第二章 雷达发射机

1、内容提要：内容提要：l 发射机的任务l 发射机的主要质量指标l 发射机的种类及结构l 典型发射机为雷达提供一个载波受到为雷达提供一个载波受到调制调制的的大功率大功率射频射频信号，经馈线和收发信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。开关由天线辐射出去。调调 制制: 提高分辨率提高分辨率大功率大功率: 提高作用距离提高作用距离射射 频频: 便于无线辐射便于无线辐射发射机的任务发射机的任务发射信号本身不具有目标信息，但为雷达获取目标和环境信息提供载体。发射机一般具有高频、高压、大功率的特点，它是雷达系统中最大、最重和最昂贵的部分。 发射机的主要质量指标发射机的主要质量指标u工作频率或波段u输出功率u总

2、效率u信号形式u信号稳定度1. 工作频率或波段雷达的工作频率或波段是按照雷达的用途确定的。工作频率或波段的不同影响对发射机的设计物理尺寸物理尺寸发射功率发射功率波束宽度波束宽度大气衰减大气衰减f功率器件选择功率器件选择2. 输出功率影响：作用距离抗干扰能力定义：发射机送入天线输入端的功率1/422max3min(4)tPGRS 、峰值功率：脉冲期间射频振荡的平均功率、平均功率：脉冲重复周期内的输出平均功率。rtrtavfPTPPrT3. 总效率定义：发射机输出总功率和输入总功率之比。ps为输入发射机的总平均功率4. 信号形式（调试形式）三种典型雷达信号和调制波形Trtt(a )Tr(b ) 0

3、(c )ttttu 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（或相位）、脉冲宽度、脉冲重复频率等随时间作不应有的变化的大小。信号参数的不稳定规律性：电源滤波不良、机械震动引起随机性：发射管噪声、调制脉冲的起伏引起衡量信号不稳定的指标时域频域信号某项参数的方差，如振幅方差、相位方差等。雷达信号在应有的信号频谱之外的寄生输出。信号的频谱纯度相对振幅Tr1fsinff01f0f01204060801000123信号的第一谱线离 散 型寄生输出分布型寄生输出fm / kHz /(dB/Hz)04频谱纯度()10lgdB/HzmBL fB 带宽内的单边带功率信号功率()10lgdBmL

4、f离散谱单边带功率信号功率离散型寄生谱分布型寄生谱发射机的分类1、按调制方式： 连续波发射机 脉冲发射机2、按工作波段：短波米波分米波厘米波毫米波3、按产生信号方式 ：单级振荡式 主振放大式4、按功率放大使用器件： 真空管发射机 固态发射机发射机的结构w单级振荡式单级振荡式 由振荡器直接产生大功率的射频震荡信号w主振放大式主振放大式 由两级构成，第一级产生射频信号，再通过第二级电路进行功率放大单级振荡式发射机预调器调制器振荡器电源、控制、保护电路优点：简单、经济、轻便缺点：频率稳定度差，难以形成复杂波形， 相继射频脉冲之间不相参非相参发射机主振放大式发射机固 体 微 波源中 间 射 频 功率

5、放 大 器输 出 射 频 功率 放 大 器脉 冲 调 制器脉 冲 调 制器定 时 器主 控 振 荡 器射 频 放 大 链至 天 线触 发 脉 冲射频信号源功率分配器N:1固态放大器1固态放大器N固态放大器2.功率合成器1:N至天线放大链式放大阵式主振放大式发射机的特点具有很高的频率稳定度发射相位相参信号，相参发射机适用于频率捷变雷达能产生复杂的波形固态电子器件：利用固体内部电子运动原理制成的具有一定功能的电子器件。固体一般可分为绝缘体 、半导体和导体3类 。半导体的电学性能容易受各种环境因素如掺杂、光照等的控制，易于制成电子功能器件，因此绝大部分的固态电子器件是用半导体材料制成的 。电子管（真

6、空管）是一种在气密性封闭容器（一般为玻璃管）中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。 发射机真空管发射机固态发射机真空电子管发射机-行波管基本结构l 电子枪 慢波结构l 收集极 输入输出装置行波管功率放大原理evEvEevv电子束和电场相对静止evEvEevv电子束相对电场向左运动Eevv电子聚集在加速场 evEvEevv电子束相对电场向右运动eEvv电子聚集在减速场 Eevv射频信号被放大的条件: 慢波结构固态发射机-基本组成单元微波晶体管双极晶体管场效应管Bipolar PH3135-90S Pulsed Power Transistor3.1-3.5

7、 GHz, 90 WUF28150J MOSFET Power Transistor100-500 MHz, 150 W晶体管特性固态高功率放大器模块应用先进的集成电路工艺和微波网络技术，将多个微波大功率晶体管的输出功率并行组合，制成固态高功率放大器模块。11: n12 n1n1:11: n2132 n2输入n2:1P n2A损耗(b)A(a)11: n12 n1n1:11: n2132 n2输入P n2AA集中合成输出结构空间合成方式固态发射机的优点与微波电子管发射机相比, 固态发射机具有如下优点:不需要阴极加热、寿命长具有很高的可靠性体积小、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1.雷达发射机的分类和主要技术参数指标有哪些？2.机载多普勒雷达为什么一定要用主振放大式发射机？3.雷达系统中应用固态发射