HotZ 雷达原理与系统 第二章 雷达发射机ppt课件.ppt

第二章 雷达发射机,第一节 雷达发射机的任务和基本组成,任务,产生大功率的特定调制的电磁振荡即射频信号,振幅调制,频率调制,相位调制,连续波；脉冲（脉宽，重复频率）,固定频率、频率分集、频率编码 、LFM、频率捷变,随机相位 、相位相参 、相位编码,组成,单级振荡式,主振放大式,大功率电磁振荡产生与调制在一个器件中同时完成,先产生小功率的CW 振荡，再分多级调制和放大,单级振荡式发射机,在触发脉冲信号激励下产生脉宽为的视频脉冲信号,产生大功率射频信号,特点,简单，廉价，高效，难以产生复杂调制，频率稳定性差,主振放大式发射机,主控振荡器，在脉冲调制下形成输出脉冲,射频放大链,提供不同时间，不同宽度的触发脉冲信号,在微波源脉冲到达后很短时间处于放大状态，在微波脉冲结束后退出放大状态，受脉冲控制,产生大功率的脉冲射频信号,特点,调制准确，能适应多种复杂调制，系统复杂，效率低,振荡源的选择,脉冲大功率非相干源,大功率非相干源、频率捷变等,窄带相干系统,磁控管,复调谐式磁控管,速调管,宽带相干系统,行波管、交叉放大器等,工作频率,第二节 雷达发射机的主要质量指标,与器件的关系,1G以下：微波三极管，微波四极管，晶体管。1G以上：磁控管，行波管，速调管，晶体管。,与功率的关系,与系统的关系,频率越高，功率越低。,频率越高，天线尺寸越小，大气衰减越大。,输出信号频率,输出功率,输出信号功率,平均功率,峰值功率,单位时间内发出的功率能量Pav ，脉冲重复周期内的输出平均功率。,脉冲发出时间点的功率Pt，脉冲期间射频振荡的平均功率。,总效率,输入发射机的总平均功率,信号形式,P28，表2.1，图2.4,输出和输入的功率比,发射信号的形式,工作比，占空比,信号的稳定度或频谱纯度,信号的各项参数，如信号的振幅、频率、相位、脉冲宽度和脉冲重复频率等是否会随时间出现不应有的变化,离散型的寄生谱,分布型的寄生谱,信号稳定度在频域中的表示,习题,某雷达发射机峰值功率为800kW，矩形脉冲宽度为3s，脉冲重复频率为1000Hz，求该发射机的平均功率和工作比。,第三节 单级振荡和主振放大式发射机,单级振荡式,产生宽度为的脉冲,刚性开关，软性开关，磁性开关。,m 波：超短波三极管dm波：微波三极管，磁控管cm波：多腔磁控管（分频，倍频，混频）,单级振荡式发射机各级波形,主振放大式,相位相参性,两个信号的相位间存在确定关系,全相参系统,发射信号、本振信号、相参振荡电压和定时器的触发脉冲均由同一基准信号提供，因而上述信号间保持相位相参性的雷达系统。,采用频率合成技术的主振放大式发射机适用于频率捷变雷达,能产生复杂波形的主振放大式发射机,第四节 固态发射机,特点,多个微波功率器件、低噪声接收器件组合成固态发射模块；由几十个甚至几千个固态发射模块组成固态发射机。,不预热，寿命长。高可靠性。 设备体积小，重量轻工作频带宽，效率高。系统设计和运用灵活。维护方便，成本较低。,适用范围,高工作比的雷达和连续波雷达系统,典型特性,P36，表2.4,模块化，全集成,固态高功率放大器模块,固态高功率放大器模块,并行组合多个大功率微波晶体管的输出功率,大功率微波晶体管,2G以下：硅双级晶体管，功率和增益较低2G以上：GaAs FET（砷化镓场效应管）,集中合成,空间合成,主要用于相控阵雷达,可用于中小功率的雷达发射机辐射源,输出功率效率高，决定于n和最后一级功率； 发射不集中。,由于微波功率合成网络的插入损耗将固态收发模块中的有源器件和无源器件集成在一起，系统有损耗。,微波单片集成收发模块（MMIC）,有源器件：线性放大器，低噪声放大器， 饱和放大器，有源开关,无源器件：R、L、C、D、Line,GaAs基片,P39，图2.13,固态发射机的应用,相控阵雷达,全固态化高可靠性雷达,连续波体制对空监视系统,第五节 脉冲调制器,提供合适的视频调制脉冲,把初级电源变换成符合要求的直流或交流电源,在脉冲间歇期存储电源送来的能量，降低对电源部分的高峰值功率的要求,平时接通电源可以储能，脉冲发射期间接通储能和负载。,