雷达原理(第三版)第 2 章 雷达发射机
电子科技大学-雷达原理XXXX
绪论——雷达的历史与发展
二次大战中和大战后
– 微波雷达（1941，英美S/X波段雷达） – PPI显示 – 超外差接收
绪论——现代雷达
AN TPS-75v长程对搜索雷达(台空军东引岛)
绪论——现代雷达
绪论——现代雷达
中国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
美国炮瞄雷达
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
雷神GBR
绪论——现代雷达
AN FPS-85 相控阵空间监视雷达
绪论——现代雷达
COSMO-SkyMed 雷达卫星
绪论——现代雷达
美军天基雷达
绪论——现代雷达
美军SBX雷达
天线噪声：主要包括热噪声和宇宙噪声，当接收机电阻与天线辐 射电阻匹配时，功率NA=kTABn
等效噪声带宽：
H ( f ) 2df
Bn 0 H ( f0 ) 2
雷达接收机——接收机噪声系数
噪声系数与噪声温度
噪声系数：
F Si / Ni Si No 1 NiG N 1 N 1 N
So / No So Ni G Ni
工作带宽
接收机频率变化范围 抗干扰性能：需要大带宽 高灵敏度：窄带宽
动态范围
接收机正常工作容许的输入信号强度的变化范围 从Si,min-接收机过载时的输入信号功率
中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择：取决于发射波形、接收机工作带宽、前端器 件性能 滤波特性：匹配滤波
雷达接收机——主要技术指标
tr：电磁波往返时间
雷达的距离分辨力为：
R
c
2
雷达原理【ch02】雷达发射机 培训教学课件
达的测试精度、分辨力；雷达的应用环境（地面、机载、舰载或太空应用等）因素；目前
和近期微波功率管的技术水平。
雷达发射机的瞬时带宽是指输出功率变化小于 dB 的作频率范围。通常窄频带发射机
采用三极真空管、四极真空管、速调管和硅双极晶体管。宽带发射机则选用行波管、前向
图(d)出了宽带大功率行波管——前向波管发射机组成框图。这种发射机的特点是行波管
具有宽带、高增益，前向波管具有高功率和高效率。这是一种比较优选的放大链组合，主
要应用于可移动式车载测控雷达和机载预警雷达。
04
PA R T F O U R
真空微波管
雷达发射机
四 、 真空微波管雷达发射机
1.概述
在脉冲雷达中，用于发射机的真空微波管按工作原理可以分为三种：真空微波三极
至下降边幅度0.9A处之间的脉冲持续时间；脉冲上升边宽度 ，
为脉冲上升边幅度0.1A~0.94处之间的持续时间；脉冲下降边宽
度 为脉冲下降边0.9A~0.1A处之间的持续时间；顶部波动为顶
部振铃波形的幅度Au与脉冲幅度4之比；脉冲顶部倾斜为顶部倾
斜幅度与脉冲幅度A之比。上述发射信号检波波形的参数是表示
雷达发射信号的基本参数。
03
PA RT T H R E E
雷达发射机的主要
部件和各种应用
三 、 雷达发射机的主要部件和各种应用
1.概述
现代雷达已被广泛应用于国防、国民经济、航空航天、太空探测等领域。雷达发射机
技术除了应用于雷达外，在导航、电子对抗、遥测、遥控、电离探测、高能加速器、工业
微波加热、医疗设备、仪表设备、高能微波武器等方面都得到了广泛应用。
雷达原理
4
雷达原理
2.4 固态发射机
• 固态发射机发展概况和特点
– 逐步替代常规微波电子管发射机，优点如下 • 寿命长、可靠性高 • 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
– 平均功率大而峰值功率受限，适用于高工作比 雷达，如连续波雷达
– 在 UHF ~ L 波段发展较快
• 雷达的基本概念
– 利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射 来探测目标，获取目标空间坐标、速度、特征 等信息的一种无线电技术，相应的设备称为雷 达站或雷达机，简称雷达
– 二次辐射：反射（单基地）、散射（多基地）
– 转发：二次雷达（导航）
– 固有辐射：通信及雷达信号（被动/无源）、随 机热运动电磁辐射（导引头）
雷达原理
1.1 雷达的概念
• 雷达信号处理
– 目标信号总是被淹没于 杂波（+干扰）+ 噪声
的背景中 – 杂波及干扰强度往往超过目标信号的千万倍 – 信号处理作用
• 增强待测目标信噪比，提取目标参数 • 抑制杂波和干扰信号
雷达原理
1.2 雷达探测原理
• 雷达回波中的可用信息
– 斜距 R （ Rmax 可由雷达方程估算）
• 总效率
– 发射机输出功率与其输入总功率之比 – 对主振放大式发射机应改善输出级的效率
雷达原理
2.2 雷达发射机电性能指标
• 信号形式（调制形式）
– 不同信号形式对发射机的要求各异
波形 简单脉冲 脉冲压缩 高工作比多卜勒
调制类型 矩形调幅
线性调频、相位编码 矩形调幅
工作比（占空比）% 0.01 ~ 1 0.1 ~ 10 30 ~ 50
雷达原理_第二章-雷达发射机
离 散 型 寄生输出
3
4
从图中可以看出，存在两种类型的寄生输出：一类是离散的；另一类 是分布寄生输出，前者相应于信号的规律性不稳定，后者相应于信号 的随机性不稳定。
2:雷达发射机的主要质量指标
•对于离散型寄生输出
主副比 10 lg 离散型寄生谱： 信号谱的最大功率 寄生谱的最大功率
•对于分布型寄生输出
•
AM
•
FM
•
PM PM其实也是频率调制，只是调制时对频率 的控制精度更高,调制电路也较为复杂。
1:雷达发射机的任务和基本组成
• • • 数字调制: ASK FSK
•
•
PSK
OOK
1:雷达发射机的任务和基本组成
二、发射机的分类与组成
•单级振荡式发射机 •主振放大式发射机
1:雷达发射机的任务和基本组成
第二章 雷达发射机
提
纲
1.雷达发射机的任务和基本组成
2.雷达发射机的主要质量指标
3.单级振荡式和主振放大式发射机
4.固态发射机 5.脉冲调制器：提供合适的视频调制脉冲
1:雷达发射机的任务和基本组成
一、发射机的任务 二、发射机的分类与组
1:雷达发射机的任务和基本组成
一、发射机的任务 产生大功率的特定调制的电磁振荡即射频信 号。 对于常见的脉冲雷达，要求发射机产生具有 一定宽度、一定重复频率、一定波形的大功率射
耦合度：耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。
隔离度：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功 率之比，单位dB。
1:雷达发射机的任务和基本组成
天线增益（dB）：指天线将发射功率往某一指定方向集 中辐射的能力。一般把天线的最大辐射方向上的场强E与
雷达原理(第三版)第-2-章--雷达发射机
频放大管旳选择关系亲密。有关多种微波放大管旳工作原理已
经在“微波电子线路”课程中讨论过, 在此仅从微波管对发射机
性能影响旳角度出发讨论微波管旳选用问题。前面已经提到, 当
雷达工作频率在1000MHz
, 一般选用直线电子注微波管
( O型管)和正交场型微波管(M型管)作为发射机旳射频放大管。
在表2.2中我们对高功率脉冲工作旳O型管和分布发射式旳M型管
表 2.1 雷达旳常用信号形式
第2章 雷达发射机
Tr
(a)
Tr
0
＋ ＋＋ ＋
－
(b)
＋＋＋ ＋
－
t t
t t
＋＋＋ ＋
－
t
t (c)
图 2.4 三种经典雷达信号和调制波形
第2章 雷达发射机
5 . 信号旳稳定度或频谱纯度
信号旳稳定度是指信号旳各项参数, 例如信号旳振幅、 频率 (或相位)、 脉冲宽度及脉冲反复频率等是否随时间作不应有旳 变化。背面将会分析到, 雷达信号旳任何不稳定都会给雷达整机 性能带来不利旳影响。例如对动目旳显示雷达, 它会造成不应有 旳系统对消剩余, 在脉冲压缩系统中会造成目旳旳距离旁瓣以及 在脉冲多卜勒系统中会造成假目旳等。信号参数旳不稳定可分 为规律性旳与随机性旳两类, 规律性旳不稳定往往是由电源滤波 不良、机械震动等原因引起旳, 而随机性旳不稳定则是由发射管 旳噪声和调制脉冲旳随机起伏所引起旳。
在同一频段、一样峰值功率和平均功率电平下旳各项主要性能
进行了比较。在1000 MHz下列用得较多旳是微波三、 四极管(栅
控管), 在表2.3中列出了它们旳主要性能。
第2章 雷达发射机 表2.2 高功率脉冲工作旳O型管和分布发射式M型管旳性能比较
2023年大学_《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载
2023年《雷达原理》第三版(丁鹭飞耿富录著)课后答案下载《雷达原理》第三版内容简介第1章绪论1.1 雷雷达传感器雷达传感器达的任务1.2 雷达的基本组成1.3 雷达的工作频率1.4 雷达的应用和发展1.5 电子战与军用雷达的发展主要参考文献第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 脉冲调制器主要参考文献第3章雷达接收机3.1 雷达接收机的组成和主要质量指标 3.2 接收机的'噪声系数和灵敏度3.3 雷达接收机的高频部分3.4 本机振荡器和自动频率控制3.5 接收机的动态范围和增益控制3.6 滤波和接收机带宽主要参考文献第4章雷达终端显示器和录取设备4.1 雷达终端显示器4.2 距离显示器4.3 平面位置显示器4.4 计算机图形显示4.5 雷达数据的录取4.6 综合显示器简介4.7 光栅扫描雷达显示器主要参考文献第5章雷达作用距离5.1 雷达方程5.2 最小可检测信号5.3 脉冲积累对检测性能的改善 5.4 目标截面积及其起伏特性 5.5 系统损耗5.6 传播过程中各种因素的影响 5.7 雷达方程的几种形式主要参考文献第6章目标距离的测量6.1 脉冲法测距6.2 调频法测距6.3 距离跟踪原理6.4 数字式自动测距器主要参考文献第7章角度测量7.1 概述7.2 测角方法及其比较7.3 天线波束的扫描方法7.4 三坐标雷达7.5 自动测角的原理和方法主要参考文献第8章运动目标检测及测速8.1 多卜勒效应及其在雷达中的应用8.2 动目标显示雷达的工作原理及主要组成 8.3 盲速、盲相的影响及其解决途径8.4 回波和杂波的频谱及动目标显示滤波器 8.5 动目标显示雷达的工作质量及质量指标 8.6 动目标检测(MTD)8.7 自适应动目标显示系统8.8 速度测量主要参考文献第9章高分辨力雷达9.1 高距离分辨力信号及其处理9.2 合成孔径雷达(SAR)9.3 逆合成孔径雷达(ISAR)9.4 阵列天线的角度高分辨力主要参考文献《雷达原理》第三版作品目录《雷达原理(第四版)》分为雷达主要分机及测量方法两大部分。
雷达原理第三版丁鹭飞
1.
在雷达整机要求有很高的频率稳定度的情况下, 必须采用主 振放大式发射机。 因为在单级振荡式发射机中, 信号的载频直 接由大功率振荡器决定。由于振荡管的预热漂移、温度漂移、 负载变化引起的频率拖曳效应、 电子频移、 调谐游移以及校准 误差等原因, 单级振荡式发射机难于达到高的频率精度和稳定度。
第2章 雷达发射机
在1000 MHz以上放大链通常有行波管-行波管、 行波管-速 调管和行波管-前向波管等几种组成方式:
1) 行波管-行波管式放大链 这种放大链具有较宽的频带, 可 用较少的级数提供高的增益, 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。
冲重复周期为Tr, 则有
Pav
Pt
Tr
Ptf r
式中的fr=1/Tr是脉冲重复频率。τ/Tr=τfr称作雷达的工作比D。 常
规的脉冲雷达工作比的典型值为D=0.001, 但脉冲多卜勒雷达的
工作比可达10-2数量级, 甚至达10-1数量级。显然, 连续波雷达的
D=1。
第2章 雷达发射机
3.
发射机的总效率是指发射机的输出功率与它的输入总功率 之比。 因为发射机通常在整机中是最耗电和最需要冷却的部 分, 有高的总效率, 不仅可以省电, 而且对于减轻整机的体积重 量也很有意义。对于主振放大式发射机, 要提高总效率, 特别要 注意改善输出级的效率。
第2章 雷达发射机 表2.2 高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
第2章 雷达发射机 表2.2 高功率脉冲工作的O型管和分布发射式M型管的性能比较
第2章 雷达发射机 表 2.3 微波三、四极管的主要电性能
雷达原理PDF
雷达原理 PDF雷达是一种利用无线电波进行目标探测和测距的电子设备。
其基本原理是，通过发射电磁波对目标进行照射，然后分析反射回来的电磁波以获得目标的信息。
下面将详细介绍雷达的工作原理和技术特点。
一、雷达的基本组成雷达主要由发射机、接收机、信号处理机和显示控制单元等组成。
发射机负责产生高频电磁波，然后通过天线将其发送到空间中。
当电磁波遇到目标时，会反射回来并被接收机接收。
接收机接收到反射回来的电磁波后，将其转换为低频信号并送入信号处理机进行处理。
信号处理机对接收到的信号进行分析和处理，提取出目标的位置、速度等信息，并将其送入显示控制单元进行显示和控制。
二、雷达的种类雷达按照不同的分类方式可以分为不同的类型。
例如，按照工作频段可以分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和毫米波雷达等；按照用途可以分为军用雷达、民用雷达和通用雷达等；按照工作方式可以分为脉冲雷达和连续波雷达等。
三、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用电磁波的反射和传播特性。
雷达发射的电磁波遇到目标后，会反射回来并被接收机接收。
通过测量反射回来的电磁波的相位、频率和幅度等参数，可以确定目标的位置和速度等信息。
例如，通过测量反射回来的电磁波的相位差，可以确定目标距离雷达的距离；通过测量反射回来的电磁波的频率变化，可以确定目标的径向速度；通过测量反射回来的电磁波的幅度，可以确定目标的大小和形状等信息。
四、雷达的技术特点雷达的技术特点包括探测能力、测速精度、测距精度和分辨率等。
其中，探测能力是雷达最重要的特点之一，它决定了雷达能够发现和跟踪的目标数量和质量；测速精度和测距精度是雷达测量目标位置和速度的准确性；分辨率是雷达区分相邻目标的能力。
五、雷达的应用雷达被广泛应用于军事、民用和科研等领域。
在军事方面，雷达被用于引导导弹、飞机和舰船等武器进行攻击和防御；在民用方面，雷达被用于交通管制、气象观测和资源探测等领域；在科研方面，雷达被用于物理实验、地球观测和天体研究等领域。
雷达原理复习提纲大全
雷达原理复习提纲大全发射机自激振荡式发射机（电真空）主振放大式发射机（电真空发射机、全固态发射机）单级振荡式发射机：简单、经济、轻便。
主振放大式发射机：频率稳定性高、发射信号相位相参、波形灵活。
雷达数据的录取方式：半自动录取和全自动录取固态发射机的优点：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。
雷达原理知识点汇总第一章绪论1、雷达概念(Radar)：radar的音译，“Radio Detection and Ranging ”的缩写。
原意是“无线电探测和测距”，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。
2、雷达工作原理：发射机在定时器控制下，产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线，以电磁波形式向外辐射。
在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上，二次散射电磁波的一部分到达雷达天线，经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后，送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。
3、雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位。
随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。
4、从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息，通过什么方式获取这些信息？斜距R : 雷达到目标的直线距离OP。
方位角α: 目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
俯仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。
5、雷达工作方式连续波和脉冲波6、雷达测距原理R=(C∆t)/2式中，R为目标到雷达的单程距离，∆t为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，C为电磁波的传播速率(3×108米/秒)7、影响雷达性能指标脉冲宽度（窄），天线尺寸（大），波束（窄），方向性。
雷达原理复习总结
第一章 绪论（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)，雷达的任务是什么，从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息雷达概念：Radio Detection and Ranging 的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：雷达检测，目标定位，目标跟踪，目标成像，目标识别。
从雷达回波中可以提取目标的有用信息,获取方式： 目标信息 雷达提取 空间位置 距离 R=Ct/2 回波延时 方位 天线扫描 仰角速度 多普勒频移尺寸和形状 回波延时、多普勒频移2、目标距离的测量测量原理、距离测量分辨率、最大不模糊距离测量原理:通过接收信号的时间延迟进行测距 R=Ct/2 (t:滞后时间) 距离测量分辨率最大不模糊距离3、目标角度的测量角度分辨率角度分辨率：位于同一距离上的两个目标在方位角平面或仰角平面上可被区分的最小角度4、雷达的基本组成哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备(Synchronizer)：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机(Transmitter)：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关(Duplexer): 收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线(Antenna)：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机(Receiver)：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器(Scope)：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章 雷达发射机1、雷达发射机的任务雷达发射机的任务：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。
2、雷达发射机的主要质量指标雷达发射机的主要质量指标：工作频率或波段，输出功率，总效率，信号形式，信号稳定度3、雷达发射机的分类雷达发射机的分类：1、按调制方式： ①连续波发射机 ②脉冲发射机2、按工作波段：①短波②米波③分米波④厘米波⑤毫米波3、按产生信号方式 ：①单级振荡式 ②主振放大式4、按功率放大使用器件： ①真空管发射机 ②固态发射机4、单级振荡式和主振放大式发射机组成， 以及各自的优缺点。
雷达原理习题答案
雷达原理习题答案【篇一：2014雷达原理课后作业】xt>2014年春季第9周（4月23日）作业1. 请简述雷达系统为什么能够探测并定位远程运动目标。
3. 某单基地雷达发射矩形脉冲信号，工作频率为f0，发射脉冲前沿的初相为?0，有1个目标位于距离r处，请给出目标回波脉冲前沿的相位表达式（须有必要的推导过程）4. 请画出雷达发射脉冲串的射频信号波形示意图，并标明必要的雷达信号参数（如脉冲时宽等）。
5. cos(2?f0t +?0)与cos(2?f0t +12?fdt +?1)是否是相参信号？其中fd、?0与?1都是未知常数。
6. 有人说“雷达系统是一种通信系统。
”你是否认同此观点，并请给出2条以上理由。
7. 单基地雷达检测到目标回波延时为2?s，求目标的径向距离为多少公里。
8. 能使雷达发射机和接收机共享同一部天线的关键部件是什么？9. 解调后的雷达基带信号波形为什么可以用复数表示。
请画出iq正交解调的原理框图。
10. 请列举至少2项可能影响雷达目标回波信号相位信息的实际因素。
【篇二：雷达系统原理考纲及详解】class=txt>1、雷达基本工作原理框图认知。
测距：利用发射信号回波时延测速：动目标的多普勒效应测角：电磁波的直线传播、天线波束具有方向性 2、雷达面临的四大威胁电子侦察电子干扰、低空超低空飞行器、隐身飞行器、反辐射导弹3、距离和延时对应关系4、速度与多普勒关系（径向速度与线速度）5、距离分辨力，角分辨力6、基本雷达方程（物理过程，各参数意义，相互关系，基本推导）7、雷达的基本组成（几个主要部分），及各部分作用第二章雷达发射机1、单级振荡与主振放大式发射机区别2、基本任务和组成框图3、峰值功率、平均功率，工作比（占空比），脉宽、pri（tr），prf（fr）的关系。
第三章接收机1、超外差技术和超外差接收机基本结构（关键在混频）2、灵敏度的定义，识别系数定义3、接收机动态范围的定义4、额定噪声功率n=ktbn、噪声系数计算及其物理意义5、级联电路的噪声系数计算6、习题7、 agc，afc，stc的含意和作用afc：自动频率控制，根据频率偏差产生误差电压调整本振的混频频率，保证中频稳定不变【篇三：雷达基础理论习题】、填空题1．一次雷达的峰值功率为1.2mw，平均功率为1200w，重复频率为1000hz。
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现代雷达对信号的频谱纯度提出了很高的要求, 例如对于脉冲多 卜勒雷达一个典型的要求是-80 dB。为了满足信号频谱纯度的 要求, 发射机需要精心的设计。
2.3 单级振荡和主振放大式发射机
2.3.1 单级振荡式发射机
2. 输出功率
发射机的输出功率直接影响雷达的威力和抗干扰能力。 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。 有 时为了测量方便, 也可以规定在指定负载上(馈线上一定的电压 驻波比)的功率为发射机的输出功率。如果是波段工作的发射机， 则还应规定在整个波段中输出功率的最低值, 或者规定在波段 内输出功率的变化不得大于多少分贝。
10 000
/ 功 k W 率
均
平
4 100 0
100 3
10
5
2
功
率/
MW
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 /G H z
)
(a )
0 .1
6
0 .0 1 0 .1
1 .0
10 100
频 率 /G H z
(b )
%Leabharlann 螺线行波 管100
行波速调 管
4. 信号形式(调制形式) 表 2.1 雷达的常用信号形式
Tr
(a )
Tr
0
＋＋＋ ＋
－
(b )
＋＋＋ ＋
－
t t
t t
＋ ＋＋ ＋
－
t
t (c )
图 2.4 三种典型雷达信号和调制波形
5 . 信号的稳定度或频谱纯度
信号的稳定度是指信号的各项参数, 例如信号的振幅、 频率 (或相位)、 脉冲宽度及脉冲重复频率等是否随时间作不应有的 变化。后面将会分析到, 雷达信号的任何不稳定都会给雷达整机 性能带来不利的影响。例如对动目标显示雷达, 它会造成不应有 的系统对消剩余, 在脉冲压缩系统中会造成目标的距离旁瓣以及 在脉冲多卜勒系统中会造成假目标等。信号参数的不稳定可分 为规律性的与随机性的两类, 规律性的不稳定往往是由电源滤波 不良、机械震动等原因引起的, 而随机性的不稳定则是由发射管 的噪声和调制脉冲的随机起伏所引起的。
冲重复周期为Tr, 则有
Pav Pt Tr
Ptfr
式中的fr=1/Tr是脉冲重复频率。τ/Tr=τfr称作雷达的工作比D。 常
规的脉冲雷达工作比的典型值为D=0.001, 但脉冲多卜勒雷达的
工作比可达10-2数量级, 甚至达10-1数量级。显然, 连续波雷达的
D=1。
3. 总效率
发射机的总效率是指发射机的输出功率与它的输入总功率 之比。 因为发射机通常在整机中是最耗电和最需要冷却的部 分, 有高的总效率, 不仅可以省电, 而且对于减轻整机的体积重 量也很有意义。对于主振放大式发射机, 要提高总效率, 特别要 注意改善输出级的效率。
Tr
Tr
定时信号 脉冲调制器
大功率射 频振荡器
Tr 至天线
电源
图 2.1 单级振荡式发射机
主控振荡器 固体 微波源
脉冲 调制器
射频放大链
中间射频 功率放大器
输出射频 功率放大器
至天线
脉冲 调制器
脉冲 调制器
定时器
电源
触发脉冲
图 2.2 主振放大式发射机
单级振荡式发射机与主振放大式发射机相比，最大的优点 是简单、经济, 也比较轻便。实践表明, 同样的功率电平, 单级 振荡式发射机大约只有主振放大式重量的1/3。因此, 只要有可 能, 还是尽量优先采用单级振荡式方案。但是, 当整机对发射机 有较高要求时, 单级振荡式发射机往往无法满足而必须采用主 振放大式发射机。
相
对
1
振 幅
Tr
sinf f
f0－
1
f0
f0＋
1
图 2.5 矩形射频脉冲列的理想频谱
/(dB/Hz)
0 － 20 － 40 － 60 － 80 － 100
0
分布型寄生输出
信号的 第一谱线
离散型 寄生输出
1
2
3
4
fm / kHz
图 2.6 实际发射信号的频谱
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
调制器
振荡器
(b)
(c)
(a)
发射机
定时器
显示器
接收机
(d) 天线
天线 开关
天线控 制系统
图 2.7 单级振荡式发射机组成方框图
触发脉冲
0
Tr
t
预调脉冲
(a )
0
(b )
t
调制脉冲
0
t
(c) 射频脉冲
0
t
(d )
图 2.8 单级振荡式发射机各级波形
2.3.2 主振放大式发射机的特点
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。
2.2 雷达发射机的主要质量指标
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。为了提高 雷达系统的工作性能和抗干扰能力, 有时还要求它能在几个频率 上跳变工作或同时工作。工作频率或波段的不同对发射机的设 计影响很大, 它首先牵涉到发射管种类的选择, 1000MHz以下主要采用微波三、四极管, 在1 000 MHz以上则有 多腔磁控管、 大功率速调管、行波管以及前向波管等。目前各 类发射管所能提供的射频功率与带宽能力如图2.3所示。
( 宽
耦合腔行 波管 10
速调管
带
速调管
1
0 .1
1
10
100 1000 10 000
峰 值 功 率 /k W
图 2.3 微波发射管功率与(c ) 带宽能力现状
脉冲雷达发射机的输出功率又可分为峰值功率Pt和平均功 率Pav。Pt是指脉冲期间射频振荡的平均功率(注意不要与射频正 弦振荡的最大瞬功率相混淆)。Pav是指脉冲重复周期内输出功率 的平均值。如果发射波形是简单的矩形脉冲列, 脉冲宽度为τ, 脉
1. 具有很高的频率稳定度
在雷达整机要求有很高的频率稳定度的情况下, 必须采用主 振放大式发射机。 因为在单级振荡式发射机中, 信号的载频直 接由大功率振荡器决定。由于振荡管的预热漂移、温度漂移、 负载变化引起的频率拖曳效应、 电子频移、 调谐游移以及校准 误差等原因, 单级振荡式发射机难于达到高的频率精度和稳定度。