雷达发射机基础知识概述(完美版)
雷达知识点汇总

雷达知识点汇总————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:雷达知识点总结1.雷达的工作原理1 雷达测距原理超高频无线电波在空间传播具有等速、直线传播的特性,并且遇到物标有良好的反射现象。
用发射机产生高频无线电脉冲波,用天线向外发射和接收无线电脉冲波,用显示器进行计时、计算、显示物标的距离,并用触发电路产生的触发脉冲使它们同步工作。
2 雷达测方位原理(1)利用超高频无线电波的空间直线传播;(2)雷达天线是一种定向型天线;(3)用方位扫描系统把天线的瞬时位置随时准确地送到显示器,使荧光屏上的扫描线和天线同步旋转,于是物标回波也就按它的实际方位显示在荧光屏上。
雷达基本组成(1)触发电路(Trigger Circuit)(2)作用:每隔一定的时间产生一个作用时间很短的尖脉冲(触发脉冲),分别送到发射机、接收机和显示器,使它们同步工作。
(3)(4)发射机(Transmitter)(5)作用:在触发脉冲的控制下产生一个具有一定宽度的大功率高频的脉冲信号(射频脉冲),经波导馈线送入天线向外发射。
参数:X波段:9300MHz—9500MHz (波长3cm)S波段:2900MHz—3100MHz (波长10cm)(6)天线(Scanner; Antenna)(7)作用:把发射机经波导馈线送来的射频脉冲的能量聚成细束朝一个方向发射出去,同时只接收从该方向的物标反射的回波,并再经波导馈线送入接收机。
参数:顺时针匀速旋转,转速:15—30r/min(8)(9)接收机(Receiver)作用:将天线接收到的超高频回波信号放大,变频(变成中频)后,再放大、检波,变成显示器可以显示的视频回波信号。
(5)收发开关(T-R Switch)作用:在发射时自动关闭接收机入口,让大功率射频脉冲只送到天线向外辐射而不进入接收机;在发射结束后,能自动接通接收机通路让微弱的回波信号顺利进入接收机,同时关闭发射机通路。
雷达发射机基础知识

雷达发射机是雷达系统的一个重要组成部分,它产生满足要求的大功率射频发射信号,经馈线系统再由天线辐射出去,从而照射远处目标。
典型脉冲雷达框图如下,其中发射机(Transmitter)主要由三部分组成:高压电源,脉冲调制器和射频放大器。
发射机性能的好坏直接影响雷达整机的性能和质量,首先发射的电磁波信号必须具备一定的发射功率,对于不同体制和不同任务的雷达,发射机功率量级差别很大,例如,脉冲雷达的峰值功率可达到兆瓦级,而连续波雷达功率几十瓦就已经很高了。
雷达发射机输出功率的大小将直接影响雷达的探测威力,通常可分为峰值功率和平均功率。
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,峰值功率指脉冲期间射频振荡的平均功率,用Pt 表示;而平均功率则是脉冲重复周期(PRI)输出功率的平均值,常用Pav 表示。
对于简单的矩形脉冲列来说,峰值功率和平均功率有如下关系:av t t P P P PRF Tττ=⋅=⋅⋅其中T 表示脉冲重复周期,τ表示脉冲宽度。
由于平均功率是决定雷达潜在探测距离的一个关键因素,雷达发射总能量等于平均功率乘以时间。
之前有人问:对于相参雷达,在不改变雷达设备硬件的基础下,怎么提高探测距离?这里从雷达发射机的角度给出几个方法:不改变雷达设备,说明峰值功率功率也已调制最高了,那么可以做的一种方法是:提高雷达的占空比D ,也就是要么增大脉冲宽度,要么增大PRF ;另外,多个脉冲积累会有效提高信噪比,从而改善雷达对目标的发现能力,也就是提高积累时间来获得更多的发射能量。
对于这个问题还需要结合具体的雷达和修正后的雷达方程来分析哪些参数是不能变的,哪些参数是方便改变的。
修正的雷达方程相关知识可见:对于发射电磁波信号的另一个特点是载波受到了调制,简单的如矩形脉冲,线性调频矩形脉冲,复杂的如相位编码信号,复杂的脉内和脉间调制信号等。
雷达的许多性能是与信号形式相关的。
例如早期的雷达发射的是载频固定的矩形调制脉冲,信号的时宽和带宽的乘积等于1,这就使增加时宽或带宽来获得速度或距离分辨率成为了一对相互制约的矛盾,而采用大时宽带宽积的复杂发射信号的脉冲压缩技术则解决了这对矛盾。
容易理解的雷达基础知识,不懂来看!

容易理解的雷达基础知识,不懂来看!雷达系统的处理过程如上图所示,雷达发射机产生信号,放大后通过天线以电磁波的形式辐射出去,遇到目标反射的回波由天线接收,放大并处理后由显示屏幕显示出目标的距离和方向等信息。
距离的探测由于电磁波的速度恒定为c=3*10^8m/s,那么若能测量出接收目标回波时刻相对于发射时刻的时间差t,那么就可以通过R=ct/2来计算目标距离。
脉冲宽度(Pulse width)对于单站脉冲体制的雷达,由于在发射信号时并不接收目标回波,因此存在一定测距的盲区,也就是雷达有最小探测距离。
距离盲区与发射的脉冲宽度相关,对于脉冲宽度1us对应150m 的距离盲区,对于稍大脉宽的信号将有太大的距离盲区,例如100us 的脉宽就有15km距离盲区。
当然,采用收发分置或者连续波雷达将会解决距离盲区的问题,但会带来例如隔离等其他问题。
脉冲重复频率(PRF)PRF是脉冲重复间隔(PRT)的倒数,PRT=1/PRF。
它将直接影响最大不模糊距离,也就是目标的回波在当前PRF即可返回。
如果目标的雷达回波信号在下一个或下几个脉冲回波中才回来,那么就存在距离模糊。
我们可以通过参差PRF来解决,根据回波在不同PRF脉冲中位置的不稳定性来解模糊。
当然,对于相控阵雷达,通过灵活的波束指向控制以不接收先前脉冲的回波也可以解决距离模糊的问题。
占空比如上图,占空比是脉冲宽度与脉冲重复间隔(周期)的比值,等于脉冲发射的平均功率与脉冲峰值功率的比值。
距离分辨力我们知道距离分辨力是与发射信号的带宽有关。
而实际的距离分辨力很复杂,为了全面考虑距离自相关函数主峰、旁瓣对分辨能力的影响,Woodward定义了一个反映分辨特性的参数:时延分辨常数,它与信号的有效带宽成反比。
时延分辨常数是将相应主峰、旁瓣或类似噪声基地的全部能量计算在一起,除以主峰最高点功率所得的时间宽度。
时延分辨常数越小,距离自相关函数的主峰窄、旁瓣或基底小,对分辨目标是有力的。
雷达的知识点总结

雷达的知识点总结一、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用发射器发射一定频率的无线电波,当这些电波遇到目标物时,一部分电波被目标物所反射,接收器捕捉这些被反射的电波,并通过信号处理,确定目标物的距离、方向和速度信息。
雷达工作的基本原理包括发射、接收和信号处理三个步骤。
1. 发射:雷达发射器产生并发射一定频率的无线电波,这些电波称为RCS(雷达交会截面)。
2. 接收:当RCS遇到目标物时,一部分电波被目标物所反射,接收器接收并捕捉这些被反射的电波。
3. 信号处理:接收到的被反射的电波通过信号处理系统进行处理,根据信号的时间延迟、频率偏移和振幅变化等信息,确定目标物的距离、方向和速度。
二、雷达的分类根据不同的工作原理和应用领域,雷达可以分为不同的分类。
1. 按工作频率分类:雷达可以根据工作频率的不同分为X波段雷达、K波段雷达、S波段雷达等,不同频率的雷达适用于不同的应用领域。
2. 按工作方式分类:雷达可以根据工作方式的不同分为连续波雷达和脉冲雷达,连续波雷达适用于测距,脉冲雷达适用于测速和目标分辨。
3. 按应用领域分类:雷达可以根据应用领域的不同分为军用雷达、民用雷达、航空雷达、舰船雷达等。
三、雷达的应用领域雷达技术在军事、民用航空、舰船航行、天气预报和科学研究等领域都有重要的应用价值。
1. 军事领域:雷达在军事领域具有重要的作用,可以用于目标探测、追踪和导航,对于战争中的空中防御和攻击具有重要的战术意义。
2. 民用航空:雷达在民用航空领域用于飞行导航、空中交通管制和飞行安全监测,对于航空运输的安全与效率具有重要的作用。
3. 舰船航行:雷达在舰船航行中用于目标探测、导航和防御,对于海上安全和航行效率起到关键的作用。
4. 天气预报:气象雷达用于对大气中的降水、风暴和气旋等气象现象进行探测和监测,对于天气预报和自然灾害预警具有重要的作用。
5. 科学研究:雷达技术也被广泛应用于科学研究领域,例如地球科学领域的地形测绘和地壳运动监测等。
X波段数字化雷达发射机的基本原理及常见故障的检修

X波段数字化雷达发射机的基本原理及常见故障的检修摘要:近几年来,随着科学技术的发展,新型的X波段数字化雷达的应用越来越广泛,所起的作用也越来越重要。
但随之而来的新问题也不断出现,特别是数字化雷达发射机故障。
文章就X波段数字化雷达发射机进行了详细的论述,并针对其在工作应用中常出现的几种故障,从原理、现象入手,分析原因,提出合理的解决方法和注意事项。
关键词:数字化雷达;发射机;常见故障引言:X波段数字化雷达是由“成都信息工程学院新技术研究所”研究成功的,是在原有的711测雨雷达的基础上,并利用计算机技术对雷达进行实时控制、实时数据采集、实时回波图像显示等,进行数字化改造而发展形成的新一代X波段数字化雷达。
从1996年至今,在我区中西部已经安装了七部,主要运用于各盟市的人工防雹工作。
几年的实践应用证明,在灾害性天气—冰雹的预报和指挥高炮的防雹作业方面,起到了关键性、决定性的作用,得到了地方政府、广大农牧民的普遍肯定。
但由于技术、设备和人员素质以及数字化雷达技术说明材料少等原因,致使该雷达在使用上经常会出现一些故障,不但影响了人工防雹工作,而且造成一些负面影响。
及时判断、解决雷达常见的故障应是每个雷达工作者必须掌握和了解的。
该雷达最常出现的故障主要是发射机故障,本文对几种常见的故障逐一举例,提供判断、解决方法。
一、X波段数字化雷达发射机概述雷达发射机是雷达的重要组成部分。
它用来产生大功率的高频脉冲信号,经波导、天线发射出去。
(一)发射机的组成本雷达的发射机安装在收发机柜内,主要由调制器、高压整流、磁控管振荡器、控制分机、预调器等组成。
(二)发射机工作原理由WRDPS(天气雷达数字处理系统)传送来的400MHz/(5~7V)正极脉冲,经预调板整形后,脉冲幅度达到200V以上,再经滤波器加于氢闸流管(ZQM-500/16)的栅极。
当触发脉冲到来之前,氢闸流管截止,此时人工线上由高压电流经充电电感、充电二极管进行直流谐震充电,人工线上的电压约达到高压整流器输出的两倍。
雷达组成和工作原理

雷达组成和工作原理雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的设备,广泛应用于军事、民用、气象等领域。
雷达的组成和工作原理是雷达技术的基础,下面将详细介绍。
一、雷达的组成雷达主要由以下几部分组成:1.发射机:发射机是雷达的核心部件,它产生高频电磁波并将其送入天线。
2.天线:天线是雷达的接收和发射装置,它将发射机产生的电磁波转换成空间电磁波,并将接收到的回波转换成电信号送入接收机。
3.接收机:接收机是雷达的信号处理部件,它将接收到的电信号进行放大、滤波、解调等处理,得到目标的距离、速度、方位等信息。
4.显示器:显示器是雷达的输出部件,它将接收机处理后的信息以图像或数字的形式显示出来,供操作员进行判断和决策。
二、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用电磁波的特性进行探测和测距。
雷达发射机产生高频电磁波,经过天线转换成空间电磁波,向周围环境发射。
当电磁波遇到目标时,一部分电磁波被目标反射回来,经过天线转换成电信号送入接收机。
接收机对接收到的信号进行放大、滤波、解调等处理,得到目标的距离、速度、方位等信息。
最后,将处理后的信息以图像或数字的形式显示出来,供操作员进行判断和决策。
雷达的探测距离和精度与电磁波的频率、功率、天线的大小和形状、目标的反射特性等因素有关。
一般来说,雷达的探测距离越远,精度越高,需要的电磁波功率越大,天线越大,目标反射特性越好。
三、雷达的应用雷达广泛应用于军事、民用、气象等领域。
在军事领域,雷达可以用于侦察、监视、导航、武器控制等方面。
在民用领域,雷达可以用于航空、航海、交通、地质勘探、环境监测等方面。
在气象领域,雷达可以用于探测降水、测量风速、预测天气等方面。
雷达是一种非常重要的探测和测距设备,它的组成和工作原理是雷达技术的基础。
随着科技的不断发展,雷达技术也在不断创新和进步,为人类的生产和生活带来了更多的便利和安全。
(完整版)雷达原理(第三版)丁鹭飞第2章

第2章 雷达发射机 10 000
平 均 功率 /kW 功率 / MW
4 1000
100 3
10
5
2
100
4
微波管 PF 2 边 界
10
32
1
1.0
5
1
1
0.1
1
10
100 1000
频率/GHz
(a)
0.1
6
0.01 0.1
1.0
10 100
频率/GHz
(b)
螺线行波管
100
行波速调管
带宽(% )
耦合腔行波管 10
第2章 雷达发射机
第2章 雷达发射机
2.1 雷达发射机的任务和基本组成 2.2 雷达发射机的主要质量指标 2.3 单级振荡和主振放大式发射机 2.4 固态发射机 2.5 脉冲调制器
第2章 雷达发射机
2.1 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。
第2章 雷达发射机
对于分布性的寄生输出则以偏离载频若干赫的傅里叶频率
(以fm表之)上每单位频带的单边带功率与信号功率之比来衡量, 其单位以dB/Hz计。由于分布性寄生输出对于fm的分布是不均匀 的, 所以信号频谱纯度是fm的函数, 通常用L(fm)表示。假如测量 设备的有效带宽不是1 Hz而是ΔBHz, 那么所测得的分贝值与L(fm) 的关系可近似认为等于
电源、控制、 保护电路
预调器
雷达原理基础知识

雷达原理基础知识
雷达原理是一种用于遥测目标的无线技术,历史可追溯到二十世纪初期。
它是一种能
够检测并评估(例如距离、外形等)未知目标的一种技术。
在雷达原理中,微波或射频信号被发射一个大小的探测区域,以定期的波形发射出去。
一旦有的物体在检测区域内的波射,那么一些微小的部分会被反射,由接收机接收,并
将其返回给发射机。
发射机将根据接收回来的信号来计算目标的距离,方向等参数。
此外,雷达还可以检测到天气现象,探测目标的大小和形状,还可以进行辅助定位。
雷达技术常用在运输行业、军事监视和气象预警系统中。
雷达原理一般有如下两部分组成:
• 发射机:发射机是雷达原理的核心,它负责发射高功率微波或射频信号去探测物体
的位置和性质。
• 接收机:接收机是一种收集和研究从目标物体反射回来的微波或射频信号的装置,
这些信号通常用于测定距离、运动状态或对象的大小、形状等信息。
从上面可以看出,双向雷达测量系统的核心元件是发射机和接收机,它们一起将微波
或射频信号发射到指定的探测区域,然后捕捉并识别反射回来的信号。
这些信号通常只能
经过一定的处理,才能用于测量。
此外,雷达还需要一个扫描机制来标识物体的位置,而这一机制的实现有两种方式:
一种是移动发射和接收机设备,另一种是使用空地交互天线来建立波束以旋转扫描整个探
测区域。
因此,要想正确识别目标物体,就需要同时考虑到诸如频率、功率、发射时间、扫描
机制等一系列参数,确保雷达系统能够准确有效地检测到特定的物体。
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发射机体积大,重量重,成本高、消耗功率大,原因是它需产生大功率射频输出,而这 种要求来自雷达系统设计的综合考虑。
搜索雷达作用距离的4次方与平均射频功率、天线孔径面积(确定天线增益) 、扫描需 要覆盖立体角的时间(限制了每个方向上收集信号及为提高信噪比而积累信号的时间长短) 成正比,即
宽宽得多的带宽内产生相当可观的电磁干扰(EMI)(同轴线磁控管稍好一些);
磁控管特性
在磁控管适用的场合,其工作特性与早期比较有相当大的改善。
调谐器
大功率磁控管的机械调谐范围一般为频率的5%〜10%,在某些情况下可达25%。
旋转调谐
在1960年左右研制出旋转调谐(自旋调谐)的磁控管[5][6]。阳极腔体上悬挂了一个带槽
接收机灵敏度未在式(4.1)中出现,这是由于热噪声对接收机的灵敏度有明确的限制, 在这个简单距离方程中,默认接收机总是工作在最高的灵敏度状态。
平均发射功率仅仅是雷达距离方程中的一个因子。而且成本又很高,为何还要求如此之 高的功率?用减小功率但增加天线孔径或扫描时间的办法来补偿是否为较好的办法?回答是 天线孔径增加使成本增加得更快。这是因为天线的重量、结构的复杂程度、尺寸误差以及对
(1)需要对频率进行精确控制,而要求的精度在考虑到齿轮间隙、热漂移、频推和频牵
等因素后,超过磁控管调谐所能达到的程度;
(2)需要精确的频率跳变,或在脉间或脉组内的频率跳变;
(3) 需要极高的频率稳定度。磁控管的稳定性不适于输出宽脉冲(如100Ms),起始抖动
又限制它们在极窄脉冲中的应用(如0.1 4s),这个弱点在大功率时和低频段尤为突出;
对消。很了不起的是,磁控管对MTI工作居然有足够的稳定性,如果考虑到脉间自激磁控管
的频率变化必须小于0.00002%。在每个脉冲磁控管开始振荡时,起始射频相位是任意的,所
以必须使用锁相相参振荡器 ⑷或等效器件(测量发射相位,在接收信号处理时校正)。高压电
源(HVPS)和脉冲调制器必须为磁控管提供非常稳定(可重复)的脉冲,保证不影响MTI
迫使射频管开发超出(或无意地超过)当前技术水平面临的风险,特别是当期望达到的 功率超过单管的能力时,使用多个射频发射管进行功率合成的想法变得十分有吸引力。这原 来是一种将在后面(4.5节)讨论的十分实用的方法。 因为单个固态射频器件与单个真空管相 比,只能承受很小的功率,所以,能功率合成、易实现、可靠性高是固态发射机实用化的原 因。无疑,将一些射频管组合以获得需要的大功率电平,增加了发射机的复杂程度,但另一 方面,组合大量射频器件(在固态发射机中常这样做)会带来一些如第5章中所讨论的故障
谐300次。若调制器的PRF不同步于调谐速率,则发射的频率将在脉间按某一规律变化,其 变化频率为PRF与调谐速率之差。快速改变调制器的PRF或马达转速,能得到不规则的(伪 随机)频率跳变。接收机本振的初始跟踪信息从一个与调谐盘装在同一轴上,通常为电容性 的内部转换器得到。
图4.3磁控管的旋转调谐
旋转调谐器的使用除高成本、大重量外,还带来一些弊病:由于旋转盘不易冷却,管子 的平均功率输出小于采用一般调谐的磁控管。不能保证精确的带边调谐。因为每个调谐周期 都覆盖了整个调谐范围,又不允许指定带宽以外的运用,调谐范围容限只能由带宽承担。用 于MTI(此时调谐停止)时,稳定度逊于其他的调节方式。
4.2
历史上,第二次世界大战期间磁控管的发明使脉冲雷达得以实用,早期的雷达系统确实
是围绕着磁控管所能实现的功能来制造的。例如5J26,用于搜索雷达超过40年。它工作于L
波段,在1250〜1350 MHz范围内可机械调谐。当脉冲宽度为1七,重复频率每秒1000个脉
冲(pps),或2」s, 500pps时,其典型峰值功率为500kW。无论何种情况,占空比均为0.001, 并提供500W平均射频功率。其40%的效率是磁控管的典型值。1〜2七的脉冲宽度提供150〜300 m的距离分辨力,对磁控管也很“方便”,它简单地振荡于其机械空腔的谐振频率上,但 与宽脉冲宽度的窄信号带宽相比,易于出现不可接受的频率稳定性问题。
图46重入式正交场放大器的漂移区和控制电极实际上直流工作方式很少使用23这是因为需要一个大得多的电容器组以限制电压跌落与在恒流模式使用开关管相反并且需要消弧电路防止直流工作的正交场放大管起弧的影响参见49节消弧电路使工作中断数秒钟而不只是中断单个脉冲的时间它并不能避免管子起弧
第
T. A. Weil
4.1引言
软化以及可靠性高的优点。
为何采用脉冲方式
如果同广播电台那样,只用连续波发射方式可以大大简化雷达发射机并降低成本。产生 大功率射频脉冲导致非常高的工作电压(直流和射频)问题、能量存储问题、大功率开关器 件问题。有些射频器件如C类放大器(真空管或固态器件)是自脉动(Self-pulsing)工作方
式,仅在射频驱动时吸收电流,但是大多数微波管需要采用不同类型的调制器(4.8节),使
纯连续波雷达用多普勒频偏发现运动目标,但得不到距离信息。一般解决这个问题的方
一段充有低击穿电压气体的传输线,它用发射的大功率信号使充气的收发“管”启辉,将发
射信号引向天线。收发管在发射脉冲后快速恢复(消电离),便允许将天线来的信号导向接收
机。用图中的限幅器来防止发射期间通过收发管的泄漏功率损坏接收机;限幅器也用于防止 接收邻近雷达发射信号,这些信号强度不足以使收发管启辉,但大到足够损坏接收机。
无可争辩的结论是,“前端瓦特数才是算数的”。期望获得最佳的雷达工作性能多半意味 着天线尺寸和发射功率二者都被推到可以忍受的极限。
迫使发射机按其最大可获得功率设计往往导致研制时间、开发经费出现问题和其他风 险。这种情况在采用新型射频发射管时尤为突出,例如,AN/FPN—10L波段雷达研制计划
被迫中断,是由于供应商未能使磁控管在大占空系数范围内足够稳定;在使用内部真空腔而 不是外部真空腔的大功率速调管的第二只管子(备份管)的合同履行前,弹道导弹早期预警 系统(BMEWS)的研制也面临过同样的危险[1]。即使是“成功”的射频管开发工作也可能因 为打火率临界、冷却设计(导致可靠性问题)、过份的维护和后勤经费问题以及用户的不愉快 等因素而终止。
铁氧体收发开关(如图4.2(b)所示)使用铁氧体环流器 ⑶替代收发管把发射功率送 到天线并将天线接收到的信号传到接收机。但是,对这种器件发射期间由天线电压驻波比
(VSWR)导致的反射功率亦直接送入接收机,故仍然需要收发管和限幅器,以便于在发射 期间保护接收机。
无论是哪种情况,在脉冲雷达系统中用收发开关达到收发共用一副天线的目的。
其不致浪费功率,并在脉冲之间的接收期间不产生噪声。
采用脉冲方式工作基本上是因为,当用户说话时很难听到别的声音(会议中并不是每一 个人都了解这一点)。在雷达系统中,如果发射机连续处于导通状态,则发射机连续发射的信 号对试图接收来自远距离目标微弱回波的接收机的干扰是一个难以解决的问题。连续波雷达 用分立的发射和接收天线隔离收、发信号。当天线不能分开足够的距离以使发射机至接收机 的泄漏低于接收机的噪声电平时(例如两个天线不得不装在同一个车辆上),可采用馈通消除
底座的要求都随着天线孔径的增加而迅速增加。公式中另一个因子一一扫描时间由一些确定 系统工作的要求决定。 例如,每4s观测一次lOOmile内的所有飞机,以便及时发现目标航线 的改变;所以扫描时间一般是不可变的(这些也许可以解释为什么要讨论雷达的“功率孔径 积”,而不是它的“功率孔径扫描时间积”)。
在雷达系统中使用一部巨大、昂贵的天线配接小功率、便宜的发射机显然是不合情理的, 反之亦然。因为将弱小的部分加倍,可使巨大的部分减小一半,从而显著减小系统成本。因 此,系统总成本最小化要求合理地平衡这两个子系统的成本。其结果是对任何复杂的雷达系 统,系统设计师总是要求大的发射机功率。
(Feedthrough nulling)技术,即在接收机输入端用负反馈抵消发射载波的方法,减小发射泄 漏信号对接收机的影响。由于载波附近存在载有目标多普勒信息的信号,反馈回路的选择性 要求较高以便仅仅消除载波。因此,对连续波雷达灵敏度的基本限制是,对泄漏到接收机的 发射机噪声边带(由发射不稳定引起)设置了一个极限,低于该极限的小动目标信号不能被 发现;连续波雷达的最大探测能力往往受此因素限制。
磁控管发射机在文献中有详细的描述[2]。它能很容易地提供高峰值功率,体积小,既简 单,又便宜。脉冲磁控管的变化范围从1in3,1kW峰值功率的信标磁控管到数兆瓦峰值功率 和数千瓦平均功率,制造过高达25kW的连续波磁控管,以用于工业加热。所有的商用航海 雷达都使用磁控管。
磁控管发射机广泛用于动目标显示(MTI)工作,在典型情况下可得到30〜40dB杂波
发射机是脉冲雷达系统的一个组成部分
图4.1示出典型的脉冲雷达系统框图。在这些方框中,公共媒体一般只标注天线和显示 器,其余部分则成为 “幕后英雄” 。这些不被媒体看重的部分对雷达系统同等重要,而且从设
计角度而言也同样有趣。
图4.1典型雷达系统框图
发射机在雷达系统的成本、体积、重量、设计投入等方面占有非常大的比重,也是对系 统电源能量以及维护要求最多的部分。 它通常是竖在雷达设备间角落里的大机柜, 嗡嗡叫着, 身上挂着“高压危险”的牌子,所以人们都宁愿远离它。其内部结构奇特,更像一个酿酒厂, 而不是电脑或电视。本章试图解释雷达发射机为何如此,希望给读者展示一个不神秘的雷达 发射系统。
孔的盘(如图4.3所示),当它旋转时就交替地给空腔加上感性或容性的负载,以升高或降低 频率。当盘旋转一周时,频率在整个带宽内来回变化的次数等于沿围绕阳极的腔体的数目, 所以能够实现快速调谐。调谐盘用轴承支撑在真空中(最初是为旋转阳极X射线管研制的),
并通过磁耦合到外部的轴上。如转速为1800r/min,管子有10个腔体,则可在带宽内每秒调
(4.1) 探测距离随功率的4次方根变化是因为,输出的发射功率密度与返回的目标回波能量密 度随其经过距离的平方而衰减。 用提高发射机功率的方法增大雷达作用距离需付出大的代价: 功率需要提高16倍才能使探测距离增加一倍。反之,降低距离要求可显著地减少系统成本。