發(fā)射機(jī)氣象雷達(dá)培訓(xùn)

1、歡迎！氣象雷達(dá)收發(fā)分機(jī)培訓(xùn) 國營第722廠 傅思遠(yuǎn) 2l 概述l 天線裝置 l 收發(fā)分機(jī)l 顯控分機(jī)l 電源分機(jī)l 數(shù)據(jù)處理與終端顯示3 CTL713C天氣雷達(dá)為固定式五厘米波段數(shù)字化雷達(dá)，主要用于探測 400km范圍內(nèi)的云體、降水、雷暴、冰雹和臺風(fēng)等氣象目標(biāo)，測量其空間位置、強(qiáng)度、速度、譜寬，并識別其性質(zhì)。本雷達(dá)適宜氣象、民航、農(nóng)業(yè)、鹽業(yè)、水電、港務(wù)及有關(guān)科研等部門使用。該雷達(dá)在天氣預(yù)報，航海、航空、航天氣象保障，江河（水庫）災(zāi)情預(yù)報，人工影響天氣作業(yè)，鹽業(yè)生產(chǎn)和大氣物理科學(xué)研究諸方面，具有重要的作用。概述概述4l雷達(dá)用途雷達(dá)用途 概述概述1.雷達(dá)探測范圍 作用距離 400km 方位范圍 3

2、60 俯仰范圍 -0.5+30（RHI） -1.0+90（手控） 測高范圍 24km2. 定量測量距離范圍：150km3. 速度測量范圍：36m/S5l雷達(dá)主要性能雷達(dá)主要性能概述概述天線裝置天線裝置天線罩天線罩穩(wěn)壓電源分機(jī)穩(wěn)壓電源分機(jī)收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)顯控分機(jī)顯控分機(jī)終端終端l雷達(dá)主要組成雷達(dá)主要組成6概述概述 l雷達(dá)系統(tǒng)組成框圖17雷達(dá)天線雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)收發(fā)開關(guān)收發(fā)開關(guān)接收機(jī)接收機(jī)發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源多普勒信號處理器多普勒信號處理器I/0接口卡接口卡工控機(jī)工控機(jī)遠(yuǎn)端終端遠(yuǎn)端終端網(wǎng)線或光纖網(wǎng)線或光纖天線裝置天線裝置8收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 產(chǎn)生高功率的射頻產(chǎn)生高功率的射頻 脈沖信號

3、此信號經(jīng)脈沖信號此信號經(jīng) 天線收發(fā)開關(guān)和饋天線收發(fā)開關(guān)和饋 線系統(tǒng)傳輸至天線線系統(tǒng)傳輸至天線 由天線輻射到空間由天線輻射到空間l功用功用9收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l組成 控制保護(hù)組合 接收組合 磁控管組合 直流非穩(wěn)壓電源組合 調(diào)制器組合收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l控制保護(hù)組合收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l控制保護(hù)組合收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l控制保護(hù)組合調(diào)壓器調(diào)壓器開關(guān)電源開關(guān)電源電源濾波器電源濾波器接觸組件接觸組件電阻電阻收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l控制保護(hù)組合延時繼電器延時繼電器交流接觸器交流接觸器保險絲盒保險絲盒繼電器繼電器可調(diào)電阻可調(diào)電阻發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī) 控制控制 1. 開開/關(guān)低壓關(guān)低壓 2. 開開/關(guān)高壓關(guān)高壓 保護(hù)保護(hù) 1. 欠流

4、保護(hù)欠流保護(hù) 2. 高壓過載保護(hù)高壓過載保護(hù) 3. 風(fēng)冷保護(hù)風(fēng)冷保護(hù) 4.“復(fù)原復(fù)原”l控制保護(hù)組合控制保護(hù)組合15收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l接收組合觸發(fā)脈沖電路觸發(fā)脈沖電路線性電源線性電源下變頻組件下變頻組件數(shù)字接收機(jī)數(shù)字接收機(jī)收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 接收機(jī)的作用是將天線所接收的射頻回波信接收機(jī)的作用是將天線所接收的射頻回波信號下變頻為號下變頻為60MHz中頻信號，然后，送到數(shù)字中中頻信號，然后，送到數(shù)字中頻接收機(jī)頻接收機(jī)A/D采樣形成采樣形成I/Q信號，信號用光纖傳至信號，信號用光纖傳至工控機(jī)內(nèi)多普勒信號處理器。工控機(jī)內(nèi)多普勒信號處理器。 l接收組合接收組合17收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 1. 接收機(jī)靈敏度接收機(jī)

5、靈敏度 優(yōu)于優(yōu)于-110dBm 2. 中頻中頻60MHz 3. 中頻特性中頻特性數(shù)字中頻數(shù)字中頻 4. 動態(tài)范圍動態(tài)范圍85dBl接收組合接收組合18收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 雷達(dá)工作時，由天線接收到的射頻回波信號，經(jīng)過機(jī)雷達(dá)工作時，由天線接收到的射頻回波信號，經(jīng)過機(jī)外波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)射機(jī)后，通過大功率四端環(huán)流器、放電外波導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)射機(jī)后，通過大功率四端環(huán)流器、放電管以及機(jī)內(nèi)連接波導(dǎo)送到接收機(jī)下變頻模塊（經(jīng)限幅、低管以及機(jī)內(nèi)連接波導(dǎo)送到接收機(jī)下變頻模塊（經(jīng)限幅、低噪聲放大、濾波、混頻后，得到噪聲放大、濾波、混頻后，得到60兆赫的中頻信號）送到兆赫的中頻信號）送到數(shù)字中頻接收機(jī)，經(jīng)光纖送到多普勒信號處理

6、器。數(shù)字中頻接收機(jī)，經(jīng)光纖送到多普勒信號處理器。 當(dāng)發(fā)射機(jī)磁控管工作時，射頻脈沖經(jīng)截止衰減器和可當(dāng)發(fā)射機(jī)磁控管工作時，射頻脈沖經(jīng)截止衰減器和可變衰減器衰減后的一小部分能量，通過射頻電纜送到下變變衰減器衰減后的一小部分能量，通過射頻電纜送到下變頻模塊，與本振信號混頻后得出的頻模塊，與本振信號混頻后得出的60兆赫中頻信號送到數(shù)兆赫中頻信號送到數(shù)字中頻接收機(jī)，數(shù)字中頻采樣該信號后與接收信號進(jìn)行多字中頻接收機(jī)，數(shù)字中頻采樣該信號后與接收信號進(jìn)行多普勒處理。普勒處理。l接收組合接收組合 工作過程工作過程19收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l接收組合接收組合20來自發(fā)射機(jī)射頻輸入來自發(fā)射機(jī)射頻輸入輸出輸出I/Q信號至多普

7、信號至多普勒處理器勒處理器定時器電路定時器電路 下變頻下變頻模塊模塊數(shù)字中頻數(shù)字中頻接收機(jī)接收機(jī)來自回波信號輸入來自回波信號輸入接收接收60MHz主波主波60MHz輸出至預(yù)調(diào)器輸出至預(yù)調(diào)器收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l下變頻模塊下變頻模塊21來自發(fā)射機(jī)射頻輸入來自發(fā)射機(jī)射頻輸入接收接收60MHz 濾波器濾波器混頻混頻限幅器限幅器功分器功分器混頻混頻頻率源頻率源低噪聲低噪聲放大器放大器限幅器限幅器來自來自回波回波信號信號輸入輸入主波主波60MHz收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 下變頻組件的功用是將天線所接收到的回波下變頻組件的功用是將天線所接收到的回波信號進(jìn)行射頻放大、濾波并經(jīng)混頻變換成中頻信信號進(jìn)行射頻放大、濾波并經(jīng)混

8、頻變換成中頻信號，以便降低接收機(jī)的噪聲系數(shù)，保證雷達(dá)接收號，以便降低接收機(jī)的噪聲系數(shù)，保證雷達(dá)接收機(jī)具有足夠高的靈敏度。機(jī)具有足夠高的靈敏度。l下變頻組件作用下變頻組件作用22收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l直流非穩(wěn)壓電源電容電容電感電感變壓器變壓器硅堆硅堆收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)l調(diào)制器組合高壓橋式高壓橋式整流整流高壓變壓器高壓變壓器預(yù)調(diào)器預(yù)調(diào)器脈沖變壓器脈沖變壓器人工線人工線充電電感充電電感充電二極管充電二極管高壓繼電器高壓繼電器濾波電容濾波電容燈絲變壓器燈絲變壓器收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)工作頻率工作頻率 5400MHz+15MHz脈沖功率脈沖功率250kW脈沖寬度脈沖寬度1s ,2s重復(fù)頻率重復(fù)頻率360Hz; 75

9、0Hz:562Hz; 750Hz:600Hz; 900Hz:600Hz; 900Hz:675Hzl主要技術(shù)特性主要技術(shù)特性25收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 數(shù)字中頻接收機(jī)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖經(jīng)定時器電路電平轉(zhuǎn)數(shù)字中頻接收機(jī)產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖經(jīng)定時器電路電平轉(zhuǎn)換后，送至調(diào)制器中閘流管柵極。在此之前，因閘流管不換后，送至調(diào)制器中閘流管柵極。在此之前，因閘流管不導(dǎo)通，調(diào)制器中人工線由高壓電源經(jīng)充電電感進(jìn)行直流諧導(dǎo)通，調(diào)制器中人工線由高壓電源經(jīng)充電電感進(jìn)行直流諧振充電。當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時，閘流管點火而導(dǎo)通，人工線振充電。當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時，閘流管點火而導(dǎo)通，人工線向負(fù)載放電，經(jīng)調(diào)制器中脈沖變壓器在磁控管陰極得到寬向負(fù)載放電，經(jīng)

10、調(diào)制器中脈沖變壓器在磁控管陰極得到寬度為度為1微秒或微秒或2微秒、幅度約為微秒、幅度約為26千伏的負(fù)高壓矩形脈沖，千伏的負(fù)高壓矩形脈沖，磁控管在此期間產(chǎn)生高頻振蕩。其高頻振蕩脈沖經(jīng)天線收磁控管在此期間產(chǎn)生高頻振蕩。其高頻振蕩脈沖經(jīng)天線收發(fā)開關(guān)和饋線系統(tǒng)輸送至天線。發(fā)開關(guān)和饋線系統(tǒng)輸送至天線。l工作過程工作過程26收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 予調(diào)器器用來產(chǎn)生使閘流管點火所需的觸發(fā)脈予調(diào)器器用來產(chǎn)生使閘流管點火所需的觸發(fā)脈沖，它由放大器和去反峰電路組成。沖，它由放大器和去反峰電路組成。l予調(diào)器予調(diào)器27閘流管閘流管閘流管波閘流管波形測試口形測試口三極管三極管觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖輸入口輸入口收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) 調(diào)制

11、器的功用是在觸發(fā)脈沖觸發(fā)下，產(chǎn)生寬調(diào)制器的功用是在觸發(fā)脈沖觸發(fā)下，產(chǎn)生寬度為度為1或或2微秒、幅度為微秒、幅度為26千伏的負(fù)調(diào)制脈沖，用千伏的負(fù)調(diào)制脈沖，用來控制磁控管振蕩器按脈沖方式工作。調(diào)制器由來控制磁控管振蕩器按脈沖方式工作。調(diào)制器由充電電感、充電二極管、人工線、閘流管和脈沖充電電感、充電二極管、人工線、閘流管和脈沖變壓器等組成。變壓器等組成。 l調(diào)制器調(diào)制器28 磁控管振蕩器在調(diào)制脈沖的作用下產(chǎn)生超高磁控管振蕩器在調(diào)制脈沖的作用下產(chǎn)生超高頻振蕩。它由磁控管頻振蕩。它由磁控管CKM-9701、脈沖變壓器和、脈沖變壓器和燈絲變壓器等組成燈絲變壓器等組成l磁控管振蕩器磁控管振蕩器29收發(fā)分機(jī)

12、收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī) a. 類型：類型：脈沖磁控管脈沖磁控管 b. 頻率范圍：頻率范圍：540050MHz c. 脈沖功率：脈沖功率：250kW d. 陽極脈沖電壓：陽極脈沖電壓：27kV e. 陽極脈沖電流：陽極脈沖電流：2528A f. 燈絲電壓：燈絲電壓： 預(yù)熱預(yù)熱 101V 工作工作6V1V g. 燈絲電流：燈絲電流：5.15.8A h. 預(yù)熱時間：預(yù)熱時間：5min i. 壽命：壽命：1000hl磁控管振蕩器主要技術(shù)特性磁控管振蕩器主要技術(shù)特性30收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)31調(diào)節(jié)磁控管頻率調(diào)節(jié)磁控管頻率同軸磁控管同軸磁控管收發(fā)分機(jī)收發(fā)分機(jī)大功率四端環(huán)流器大功率四端環(huán)流器 放電管放電管 截止式衰減器截止式衰減器 吸收式衰減器吸收式衰減器 直、彎波導(dǎo)直、彎波導(dǎo)l射頻系統(tǒng)射頻系統(tǒng)323333放電管放電管四端環(huán)流器四端環(huán)流器AC 220V