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1、雷达原理四川大学电子信息学院杨晓庆第二章学习提示掌握雷达发射机的基本类型掌握雷达发射机的设计参考指标掌握各种雷达射频管和放大链的特点掌握脉冲调制器的基本原理雷达发射机简介雷达发射机伴随着二次世界大战初出现的第一批搜索雷达的应用而诞生。(真空三极管发射机，工作频率限于VHF和UHF)在随后的年代相继出现了速调管（美国人Varian兄弟发明），磁控管（英国人Radall和Boot发明），行波管(RudolphKompfiner博士发明）等微波电子管，并付之实用。促使雷达发射机在微波频段获得大发展。第二章雷达发射机2.1雷达发射机的任务和基本组成发射机的任务？在┻控制下产生周期性大功率微波脉冲振荡
2、，作为雷达发射信号。发射机的特点：体积大重量重成本高消耗功率大为何发射机功率如此之大？雷达距离4次方与功率、天线孔径面积成正比。是否可以通过增加天线孔径面积来提高作用距离？天线与发射功率综合考虑。为何采用脉冲方式？成本增加？如象广播电台那样，只用连续波方式可以大大降低发射机成本？连续波雷达需要两个天线，会带来探测距离的3dB的损失。调制方式：振幅调制①CW②pulsewidth，repeatfrequency频率调制①fixedfreq②频率分集③freqcoded④LFM⑤频率捷变相位调制①随机相位②相位相参③相位编码基本组成(1)主振放大式fsfs主控振荡器中间射频功放末级射频功放脉冲调
3、制器定时器电源fs(2)单级振荡式至天线定时器脉冲调制器大功率射频振荡器电源2.2、主要技术指标根据雷达用途使用性能是雷达发射机电路设计、制作的依据。工作波段(发射管的选择？)频率与什么有关系？λ或fs直接影响作用距离抗干扰(雨雪、海浪)性能分辨率微波三、四极管UHF，VHFUHF，L、S、C、X磁控管、行波管、速调管、正交场放大管X波段以下目前可以用晶体管器件实现雷达发射机的瞬时带宽只针对主振放大发射机在不进行任何调整时工作频率的可变化范围，其输出功率值的变化小于1dB瞬时带宽大于所放大信号带宽瞬时带宽的大小决定了放大管的类型目标识别，成像2.发射脉冲功率Pt：τ内射频振荡的功率（KW）P
4、t↑→rmax↑电路、结构复杂，可靠性↓，造价↑3.脉冲宽度τ：射频振荡持续的时间。（μs）τ↓→距离分辨率↑盲区↓τ↑→Pt·τ↑→rmax↑近量程窄τ高分辨率0.05～0.1μs远量程宽τ作用距离远0.5～1.2μs中量程中τ兼顾上述两者0.2～o.4μs4.脉冲重复频率F：每秒钟发射的次数（Hz）F↑→回波脉冲积累数个→rmax↑F与测距关系F=400~4000Hz5总效率：发射机的输出功率与输入总功率之比6信号的稳定度或者频谱纯度：信号的各项参数，例如信号的振幅、频率（或相位）、脉冲宽度及重复频率是否随时间变化。影响频谱纯度的两个因素？相位噪声相位噪声是指单位Hz的噪声密度与信号总功
5、率之比,表现为载波相位的随机漂移,是评价频率源(振荡器)频谱纯度的重要指标寄生干扰真空电子管雷达发射机设计方法方案考虑（1）确定发射机类型主振放大信噪比40dB以上单极振荡信噪比30dB以下大功率锁相技术（2）确定发射机组成形式1射频系统峰值功率在1MW以内的行波管或速调管放大链一级固体功率放大器驱动一级真空管放大器5MW一级固体功率放大器驱动二级真空管放大器2.3单级振荡和主振放大式发射机频率捷变的主振放大发射机速调管行波管正交场放大器各种射频管的比较速调管：增益高，带宽窄，造价较高，重量大行波管：增益较高，带宽较宽，造价高，重量大正交场放大管：增益低，带宽较宽，造价低，重量轻。射频放大链
6、：行波管－行波管这种放大链具有较宽的频带,可用较少的级数提供较高的增益,因而结构较为简单。但是它的输出功率往往不大,效率也不是很高,常应用于机载雷达及要求轻便的雷达系统中。行波管－速调管它的特点是可以提供较大的功率,在增益和效率方面的性能也比较好,但是它的频带较窄,速调管本身以及要求的附属设备(如聚焦磁场及冷却和防护设备等),使放大链较为笨重,所以这种放大链多用于地面雷达。行波－前向波管这种放大链频带较宽,增益较低。体积重量相对不大,因而在地面的机动雷达、相控阵雷达(末级通常采用多管输出)以及某些空载雷达中应用日趋增多。2.3.4射频放大链应用举例某精密跟踪雷达用的发射机,工作在C波段,要求
7、输出脉冲功率为2.5MW,1dB带宽为1%,射频脉冲宽度为0.8μs(前沿宽度不大于0.1~0.5μs,后沿宽度不大于0.15~0.2μs),脉冲重复频率可在600~800Hz的范围内以三种不同的值跳变。其主振器(固体微波源)的输出功率为20mW、脉冲宽度为4μs的射频脉冲。2.4固态发射机固体器件具有优势，但替代真空器件过程缓慢具有优势：（1）不用阴极加热，寿命长。不存在预热延时和灯丝功率浪费，使用寿命几乎
