航海雷达与ARPA

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1、<航海雷达与ARPA>第一章基本工作原课第一节测距测方位基本原理1．测距a）利用电磁波特性：1）.直接传播（微波波段）2）.匀速传播（同一媒质中）3）.反射特性（在任何两种媒质的边界面）b）计算公式:S=C(t2-t1)/2其中：S：目标和本船距离;t1：发射时刻;t2：接收时刻；C：电波速度；为300000公里/秒为准确测量(t2-t1)，发射信号包络为矩形脉冲。2．测向天线为定向天线，只向一个方向发射，也只接收这个方向的目标回波，实现这个方向的测距。随着天波的转动，实现不同方向的测距。第二节基本组成及各部分作用1）触发电路：每隔一段时产生一个

2、尖脉冲，同时送到发射机、接收机、显示器三部分，使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间)2）发射机：触发脉冲到来后，立刻产生一个大功率，微波波段，具有一定宽度的脉冲包络射频（雷达工作频率,微波波段）的信号。3）发收开关：发射时；将发射机与天线接通，并将天线与接收机断开。接收时；将发射机与天线断开，并将天线与接收机接通。l第二章船用雷达设备第一节中频电源设备为满足船用雷达工作、及工作环境的要求，雷达对电源的电压值、频率值及各指标的稳定性均有具体的要求，船舶上存在低频、高频电源干扰，有船电负载多变化大等等现象。采用专门的中频电源，正是为了防止这些

3、干扰和有害的现象。目前；雷达电源有中频逆变器、中频变流机组二种。第三节雷达发射机一、主要组成及各部分作用1：触发脉冲产生器：相当于时钟电路，使雷达各部分同步工作。2．调制器及预调制器：触发脉冲一到，预调制器输出具有一定宽度的小功率正方波，控制预调制器产生的方波的起始时刻，预调制器产生的方波控制调制器，使调制器产生大功率负高压脉冲。有的雷达没有预调制器，预调制器的功能由调制器完成。所以；调制器是产生高压的部件。3：磁控营：在调制器输出的负高压作用下，磁控营产生矩形调制的微波振荡脉冲.实现能量转换，调制器相当于高压电源。5.2）：磁控营基本结构及工作

4、原理磁控营是实现微波振荡的元件，其结构、工作原理，与实际使用中的调试、维护等等事宜有关。下面我们扼要介绍之。A：基本结构阴极和阳极之间的空间,称为空腔，空腔内为真空。空腔内,有永久磁铁提供的恒定磁场，如图示。阴极内含有灯丝，加调制器送来的负高压前，灯丝先通电3min，用于加热阴极，阴极表面有氧化物涂层，加热使其产生自由电子，能量转换是自由电子完成的，没有3min加热，磁控管不能正常工作。B：工作原理调制器负高压脉冲一到，阴极和阳极之间激起微波振荡。阴极附件的自由电子，在飞向阳极过程中，由调制器提供的高压，使电子获得能量。又在恒定磁场的作用下，把自

5、由电子获得的能量，传给微波振荡，使原本微弱的微波振荡强大起来。载波频率采用下列二种：S波段—（2900~3100）MHZ—10cm（波长）X波段—（9300~9500）MHZ—3cm（波长）5.4）：工作状态判断：l磁控管正常工作时，有稳定的阳极电流，所以；能够输出稳定的大功率微波，氖灯遇大功率微波辐射会发亮。l这样；我们可以采用氖灯法、电流观察法、雷达性能监视器三种方法来判断磁控管工作状态。l①电流法：la）：电流值为规定值，磁控管工作正常。否则为不正常。l②氖灯法：l氖灯放在距收发机波导口10~15（cm）处，若氖灯发亮，说明正常。不发亮，管

6、子不工作。l③雷达性能监视器l（后续章节介绍）5.5）：磁控管保存及使用：由于磁化作用，磁控管保存有如下规定：木箱内，磁控管离铁磁体至少10cm，二个磁控管之间至少距离20cm。备用磁控管应经常轮流使用。5.3）：老练l“老练”是更换磁控管时，为确保设备安全，要进行的一个步骤。l什么是“打火”l磁控营空腔内为真空，如果空腔内有气体，高压会使气体电离，就会有负离子飞向阳极，形成阳极电流，这一现象称为“打火”。l什么是“老练”l气体一下子全部电离，就会有大量负离子飞向阳极，形成很大的阳极电流，会损伤阳极。l逐步加高压，逐步电离，慢慢去除气体，可以避免

7、对磁控管的伤害，这一过程称为老练，步骤如下：l“老练”步骤la）：先加灯丝电压半小时。lb）：再加较低的高压半小时或更长时间，之后加较高的电压。lc）：若在某电压灯火，退回先前的电压，一段时间后，再返回该电压，若再打火，则再退回，直到不打火，这样；电压慢慢向上升，直到额定值。l老练前提：新管，6个月未用的旧管。l三．特高压电源的三种开关l发射开并、延时开关、门开关三种开关各自有不同的用处，三种开关同时合上、高压才能加到磁控管。1：3分钟延时开关：保护磁控管2：门开关：收发机箱的盖板没有合上，门开关断开，调制器没有特高压电源供电，不能发射。这样就确

8、保了人员的安全。3：发射开关（雷达电源：off->Standby）：由操作人员控制。开启雷达电源后，“预备”指示灯亮，延时开关，保证在发