04第二章收发开关与接收机(ppt文档)

第二章船用雷达设备收发开关和雷达接收机的组成框图微波集成电路主中频放大器视频部分前置中放双功器变频器自天线微波放大前置视频放大增益&STC至显示器接收机组成框图触发脉冲中频放大检波器收发开关混频器本振AFC第五节收发开关1.气体放电管式2.铁氧体环流器式一、气体放电管式利用火花隙放电产生电弧形成短路截住大功率发射脉冲分：1）窄带：2）宽带：通频带窄，需调谐通频带宽，不需调谐宽带窄带气体放电管恢复时间（）从发射结束到气体恢复预游离状态后，回波可以通过时的时间，通常为0.1～0.3s.窄带收发开关的调谐更换磁控管后，先调谐本振，然后用调谐螺丝进行调谐(调整火花隙的距离，也就是改变谐振腔的固有频率。如果与发射频率谐振，则回波通过能力最好，屏上回波最强)：步骤：1）雷达工作稳定2）使回波最好使用注意事项1.保证预游离状态。预游离电流约50~150A；电压约600~1000V混频晶体烧毁，应首先检查收发开关是否正常（查预游离电压或电流）2.窄带气体放电管应仔细调谐，使荧光屏回波最强3.发现雷达盲区增大时，可能是收发开关衰老导致恢复时间增大第五节收发开关二、铁氧体环流器是一种利用铁氧体和石榴石等亚铁磁铁制成的微波元件特点：寿命长、稳定性高、频带宽散热条件好。高速开关：开关时间约0.5sAntennaTransmitterReceiverferriteAbsorbload(b)4portscirculatorFig.circulator1234CirculardirectionLimiter(a)3portscirculator123AntennaTransmitterferriteReceiver第五节收发开关限幅器铁氧体第六节接收机一、接收机组成部分及作用接收机组成框图变频器自天线微波集成电路前置视频放大增益&STC至显示器触发脉冲中频放大检波器收发开关混频器本振1、变频器：把超高频回波信号变成中频（30、45、60MHz）信号两部分：本机振荡器、混频器1）本机振荡器：产生比磁控管振荡频率高一个中频的小功率等幅连续振荡信号，即本振信号fL第六节接收机反射式速调管①外腔式：10cm波段②内腔式：3cm以下谐振腔决定振荡频率反射极顶盖反射极网状栅极阴极灯丝金属外壳管脚调整螺丝输出环弓形支架输出同轴线反射式速调管结构图机械调谐:调整螺丝可以改变栅极距离电子调谐:改变反射极电压调谐1）自动频率控制电路2）手动调整：粗调/细调第六节接收机固态本机振荡器微波晶体三极管；雪崩二极管、体效应（耿氏）二极管、阶跃二极管等特点：体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、耗电省、工作电压低、使用方便等机械调谐:调谐螺丝电子调谐:改变变容二极管偏置电压调谐第六节接收机耿氏二极管振荡器输出口电压引线耿氏二极管变容二极管衰减器调整螺丝调谐螺丝外形输出波导谐振腔电压引线衰减器调整螺丝调整螺丝耿氏二极管结构输出电流mA级调谐方便比反射式速调管有较好的S/N第六节接收机2）混频器：把回波信号（fS）与本振信号（fL）通过非线性元件混频产生含许多新频率的信号，经过选频电路选出本振信号与回波信号的差频——中频信号（fI）有：①单端式——一个晶体②双端平衡式——两个晶体①混频二极管（混频晶体）：非线性器件○检查：万用表R100或R1k档测正反向电阻，严禁使用R1或R10k档，损坏晶体反正电阻比应大于100以上，小于10时,性能极差,不能用○电流：说明本振和混频晶体是否工作。具体数值查说明书○保管注意：铅管屏蔽四防：（防高频辐射）、防振动、防静电、防潮②选频电路：从多种频率成分中选出本振信号与回波信号的差频回波幅度:V级本振输出:mV级晶体电流值只由本振输出决定○使用注意:双晶体平衡混频器的两个晶体极性是相反的,安装时按基座上的晶体管符号装入，不要装反,更不要在两个基座上装入同极性的两个晶体。第六节接收机3）本振调谐：调节本振频率使之比回波频率正好高一个中频，回波图象最佳①粗调：大范围改变振荡频率②细调：小范围改变振荡频率○机械调谐：调节谐振腔尺寸（决定中心振荡频率）○电气调谐：调节工作电压○自动调谐：自动频率控制电路（AFC）完成○人工调谐：手动调节电位器改变本振工作电压粗调时机：①更换磁控管后②本振元件更换后③本振频率不正常时平时操作雷达的控制面板调谐标准：①图象清晰饱满②调谐指示表指示最大2、中频放大器：控制面板手动增益（GAIN）控钮的使用：使荧光屏上的噪声斑点刚刚可见第六节接收机把微弱的中频回波信号不失真地放大近百万倍，然后送去检波成为视频信号V→V1）前置中放：2）主中放：着重尽可能地减小噪声，2~3级着重提高信号放大倍数，6~7级增益控制电路：改变放大倍数以控制回波强度，控制影象的亮度增益过大增益降低增益正常要求:高增益、低噪声、小失真、高稳定性第六节接收机4、海浪干扰抑制电路（STC）：改变近距离放大倍数抑制海浪干扰回波3、前置视频放大器：初步放大检波器输出的视频脉冲信号主要起传输中的阻抗匹配作用STC作用海杂波目标目标丢失目标重现海杂波减弱目标减弱目标正常保留STC增加海浪特性:1)随距离增大海浪减小.2)上风旋海浪强,下风旋海浪弱,最大6-8海里海浪杂波距离风力/风向波长HBW水平波束宽度天线转数(a)触发脉冲tuOur(b)海杂波tuO目标回波输出饱和(c)输出饱和tuO目标丢失(e)接收灵敏度tOPSmin正常(f)STC作用tuO重现目标(d)控制电压tuO抑制范围抑制深度注意：海浪抑制的同时，可能丢失近距弱小目标的回波6、辅助电路：1）带宽转换电路：改变接收机通频带，随量程开关同时转换远量程：宽脉冲，窄通频带，灵敏度高近量程：窄脉冲，宽通频带，失真小，分辨力高2）对数中频放大器：增大输入信号的动态范围，使接收机不致于因为输入强信号而过载阻塞线性中放：适用于有弱回波，而无强信号或强干扰信号的场合3）恒虚警率处理电路（CFAR）：抑制机内噪声和干扰缺点：易丢失弱小目标IslandSeaclutterShip（a）Rawvideo（b）CFARbias（c）CFARvideoOOOutututRainclutterShipCFAR处理效果示意图第六节接收机二、雷达接收机主要技术指标1、接收机灵敏度：接收微弱信号的能力。用最小可辩功率Pmin表示1）最小可辩功率Pmin：从噪声和杂波中辩认出来的最小功率①如果PrPmin：正常接收且能从噪声中辨认出来这个信号②如果PrPmin：无法辨认，即探测不到这一目标2）噪声系数N：接收机输入信噪比Pis/Pin与输出信噪比Pos/Pon之比N=Pis/Pin/Pos/Pon1，越小越好，机内噪声越小3）灵敏度：一般1012~1014W，要保证之，接收机放大量应106~108（120~160dB）Pmin与N的关系：Pmin=mKTNf0.7K：波尔兹曼常数；T：输入端绝对温度；m=识别系数：N接收机总噪声系数第六节接收机2、接收机通频带宽度f0.7：接收机放大倍数从最大值A下降到0.707A时所对应的两个频率之差f0.7=fHfL。一般3~25MHz即允许通过接收机的信号频率范围远量程：窄频带3~5MHz近量程：宽频带18~25MHzf噪声灵敏度失真小(带宽大，信号损失小)f噪声灵敏度失真大(带宽小，信号损失多)远量程:宽脉冲灵敏度f近量程:窄脉冲灵敏度f通频带与灵敏度的关系:Pmin=mKTNf0.7f0-1/τf0f0+1/τW(f)矩形调制脉冲能量频谱图第六节接收机3、其它：动态范围——接收机各级都不饱和时最大输入信号功率与最小可辨信号功率之比。动态范围越大越好。抗干扰性能——表示接收机抗干扰的能力（海浪、雨雨）。恢复时间、工作稳定性等第六节接收机三、接收机工作状态判断1.噪声斑点:调节增益，噪声变化2.晶体电流:收发机内的表头，是否正常3.性能监视器：