第二章雷達(dá)發(fā)射機(jī)

1、內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：l 發(fā)射機(jī)的任務(wù)l 發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)l 發(fā)射機(jī)的種類及結(jié)構(gòu)l 典型發(fā)射機(jī)為雷達(dá)提供一個載波受到為雷達(dá)提供一個載波受到調(diào)制調(diào)制的的大功率大功率射頻射頻信號，經(jīng)饋線和收發(fā)信號，經(jīng)饋線和收發(fā)開關(guān)由天線輻射出去。開關(guān)由天線輻射出去。調(diào)調(diào) 制制: 提高分辨率提高分辨率大功率大功率: 提高作用距離提高作用距離射射 頻頻: 便于無線輻射便于無線輻射發(fā)射機(jī)的任務(wù)發(fā)射機(jī)的任務(wù)發(fā)射信號本身不具有目標(biāo)信息，但為雷達(dá)獲取目標(biāo)和環(huán)境信息提供載體。發(fā)射機(jī)一般具有高頻、高壓、大功率的特點(diǎn)，它是雷達(dá)系統(tǒng)中最大、最重和最昂貴的部分。 發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)發(fā)射機(jī)的主要質(zhì)量指標(biāo)u工作頻率或波段u輸出功率u總

2、效率u信號形式u信號穩(wěn)定度1. 工作頻率或波段雷達(dá)的工作頻率或波段是按照雷達(dá)的用途確定的。工作頻率或波段的不同影響對發(fā)射機(jī)的設(shè)計物理尺寸物理尺寸發(fā)射功率發(fā)射功率波束寬度波束寬度大氣衰減大氣衰減f功率器件選擇功率器件選擇2. 輸出功率影響：作用距離抗干擾能力定義：發(fā)射機(jī)送入天線輸入端的功率1/422max3min(4)tPGRS 、峰值功率：脈沖期間射頻振蕩的平均功率、平均功率：脈沖重復(fù)周期內(nèi)的輸出平均功率。rtrtavfPTPPrT3. 總效率定義：發(fā)射機(jī)輸出總功率和輸入總功率之比。ps為輸入發(fā)射機(jī)的總平均功率省電散熱要求低（體積?。┕收下实蛪勖L=avspp4. 信號形式（調(diào)試形式）三種典型

3、雷達(dá)信號和調(diào)制波形Trtt(a )Tr(b ) 0(c )ttttu 信號的穩(wěn)定度或頻譜純度信號的各項參數(shù)，如信號的振幅、頻率（或相位）、脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率等隨時間作不應(yīng)有的變化的大小。信號參數(shù)的不穩(wěn)定規(guī)律性：電源濾波不良、機(jī)械震動引起隨機(jī)性：發(fā)射管噪聲、調(diào)制脈沖的起伏引起衡量信號不穩(wěn)定的指標(biāo)時域頻域信號某項參數(shù)的方差，如振幅方差、相位方差等。雷達(dá)信號在應(yīng)有的信號頻譜之外的寄生輸出。信號的頻譜純度相對振幅Tr1fsinff01f0f01 20 40 60 80 1000123信號的第一譜線離 散 型寄生輸出分布型寄生輸出fm / kHz /(dB/Hz)04頻譜純度()10lgdB/Hzm

4、BL fB 帶寬內(nèi)的單邊帶功率信號功率()10lgdBmL f離散譜單邊帶功率信號功率離散型寄生譜分布型寄生譜發(fā)射機(jī)的分類1、按調(diào)制方式： 連續(xù)波發(fā)射機(jī) 脈沖發(fā)射機(jī)2、按工作波段：短波米波分米波厘米波毫米波3、按產(chǎn)生信號方式 ：單級振蕩式 主振放大式4、按功率放大使用器件： 真空管發(fā)射機(jī) 固態(tài)發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)w單級振蕩式單級振蕩式 由振蕩器直接產(chǎn)生大功率的射頻震蕩信號w主振放大式主振放大式 由兩級構(gòu)成，第一級產(chǎn)生射頻信號，再通過第二級電路進(jìn)行功率放大單級振蕩式發(fā)射機(jī)預(yù)調(diào)器調(diào)制器振蕩器電源、控制、保護(hù)電路優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、輕便缺點(diǎn)：頻率穩(wěn)定度差，難以形成復(fù)雜波形， 相繼射頻脈沖之間不相參非相參

5、發(fā)射機(jī)主振放大式發(fā)射機(jī)固 體 微 波源中 間 射 頻 功率 放 大 器輸 出 射 頻 功率 放 大 器脈 沖 調(diào) 制器脈 沖 調(diào) 制器定 時 器主 控 振 蕩 器射 頻 放 大 鏈至 天 線觸 發(fā) 脈 沖射頻信號源功率分配器N:1固態(tài)放大器1固態(tài)放大器N固態(tài)放大器2.功率合成器1:N至天線放大鏈?zhǔn)椒糯箨囀街髡穹糯笫桨l(fā)射機(jī)的特點(diǎn)w具有很高的頻率穩(wěn)定度w發(fā)射相位相參信號，相參發(fā)射機(jī)w適用于頻率捷變雷達(dá)w能產(chǎn)生復(fù)雜的波形固態(tài)電子器件：利用固體內(nèi)部電子運(yùn)動原理制成的具有一定功能的電子器件。固體一般可分為絕緣體 、半導(dǎo)體和導(dǎo)體3類 。半導(dǎo)體的電學(xué)性能容易受各種環(huán)境因素如摻雜、光照等的控制，易于制成電子功

6、能器件，因此絕大部分的固態(tài)電子器件是用半導(dǎo)體材料制成的 。電子管（真空管）是一種在氣密性封閉容器（一般為玻璃管）中產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，利用電場對真空中的電子流的作用以獲得信號放大或振蕩的電子器件。 發(fā)射機(jī)真空管發(fā)射機(jī)固態(tài)發(fā)射機(jī)真空電子管發(fā)射機(jī)-行波管基本結(jié)構(gòu)l 電子槍 慢波結(jié)構(gòu)l 收集極 輸入輸出裝置行波管功率放大原理evEvEevv電子束和電場相對靜止evEvEevv電子束相對電場向左運(yùn)動Eevv電子聚集在加速場 evEvEevv電子束相對電場向右運(yùn)動eEvv電子聚集在減速場 Eevv射頻信號被放大的條件: 慢波結(jié)構(gòu)固態(tài)發(fā)射機(jī)-基本組成單元微波晶體管雙極晶體管場效應(yīng)管Bipolar PH3135-

7、90S Pulsed Power Transistor3.1-3.5 GHz, 90 WUF28150J MOSFET Power Transistor100-500 MHz, 150 W晶體管特性固態(tài)高功率放大器模塊應(yīng)用先進(jìn)的集成電路工藝和微波網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將多個微波大功率晶體管的輸出功率并行組合，制成固態(tài)高功率放大器模塊。11: n12 n1n1:11: n2132 n2輸入n2:1P n2A損耗(b)A(a)11: n12 n1n1:11: n2132 n2輸入P n2AA集中合成輸出結(jié)構(gòu)空間合成方式固態(tài)發(fā)射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與微波電子管發(fā)射機(jī)相比, 固態(tài)發(fā)射機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn):不需要陰極加熱、壽命長具有很高的可靠性體積小、重量輕工作頻帶寬、效率高系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)用靈活維護(hù)方便，成本較低雷達(dá)發(fā)射機(jī)的分類和主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)有哪些？機(jī)載多普勒雷達(dá)為什么一定要用主振放大式發(fā)射機(jī)？雷達(dá)系統(tǒng)中應(yīng)用固態(tài)發(fā)