雷达原理课件

1、 阴极上接入： 调制脉冲 负向 一万多伏。磁控管灯丝电压Uf。 交流或直流电压 6-12V 阳极接地 目的： 安全减少分布电容。（缺字母23）正常工作条件：除了磁控管本身完好外，还应：灯丝上加电压(uf) 目的：阴极加热至一定温度,表面发射出电子起振。阴极上加有负向一万多伏高压调制脉冲。负载要匹配(磁控管输出阻抗与负载阻抗相等)。 (3) 磁控管振荡器工作原理（缺公式，要填23）1). 起振 高频电磁场的初步形成 灯丝通电加热阴极 阴极加负极性特高压 放射电子并诱起腔体内微弱的高频振荡。2). 能量补充 等幅高频脉冲振荡的形成 直流能量 交流能量靠电子流为媒体 直流电场管内电子受三种场作用 恒

2、定磁场 腔体上交变电磁场 阴极放射的电子流怎样充当将直流能量转换成微波振荡交流能量的媒介作用？i) 电子在正交恒定电磁场中的运动旋转电子云的形成 电子在恒定电场中受电场力 运动电子在恒磁场中受洛仑兹力 电子在正交恒定电磁场中的运动轨迹摆线。 （缺图24）B 不同,电子运动轨迹不同: ua一定时： 选择B略>临界Bc下工作，则从阴极飞出的电子将掠过阳极表面再返回阴极，大量电子参与这 一运动，便形成旋转电子云 。ii) 旋转电子云与高频场的相应作用动态能量交换 型、8腔、振荡后在相互作用区的能量交换示意图：(缺字母25)切向向量 a类电子供能，而b类电子耗能高频场：供能 = 耗能 形成等幅振

3、荡 法向向量 使电子群聚到最有利交换能量的位置群聚车幅状电子群旋转运动，每Ts/2转过一个腔缝口，即同步条件： ？Vt 有益电子切向平均速度 Ve 车幅状电子平均移动速度 S 邻缝间距 Efs可见 Bfs阴极发射的电子在正交恒定电磁场作用下形成旋转电子云;电子云与 作用,完成换能;电子与 作用产生群聚;电子既作摆线运动,又介入车辐作旋转运动.电子流正是靠这种特殊运动完成直流交流能量转换的媒介作用.(4) 磁控管检查1)未通电时检查(拆下磁控管)用万用表测量 灯丝电阻：正常几欧姆 阴阳极绝缘电阻：正常>200 兆(M)欧姆2)通电时检查检查磁控管电流(Ia)一般在mA级(几十 mA 左右)

4、Ia是判断发射机工作是否正常的重要参数(一般在机上有监测表) 各量程在规定电流值(说明书里规定)正常。 Ia=0磁控管无振荡无发射无回波。 Ia偏大或偏小高压偏高或偏低?或磁控管已衰老? Ia抖动管内打火(管内有残余气体)。用氖灯检查：用氖灯在收发机出口处波导口1015cm处。氖灯应亮正常注意： 切勿眼睛直对波导口，以防损伤。 在拆开波导检测前，应关闭高压。 波导完全拆开。 试后应立即关闭高压，以免损坏磁控管(时间不能太长)(5) 磁控管使用注意事项 1)预热35分钟，才加高压(发射) 频繁使用雷达时不关电源(在设备状态Stand By)保护磁控管阴极。只关高压。2)注意安全 高压危险 微波辐

5、射 3)保护磁性 不能敲打离开磁性物体至少大于 10 cm 两磁控管距离至少大于 20 cm4)防止波导变形、积水、堵塞。5)新管或长期保存(超过6个月)未用管子，应进行老炼。 目的：消除管内残余气体，以防管内打火。 方法：先预热半小时以上，然后逐步提高高压 简易方法：实际船上条件限制，长时间预热(半小时以上)6)发射机调整1、高压自动延时电路调整2、磁控管电流Ia调整高压变压器初级抽头7)发射机状态判断、前已讲述( Ia； 氖灯)1.4 脉冲调制器 1) 作用与要求 作用：在预调脉冲作用下，产生一定宽度、足够电压的高压调制脉冲。 要求：波形失真少表现(tr 、tf 、u)小。T特性：周期性脉

6、冲工作比 脉冲孔度比 2) 组成由高压电源Ea和快速开关K组成产生特高压矩形调制脉冲方案。 pc<<pt电源利用率很低。 采用水库式工作，提高电源利用率。（缺字母33）1) 方案之一并联电路储能元件与振荡器并联，限制器兼作充电限流元件。 K 1充电、储能 Wc Pc·T K 2放电、放能 W= Pt·若无损耗，则 Wc = W可得 K1：电源以细水长流方式(如同水库平时储水)； 以小功率，长时间储能在储能元件内；K2；以大功率，短时间放能到负载(磁控管)振荡器； 以长时间换取大功率，所得增益为S。 2) 方案之二串联电路储能元件与振荡器串联；限制器还防止K闭合时

7、电源被短路。 3) 分类(按调制开关类型分)脉冲调制器构成主要器件： 储能元件： 电容、电感、仿真线(由电感、电容构成)； 限制器： 限流电阻、扼流圈； 调制开关:电子管 、闸流管 、磁开关、可控硅刚性开关软件开关固态开关船用雷达常用4种脉冲调制器： 脉冲调制器 开关元件 储能元件 放电方式1)刚性刚性管 电容 部分2)软性 闸流管 仿真线 完全3)磁性 磁开关(固态) 电容/仿真线 完全4)可控硅 可控硅(固态) 电容/仿真线 完全a刚性脉冲调制器 典型电路 G1 真空管 调制管 G2 磁控管 R1限流电阻 C3储能电容 L 充电电感 Co分布电容 真空管(电子管) 刚性开关特点 Ø

8、; 耐高压、大电流、寿命短(几十KV 几十几百A)；Ø 导通内阻小(几十) 放高 ；Ø 通断利爽，刚性波形好； Ø 需小功率预调脉冲，要求波形好。（缺图38）工作过程:无 入：一Eg使G1截止，+Ea经R1、L对C3充电至UC3max+Ea 来 ：使ug使G1通，K闭合C3经G1向G2放电，产生 结束：G1又止，C3又由+Ea充电。 峰化电感L及削反峰二极管D作用L与Co构成振荡电路 t= 放电结束时，L上感应上正、下负电压加速脉冲后沿(tf)；正向振荡用D削去。 b.软性脉冲调制器 典型电路 L充电电感 D隔离二极管 B脉冲变压器 G2磁控管 C2R3消尖峰元件

9、X由电感、电容接成的仿真线 D1、R2X过压保护元件；G1闸流管(软性开关管)闸流管特点 *内部充氢，有电离和消电离时间，开关通断不利爽，故称软性管； *单向控制，零偏压，正启动特性 ； *通： 前沿要陡，幅度低，预调器简单； *断：Ua降到100150V 时，Ia<I0(导通维持电流)时； *输出功率P0大，内阻小，效率高。 工作过程概述 无 G1止，在T内，+Ea经L、D、B初级对X充电、储能。 Uc= Ucomax2Ea后由D隔离保持。 G1通，经G1对B初级等效负载放电，若负载与X特性阻抗匹配，则B 来 初级获得幅度为Ucomax /2、宽度为的调制脉冲，经B升压后送到G2。 电路分析要点 (1) X充电 直流谐振充电 C0Lr0+Eaic充电等效电路 L充电电感 L损耗电阻r0充电回路总电阻含D内阻C0X等效总电容 B初级电阻C0 =