雷達(dá)發(fā)射機(jī)第2章雷達(dá)發(fā)射機(jī)的任務(wù)和分類

雷達(dá)發(fā)射機(jī)主要內(nèi)容發(fā)射機(jī)的任務(wù)和分類單級振蕩式發(fā)射機(jī)主振放大式發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)脈沖調(diào)制器發(fā)射機(jī)的任務(wù)在特定的時間、以特定的頻率和相位產(chǎn)生大功率電磁波工作頻率或波段

1GHz以下微波3、4極管

1~18GHz磁控管，行波管，速調(diào)管，返波管等

18GHz以上行波管，回旋管等發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)預(yù)警雷達(dá)搜索雷達(dá)火控雷達(dá)監(jiān)視雷達(dá)輸出功率脈沖功率：平均功率：發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)總效率信號形式振幅調(diào)制：脈沖、連續(xù)波載頻調(diào)制：單載頻，頻率捷變，線性調(diào)頻，頻率分集，頻率編碼相位調(diào)制：隨機(jī)相位，穩(wěn)定相位，相位編碼發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)簡單脈沖線形調(diào)頻發(fā)射機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)信號穩(wěn)定度或頻譜純度周期性不穩(wěn)：雜散電平：隨機(jī)性不穩(wěn)：相位噪聲：發(fā)射機(jī)的分類單級振蕩式發(fā)射機(jī)：直接產(chǎn)生大功率微波振蕩輸出（幅、頻、相調(diào)制一次完成）

主振放大式發(fā)射機(jī)：小功率穩(wěn)定振蕩，小功率調(diào)頻、相，大功率調(diào)幅

單級振蕩式發(fā)射機(jī)組成定時信號保證周期調(diào)制器保證脈寬振蕩器提供頻率和相位（穩(wěn)定性、一致性較差）脈沖調(diào)制器振蕩器定時信號單級振蕩式發(fā)射機(jī)波形定時信號調(diào)制脈沖射頻振蕩單級振蕩式發(fā)射機(jī)特點優(yōu)點：簡單，低廉，高效缺點：頻率不穩(wěn)，相位隨機(jī)，不能復(fù)雜調(diào)制主振放大式發(fā)射機(jī)組成基準(zhǔn)振蕩器保證頻率、重頻、脈寬，鎖相振蕩器提供相位（穩(wěn)定性、一致性很高）

放大鏈：固態(tài)+行波管放大鏈，固態(tài)+行波管+速調(diào)管(前向波管)放大鏈等

鎖相振蕩器

功率放大器輸出功率放大器基準(zhǔn)振蕩器脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器

分頻器主振放大式發(fā)射機(jī)特點優(yōu)點：頻率穩(wěn)定、準(zhǔn)確，相位穩(wěn)定，能夠復(fù)雜調(diào)制

缺點：復(fù)雜，昂貴，效率較低應(yīng)用場合頻率穩(wěn)定度要求高發(fā)射相位相參捷變頻雷達(dá)產(chǎn)生復(fù)雜波形微波器件磁控管（美）速調(diào)管（日）速調(diào)管40MW（中科院2005）磁控管（英）微波器件行波管（toshiba）真空三極管福雷斯特的真空三極管真空三極管G極有正電壓時，電子從K射頻輸出發(fā)出到達(dá)C，管子導(dǎo)通CKFG磁控管

在KA極之間有額定高壓電場時，從K射頻輸出發(fā)出的電子經(jīng)過諧振腔到達(dá)A，形成高頻振蕩，通過探針，腔內(nèi)的高頻能量耦合輸出。腔體尺寸決定振蕩頻率，高壓電場消失時，振蕩停止。AKF行波管KC間電場決定電子流方向，KG間電場用于電子流聚束，KA間電場用于電子加速，電子流經(jīng)慢波線進(jìn)行能量交換。

輸入輸出GACKF脈沖調(diào)制器的組成充電元件

儲能元件

直流電源

調(diào)制開關(guān)

耦合元件

射頻負(fù)載

脈沖調(diào)制器組成直流電源：提供充足、穩(wěn)定的直流能量，滿足工作要求（高壓、大電流）充電元件：將直流能量及時傳遞給儲能元件（R,L,D）儲能元件：在開關(guān)截止時保存充電能量，在開關(guān)導(dǎo)通時釋放保存的能量（C或PFN）調(diào)制開關(guān)：剛性在輸入脈沖的作用下，脈沖期間導(dǎo)通，間歇期間截止軟性在輸入觸發(fā)的作用下，導(dǎo)通釋放能量，放盡后自然截止耦合元件：將高壓、大電流脈沖作用到射頻負(fù)載上剛性開關(guān)脈沖調(diào)制器調(diào)制陰極脈沖調(diào)制器：調(diào)制信號調(diào)制射頻發(fā)射器的陰極并聯(lián)式串聯(lián)式調(diào)制陽極脈沖調(diào)制器：調(diào)制信號調(diào)制射頻發(fā)射器的陽極

并聯(lián)式陰極脈沖調(diào)制器并聯(lián)式調(diào)制陰極脈沖調(diào)制器恢復(fù)期

V1柵極無脈沖，V1截止，E對C充電工作期V1柵極有脈沖，V1導(dǎo)通，C對負(fù)載放電脈沖變壓耦合陰極脈沖調(diào)制器串聯(lián)式調(diào)制陰極脈沖調(diào)制器

串聯(lián)式陰極脈沖調(diào)制器特點：充電電容為內(nèi)阻，開關(guān)浮動在高壓上。調(diào)制陽極脈沖調(diào)制器特點：分布電容儲能，恒流充、放電調(diào)制陽極脈沖調(diào)制器工作過程調(diào)制陽極脈沖調(diào)制器恢復(fù)期V1V2柵極無脈沖，V1V2截止，

C0負(fù)偏壓脈沖前沿到來V1導(dǎo)通，V2截止，

E經(jīng)過V1

對C0恒流充電脈沖上升時間：脈沖后沿到來V1導(dǎo)通截止，V2導(dǎo)通，

C0

經(jīng)過V2

恒流放電脈沖下升時間：調(diào)制陽極脈沖調(diào)制器波形軟性開關(guān)脈沖調(diào)制器特點：人工長線PFN儲能，當(dāng)負(fù)載匹配時，能夠在負(fù)載上得到近似的矩形脈沖。

人工長線PFN等效電容特性阻抗充電電壓最大值2E軟性開關(guān)脈沖調(diào)制器線路軟性開關(guān)脈沖調(diào)制器匹配放電當(dāng)匹配放電負(fù)載上的脈沖寬度：脈沖周期：脈沖調(diào)制器的比較剛性開關(guān)調(diào)制器對脈沖寬度和重復(fù)頻率有很大的適應(yīng)性，并且有良好的輸出脈沖波形，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，效率較低軟件開關(guān)脈沖調(diào)制器效率高，結(jié)構(gòu)比較簡單，采用截尾技術(shù)等可大大增強對負(fù)載阻抗的適應(yīng)能力脈沖波形不如前者的好，而且由于放電管恢復(fù)時間的限制不宜用在脈沖間隔短（小于100微秒）的場合。

固態(tài)發(fā)射機(jī)YLC-2雷達(dá)采用相控陣全固態(tài)全相參頻率分集脈沖壓縮體制

固態(tài)發(fā)射機(jī)由幾十個甚至上千個固態(tài)發(fā)射模塊構(gòu)成。固態(tài)發(fā)射機(jī)的發(fā)展概況和特點發(fā)展MMIC優(yōu)化設(shè)計特點：電壓低，壽命長，尺寸小，重量輕