达发射机的主要质量指标
单级振荡和主振放大式发射机
固态发射机
脉冲调制器
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。发射机在雷达中就是起这一作用的, 也就是说, 它为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号, 经馈线和收发开关由天线辐射出去。
图 单级振荡式发射机
图 主振放大式发射机
单级振荡式发射机与主振放大式发射机相比,最大的优点是简单、经济, 也比较轻便。实践表明, 同样的功率电平, 单级振荡式发射机大约只有主振放大式重量的1/3。因此, 只要有可能, 还是尽量优先采用单级振荡式方案。但是, 当整机对发射机有较高要求时, 单级振荡式发射机往往无法满足而必须采用主振放大式发射机。
雷达发射机的主要质量指标
1. 工作频率或波段
雷达的工作频率或波段是按照雷达的用途确定的。为了提高雷达系统的工作性能和抗干扰能力, 有时还要求它能在几个频率上跳变工作或同时工作。工作频率或波段的不同对发射机的设计影响很大, 它首先牵涉到发射管种类的选择, 例如目前在1000MHz以下主要采用微波三、四极管, 在1 000 MHz以上则有多腔磁控管、大功率速调管、行波管以及前向波管等。。
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)的功率为发射机的输出功率。如果是波段工作的发射机,则还应规定在整个波段中输出功率的最低值, 或者规定在波段内输出功率的变化不得大于多少分贝。
图 微波发射管功率与带宽能力现状
脉冲雷达发射机的输出功率又可分为峰值功率Pt和平均功率Pav。Pt是指脉冲期间射频振荡的平均功率(注意不要与射频正弦振荡的最大瞬功率相混淆)。Pav是指脉冲重复周期内输出功率的平均值。如果发射波形是简单的矩形脉冲列, 脉冲宽度为τ, 脉冲重复周期为Tr, 则有
式中的fr=1/Tr是脉冲重复频率。τ/Tr=τfr称作雷达的工作比D。常规的脉冲雷达工作比的典型值为D=, 但脉冲多卜勒雷达的工作比可达10-2数量级, 甚至达10-1数量级。显然, 连续波雷达的D=1。
3. 总效率
发射机的总效率是指发射机的输出功率与它的输入总功率之比。因为发射机通常在整机中是最耗电和最需要冷却的部分, 有高的总效率, 不仅可以省电, 而且对于减轻整机的体积重量也很有意义。对于主振放大式发射机, 要提高总效率, 特别要注意改善输出级的效率。