(T/R) 1
假 负 载
1 2
典型的L波段相控阵发射/接收模块
36
2. 在全固态化高可靠性雷达中的应用
＋ 33.5 电平 增益(损耗) － 0.7 dB 65 射频 输入 转换 开关 66 转换 开关 ＋ 19.2 dB － 19.2 dB 1 1:8 (8) 组 合 器
…
＋ 32.8
＋ 52.0
雷达原理
2


Tr 大功率射 频振荡器 至天线
Tr 定时信号 脉冲调制器
Tr
电 源
3
相位全相参信号（动目标检测-杂波抑制）
高稳频（动目标检测-杂波抑制）
复杂信号波形（测距精度与测速精度矛盾 -LFM-MF成像） 宽带捷变频（抗干扰） 全固态有源相控阵（多功能）
4
输出信号功率(至馈线)
阴极脉冲调制器 调制阳极脉冲调制器 栅极脉冲调制器
E R1 C
充电元件 V1
储能电容
电感
V3
V2 磁控管
刚性开关管
L
二极管 C
0
－ Eg
刚性开关阴极调制器的典型线路
44
E
R1
C V3 V1 V2
无
入：-Eg使V1止
L C0
+E经R1、L对C充电至 UCmax≈+E
来
：使V1通，“K”闭合 C经V1向V2放电，产生
30
31
1 1 2
A
输入
1: n1
2
n1:1
1: n2
3 P＝n2A
n1
…
n2
…
(a)
(a) 空间合成方式
1 1 2 A
输入
1: n1
2
n1:1
1: n2
3
n2:1 P＝n2A—损耗
n1
(b) 集中合成输出结构
32
…
n2
…
(b )
砷化镓(GaAs)基片 线性放大器 低噪声放大器 饱和放大器 有源开关

高可靠性 体积小 重量轻 机动性好
L波段高可靠性全固态化发射机
37
3. 在连续波体制对空监视雷达系统中的应用
工作频率为217 MHz
2592× 320 W 320 W× 144 144 个发射模块 … 320 W× 144 144 个发射模块 …
总平均功率为830 kW
合成的有效辐射功率高达98 dBW 发射机的效率为52.6 %（电子管26.4%） 平均无故障间隔时间已超过100000h 整个发射系统的可靠性为0.9998
雷达要求对所跟踪的目标进行多普勒测速, 所以必须用主振放大式发射机, 其
主振器(固体微波源)的输出功率为20 mW、 脉冲宽度为4μ s的射频脉冲。
25

固体微波源的输出功率=20mW 输出脉冲功率为=2.5 MW 带宽为1%？ 精密跟踪雷达
2.5 106 G 10lg 81dB 3 20 10
特性：
τ
w s
T
T
很小 很大
脉冲孔度比
T
脉冲调制器-用于脉冲工作方式雷达发射机 -提供大功率视频调制脉冲
充电元件 储能元件 (电容器或 人工线)
电源 部分
调制开关 (刚性的或 软性的)
耦合元件 (脉冲变压器)
射 频 发生器
K → “1”充电储能 K→“2”放电、放能
储能元件与振荡器“并联”， 限制器兼作充电限流元件。
1.8 kW 6 个模块 … 18 路输出
1.8 kW 6 个模块

高效率 低损耗 高可靠性 低电压（28V-18*50KW） 体积小 重量轻 维护方便
末前级激励 2× 3 20 W 功率
激励级 3 20 W 功率
38
39
任务： 在
控制下产生负极性特高压、矩形调制脉冲。
周期性 脉冲工作比
34
1. 2. 3.
成本低 高可靠性 一致性好
4. 5. 6.
成品率高 尺寸小 重量轻
35
1. 在相控阵雷达中的应用
功率放大器 1 5
射频综合网络
射频 信号
预放大器 7 移相器 T/R开关
2
环行器
硅双极晶体管
3 6 4 低噪声 放大器 限幅器 T/R开关
至天线
移相器
(T/R) 2 控 制 信 号 移相 逻辑 T/R 逻辑
du/dt=I0/C线性变化, 此速率取决于接通管和截尾管的电流I与脉
冲宽度的大小无关, 故适合于宽脉冲和高工作比。 ③ 浮动板调制器形成的脉冲具有比较平坦的平顶, 不存在 顶峰, 因为O型管接通时直接跨在电子注电源的两端, 并且接通 管处在饱和开关状态, 只有很小的管压降, 其栅极激励电压的变 化对O型管的电子注电流只有二阶的影响。
＋ 32.8
＋ 69.8
＋ 68.5(dBmW)
＋ 19 dB 150 W
－ 0.93 dB
前置预放大器 功率分配器
150 W 1:8 (1) 组 合 器
功率合成器
8:1 (8) 组 合 器
…
150 W 2
…
8:1 (1) 8 kW射频输出 组 合 器 至监控器
150 W 64
前置预放大器 至控制器面板
直流运用结构
21
22
1) 行波管-行波管式放大链

少级数 高增益 结构较为简单 输出功率低 效率较
机载雷达 轻型雷达
2) 行波管-速调管式放大链
输出功率高 增益效率高 频带较窄 设备笨重
首级高增益 次级低增益 次级高效率 次级高功率 宽频带 体积小 重量轻
0 预调脉冲
Tr
t

(a)
显示器
接收机
0 调制脉冲 0
(b)
t t
天线控 制系统
(c) 射频脉冲 0 (d) t
10
触发脉冲 fr＝F/ n
分频器 ÷n F 基准频率 振 荡 器 F 倍频器 ×M MF 上变频 混频器 NiF 控 制 器
触发脉冲
调制器
多 级 放大链
发射信号至天线
发射信号频率 相参振荡
天线控 制系统
14
15
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
体积小 重量轻 工作电压低 相位稳定性好 相位特性线性度好 成本低 对负载失配容限大
1. 单级增益较低 2. 要求级数多 3. 频带窄
16
1. 宽频带 2. 大功率
17
1. 2. 3. 4. 5. 6.
高增益 大功率 多注宽带宽 高效率 体积下 重量轻
流较小, 主要是在脉冲前后沿期内给分布电容 C0提供充放电电
流, 因而调制管的 主要也就取决于分布电容 C0中的储 能和脉冲重复频率fr。其表达式为
1 Pa C0u 2 f r 2
式中, Pa为调制管的功率损耗; u为电子注电压; fr为脉冲重复频 率。
47
② 浮动板调制器形成的调制脉冲 , 其前沿和后沿按速率
1. 单注带宽窄
18
1. 宽频带 2. 大功率
1. 高增益 2. 大功率 1. 单注带宽窄
1. 宽频带 2. 大功率
19
1. 2. 3. 4. 5.
工作电压低 效率高 体积小 重量轻 成本低
1. 频率稳定度差 2. 不相参 3. 简单波形
20
1. 长寿命
3. 波形好 4. 效率高 5. 瞬时带宽宽 7. 结构简单 8. 体积小 9. 重量轻 1. 增益低 2. 动态范围小
一致性好 尺寸小 重量轻

电阻 电容 电感 二极管 传输线
33
发射功率放大器
发射端口 A A A
环行器
天线
T/R
1 2 3 4 5
T/R
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱT/R
低噪声接收放大器
接收端口 A A A 限幅器
T/R控制 控制数据输入 控制处理 偏置控制

高集成度 高可靠性 多功能

前沿触发 0 0 后沿触发 － 偏 压 ＋ 后沿触发 0 偏 压 与 激励电路 V2 R C0 V1 偏 压 与 激励电路 ＋ 浮动板 － E
－ Eg
结束：V1又止，C又由+Ea充电。
调制阳极脉冲调制器一般也要提供全部电子注电压 , 但由于调制阳极截获的电流 很小, 因而它主要在脉冲的起始和结束时给分布电容充电和放电提供较大的电流。

前沿触发 0 0 后沿触发 V1 偏 压 与 激励电路
V1是接通管，V2是截尾管 O型管 无脉冲时，V1和V2都截至，O型 管调制阳极和阴极负偏压，电子注 电流截止 有前沿脉冲时，V1导通，调制阳 极与阴极正偏，电子注不截止 后沿脉冲时，V2导通，V1截止， 调制阳极与阴极再次反偏，电子注 截止
K→“1”：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； K→“2”；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。
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
地面雷达
3) 行波管-前向波管放大链
机动雷达 相控阵雷达 机载雷达
23
1000MHz以下（VHF、UHF）-真空（微波）三、四极管
在1000 MHz以上（UHF、L、S、C、X）-磁控管、 大功率
速调管、行波管以及前向波管等。
S波段（C、X波段）-固态放大器
24
某精密跟踪雷达用的发射机, 工作在C波段, 要求输出脉冲功率为2.5 MW, 1 dB带宽为1%, 射频脉冲宽度为0.8μ s(前沿宽度不大于0.1~0.5μ s, 后沿宽度 不大于0.15~0.2μ s), 脉冲重复频率可在600~800 Hz的范围内以三种不同的 值跳变。