雷達(dá)原理課件

1、 陰極上接入： 調(diào)制脈沖 負(fù)向 一萬(wàn)多伏。磁控管燈絲電壓Uf。 交流或直流電壓 6-12V 陽(yáng)極接地 目的： 安全減少分布電容。（缺字母23）正常工作條件：除了磁控管本身完好外，還應(yīng)：燈絲上加電壓(uf) 目的：陰極加熱至一定溫度,表面發(fā)射出電子起振。陰極上加有負(fù)向一萬(wàn)多伏高壓調(diào)制脈沖。負(fù)載要匹配(磁控管輸出阻抗與負(fù)載阻抗相等)。 (3) 磁控管振蕩器工作原理（缺公式，要填23）1). 起振 高頻電磁場(chǎng)的初步形成 燈絲通電加熱陰極 陰極加負(fù)極性特高壓 放射電子并誘起腔體內(nèi)微弱的高頻振蕩。2). 能量補(bǔ)充 等幅高頻脈沖振蕩的形成 直流能量 交流能量靠電子流為媒體 直流電場(chǎng)管內(nèi)電子受三種場(chǎng)作用 恒

2、定磁場(chǎng) 腔體上交變電磁場(chǎng) 陰極放射的電子流怎樣充當(dāng)將直流能量轉(zhuǎn)換成微波振蕩交流能量的媒介作用？i) 電子在正交恒定電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電子云的形成 電子在恒定電場(chǎng)中受電場(chǎng)力 運(yùn)動(dòng)電子在恒磁場(chǎng)中受洛侖茲力 電子在正交恒定電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡擺線(xiàn)。 （缺圖24）B 不同,電子運(yùn)動(dòng)軌跡不同: ua一定時(shí)： 選擇B略>臨界Bc下工作，則從陰極飛出的電子將掠過(guò)陽(yáng)極表面再返回陰極，大量電子參與這 一運(yùn)動(dòng)，便形成旋轉(zhuǎn)電子云 。ii) 旋轉(zhuǎn)電子云與高頻場(chǎng)的相應(yīng)作用動(dòng)態(tài)能量交換 型、8腔、振蕩后在相互作用區(qū)的能量交換示意圖：(缺字母25)切向向量 a類(lèi)電子供能，而b類(lèi)電子耗能高頻場(chǎng)：供能 = 耗能 形成等幅振

3、蕩 法向向量 使電子群聚到最有利交換能量的位置群聚車(chē)幅狀電子群旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每Ts/2轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)腔縫口，即同步條件： ？Vt 有益電子切向平均速度 Ve 車(chē)幅狀電子平均移動(dòng)速度 S 鄰縫間距 Efs可見(jiàn) Bfs陰極發(fā)射的電子在正交恒定電磁場(chǎng)作用下形成旋轉(zhuǎn)電子云;電子云與 作用,完成換能;電子與 作用產(chǎn)生群聚;電子既作擺線(xiàn)運(yùn)動(dòng),又介入車(chē)輻作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).電子流正是靠這種特殊運(yùn)動(dòng)完成直流交流能量轉(zhuǎn)換的媒介作用.(4) 磁控管檢查1)未通電時(shí)檢查(拆下磁控管)用萬(wàn)用表測(cè)量 燈絲電阻：正常幾歐姆 陰陽(yáng)極絕緣電阻：正常>200 兆(M)歐姆2)通電時(shí)檢查檢查磁控管電流(Ia)一般在mA級(jí)(幾十 mA 左右)

4、Ia是判斷發(fā)射機(jī)工作是否正常的重要參數(shù)(一般在機(jī)上有監(jiān)測(cè)表) 各量程在規(guī)定電流值(說(shuō)明書(shū)里規(guī)定)正常。 Ia=0磁控管無(wú)振蕩無(wú)發(fā)射無(wú)回波。 Ia偏大或偏小高壓偏高或偏低?或磁控管已衰老? Ia抖動(dòng)管內(nèi)打火(管內(nèi)有殘余氣體)。用氖燈檢查：用氖燈在收發(fā)機(jī)出口處波導(dǎo)口1015cm處。氖燈應(yīng)亮正常注意： 切勿眼睛直對(duì)波導(dǎo)口，以防損傷。 在拆開(kāi)波導(dǎo)檢測(cè)前，應(yīng)關(guān)閉高壓。 波導(dǎo)完全拆開(kāi)。 試后應(yīng)立即關(guān)閉高壓，以免損壞磁控管(時(shí)間不能太長(zhǎng))(5) 磁控管使用注意事項(xiàng) 1)預(yù)熱35分鐘，才加高壓(發(fā)射) 頻繁使用雷達(dá)時(shí)不關(guān)電源(在設(shè)備狀態(tài)Stand By)保護(hù)磁控管陰極。只關(guān)高壓。2)注意安全 高壓危險(xiǎn) 微波輻

5、射 3)保護(hù)磁性 不能敲打離開(kāi)磁性物體至少大于 10 cm 兩磁控管距離至少大于 20 cm4)防止波導(dǎo)變形、積水、堵塞。5)新管或長(zhǎng)期保存(超過(guò)6個(gè)月)未用管子，應(yīng)進(jìn)行老煉。 目的：消除管內(nèi)殘余氣體，以防管內(nèi)打火。 方法：先預(yù)熱半小時(shí)以上，然后逐步提高高壓 簡(jiǎn)易方法：實(shí)際船上條件限制，長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱(半小時(shí)以上)6)發(fā)射機(jī)調(diào)整1、高壓自動(dòng)延時(shí)電路調(diào)整2、磁控管電流Ia調(diào)整高壓變壓器初級(jí)抽頭7)發(fā)射機(jī)狀態(tài)判斷、前已講述( Ia； 氖燈)1.4 脈沖調(diào)制器 1) 作用與要求 作用：在預(yù)調(diào)脈沖作用下，產(chǎn)生一定寬度、足夠電壓的高壓調(diào)制脈沖。 要求：波形失真少表現(xiàn)(tr 、tf 、u)小。T特性：周期性脈

6、沖工作比 脈沖孔度比 2) 組成由高壓電源Ea和快速開(kāi)關(guān)K組成產(chǎn)生特高壓矩形調(diào)制脈沖方案。 pc<<pt電源利用率很低。 采用水庫(kù)式工作，提高電源利用率。（缺字母33）1) 方案之一并聯(lián)電路儲(chǔ)能元件與振蕩器并聯(lián)，限制器兼作充電限流元件。 K 1充電、儲(chǔ)能 Wc Pc·T K 2放電、放能 W= Pt·若無(wú)損耗，則 Wc = W可得 K1：電源以細(xì)水長(zhǎng)流方式(如同水庫(kù)平時(shí)儲(chǔ)水)； 以小功率，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能在儲(chǔ)能元件內(nèi)；K2；以大功率，短時(shí)間放能到負(fù)載(磁控管)振蕩器； 以長(zhǎng)時(shí)間換取大功率，所得增益為S。 2) 方案之二串聯(lián)電路儲(chǔ)能元件與振蕩器串聯(lián)；限制器還防止K閉合時(shí)

7、電源被短路。 3) 分類(lèi)(按調(diào)制開(kāi)關(guān)類(lèi)型分)脈沖調(diào)制器構(gòu)成主要器件： 儲(chǔ)能元件： 電容、電感、仿真線(xiàn)(由電感、電容構(gòu)成)； 限制器： 限流電阻、扼流圈； 調(diào)制開(kāi)關(guān):電子管 、閘流管 、磁開(kāi)關(guān)、可控硅剛性開(kāi)關(guān)軟件開(kāi)關(guān)固態(tài)開(kāi)關(guān)船用雷達(dá)常用4種脈沖調(diào)制器： 脈沖調(diào)制器 開(kāi)關(guān)元件 儲(chǔ)能元件 放電方式1)剛性剛性管 電容 部分2)軟性 閘流管 仿真線(xiàn) 完全3)磁性 磁開(kāi)關(guān)(固態(tài)) 電容/仿真線(xiàn) 完全4)可控硅 可控硅(固態(tài)) 電容/仿真線(xiàn) 完全a剛性脈沖調(diào)制器 典型電路 G1 真空管 調(diào)制管 G2 磁控管 R1限流電阻 C3儲(chǔ)能電容 L 充電電感 Co分布電容 真空管(電子管) 剛性開(kāi)關(guān)特點(diǎn) Ø

8、; 耐高壓、大電流、壽命短(幾十KV 幾十幾百A)；Ø 導(dǎo)通內(nèi)阻小(幾十) 放高 ；Ø 通斷利爽，剛性波形好； Ø 需小功率預(yù)調(diào)脈沖，要求波形好。（缺圖38）工作過(guò)程:無(wú) 入：一Eg使G1截止，+Ea經(jīng)R1、L對(duì)C3充電至UC3max+Ea 來(lái) ：使ug使G1通，K閉合C3經(jīng)G1向G2放電，產(chǎn)生 結(jié)束：G1又止，C3又由+Ea充電。 峰化電感L及削反峰二極管D作用L與Co構(gòu)成振蕩電路 t= 放電結(jié)束時(shí)，L上感應(yīng)上正、下負(fù)電壓加速脈沖后沿(tf)；正向振蕩用D削去。 b.軟性脈沖調(diào)制器 典型電路 L充電電感 D隔離二極管 B脈沖變壓器 G2磁控管 C2R3消尖峰元件

9、X由電感、電容接成的仿真線(xiàn) D1、R2X過(guò)壓保護(hù)元件；G1閘流管(軟性開(kāi)關(guān)管)閘流管特點(diǎn) *內(nèi)部充氫，有電離和消電離時(shí)間，開(kāi)關(guān)通斷不利爽，故稱(chēng)軟性管； *單向控制，零偏壓，正啟動(dòng)特性 ； *通： 前沿要陡，幅度低，預(yù)調(diào)器簡(jiǎn)單； *斷：Ua降到100150V 時(shí)，Ia<I0(導(dǎo)通維持電流)時(shí)； *輸出功率P0大，內(nèi)阻小，效率高。 工作過(guò)程概述 無(wú) G1止，在T內(nèi)，+Ea經(jīng)L、D、B初級(jí)對(duì)X充電、儲(chǔ)能。 Uc= Ucomax2Ea后由D隔離保持。 G1通，經(jīng)G1對(duì)B初級(jí)等效負(fù)載放電，若負(fù)載與X特性阻抗匹配，則B 來(lái) 初級(jí)獲得幅度為Ucomax /2、寬度為的調(diào)制脈沖，經(jīng)B升壓后送到G2。 電路分析要點(diǎn) (1) X充電 直流諧振充電 C0Lr0+Eaic充電等效電路 L充電電感 L損耗電阻r0充電回路總電阻含D內(nèi)阻C0X等效總電容 B初級(jí)電阻C0 =