雷达发射机1.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,雷达原理,主要内容,发射机的任务和分类,单级振荡式发射机,主振放大式发射机,发射机的性能指标,脉冲调制器,发射机的任务,在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波,工作频率或波段,1GHz,以下 微波,3,、,4,极管,118GHz,磁控管，行波管，速调,管，返波管等,18GHz,以上 行波管，回旋管等,发射机的质量指标,预警雷达,搜索雷达,火控雷达,监视雷达,输出功率,脉冲功率：,平均功率：,发射机的质量指标,发射机的质量指标,总效率,信号形式,振幅调制：脉冲、连续波,载频调制：单载频，频率捷变，线性调频，频率分集，频率编码,相位调制：随机相位，稳定相位，相位编码,发射机的质量指标,发射机的质量指标,简单脉冲,线形调频,发射机的质量指标,信号稳定度或频谱纯度,周期性不稳：,杂散电平：,随机性不稳：,相位噪声：,发射机的分类,单级振荡式发射机,：直接产生大功率微波振荡输出（幅、频、相调制一次完成）,主振放大式发射机,：小功率稳定振荡，小功率调频、相，大功率调幅,单级振荡式发射机,组成,定时信号保证周期,调制器保证脉宽,振荡器提供频率和相位（稳定性、一致性较差）,脉冲调制器,振荡器,定时信号,单级振荡式发射机,波形,定时信号,调制,脉冲,射频振荡,单级振荡式发射机,特点,优点：简单，低廉，高效,缺点：频率不稳，相位随机，不能复杂调制,主振放大式发射机,组成,基准振荡器保证频率、重频、脉宽，,锁相振荡器提供相位（稳定性、一致性很高）,放大链：固态,+,行波管放大链，固态,+,行波管,+,速调管,(,前向波管,),放大链等,锁相振荡器,功率放大器,输出功率放大器,基准振荡器,脉冲调制器,脉冲调制器,分频器,主振放大式发射机,特点,优点：频率稳定、准确，相位稳定，能够复杂调制,缺点：复杂，昂贵，效率较低,应用场合,频率稳定度要求高,发射相位相参,捷变频雷达,产生复杂波形,微波器件,磁控管,（美）,速调管,（日）,速调管,40MW,（中科院,2005,）,磁控管,（英）,微波器件,行波管,（,toshiba,）,真空三极管,福雷斯特的真空三极管,真空三极管,G,极有正电压时，电子从,K,射频输出发出到达,C,，管子导通,C,K,F,G,磁控管,在,K A,极之间有额定高压电场时，从,K,射频输出发出的电子经过谐振腔到达,A,，形成高频振荡，通过探针，腔内的高频能量耦合输出。腔体尺寸决定振荡频率，高压电场消失时，振荡停止。,A,K,F,行波管,K C,间电场决定电子流方向，,K G,间电场用于电子流聚束，,KA,间电场用于电子加速，电子流经慢波线进行能量交换。,输入,输出,G,A,C,K,F,脉冲调制器的组成,充电元件,储能元件,直流电源,调制开关,耦合元件,射频负载,脉冲调制器组成,直流电源,：提供充足、稳定的直流能量，满足工作,要求（高压、大电流）,充电元件,：将直流能量及时传递给储能元件（,R,L,D,）,储能元件,：在开关截止时保存充电能量，在开关导,通时释放保存的能量（,C,或,PFN,）,调制开关,：,刚性 在输入脉冲的作用下，脉冲期间导通，间歇期间截止,软性 在输入触发的作用下，导通释放能量，放尽后自然截止,耦合元件,：将高压、大电流脉冲作用到射频负载上,刚性开关脉冲调制器,调制阴极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阴极,并联式,串联式,调制阳极脉冲调制器：调制信号调制射频发射器的阳极,并联式阴极脉冲调制器,并联式调制阴极脉冲调制器,恢复期,V1,栅极无脉冲，,V1,截止，,E,对,C,充电,工作期,V1,栅极有脉冲，,V1,导通，,C,对负载放电,脉冲变压耦合阴极脉冲调制器,串联式调制阴极脉冲调制器,串联式阴极脉冲调制器,特点：充电电容为内阻，开关浮动在高压上。,调制阳极脉冲调制器,特点：分布电容储能，恒流充、放电,调制阳极脉冲调制器工作过程,调制阳极脉冲调制器,恢复期,V,1,V,2,栅极无脉冲，,V,1,V,2,截止，,C,0,负偏压,脉冲前沿到来,V,1,导通，,V,2,截止，,E,经过,V,1,对,C,0,恒流充电,脉冲上升时间：,脉冲后沿到来,V,1,导通截止，,V,2,导通，,C,0,经过,V,2,恒流放电,脉冲下升时间：,调制阳极脉冲调制器波形,软性开关脉冲调制器,特点：人工长线,PFN,储能，当负载匹配时，能够在负载上得到近似的矩形脉冲。,人工长线,PFN,等效电容,特性阻抗,充电电压最大值,2E,软性开关脉冲调制器,线路,软性开关脉冲调制器,匹配放电,当 匹配放电,负载上的脉冲宽度：,脉冲周期：,脉冲调制器的比较,刚性开关调制器,对脉冲宽度和重复频率有很大的适应性，并且有良好的输出脉冲波形，,结构比较复杂，效率较低,软件开关脉冲调制器,效率高，结构比较简单，采用截尾技术等可大大增强对负载阻抗的适应能力,脉冲波形不如前者的好，而且由于放电管恢复时间的限制不宜用在脉冲间隔短（小于,100,微秒）的场合。,固态发射机,YLC-2,雷达,采用相控阵,全固态,全相参,频率分集,脉冲压缩体制,固态发射机由几十个甚至上千个固态发射模块构成。,固态发射机的发展概况和特点,发展,MMIC,优化设计,特点：电压低，寿命长，尺寸小，重量轻，价格低,固态发射机,固态高功率放大器模块,改进材料（砷化镓）提高功率容限，依靠功率合成提高输出功率。,微波单片集成（,MMIC,）收发模块,固态功率放大模块,固态发射机,应用,相控阵雷达,全固态高可靠性雷达,连续波体制对空监视雷达,THE END,某放大链末级速调管采用调制阳极脉冲调制器，已知,E0=120KV,，,Eg=70V,，,C0=100pF,，充放电电流,I=80A,，试画出,a,b,c,三点的电压波形及电容,C0,的充电电流,ic,波形与时间关系图。若重频为,600Hz,，求,G1,、,G2,的平均功率和调制脉冲的上升时间、下降时间。,习题,2-1.,某雷达发射机峰值功率为,800KW,，矩形脉冲宽度为,3,s,，脉冲重复频率为,1000Hz,，求该发射机的平均功率和工作比,2-2.,在什么情况下选用主振放大式发射机？在什么情况下选用单级振荡式发射机？,