X波段寬帶雷達發射機的設計研究

方案來改進今后設計工作。

關鍵詞：X波段 雷達發射機 設計

中圖分類號：F284 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）10-0000-00

近年來，隨著科學技術高速發展的今天，我國航天事業X波段寬帶雷達發射機的設計研究和廣泛應用，在航天事業領域得到不斷的發展和提高。

1雷達發射機的概述

（1）雷達發射機的工作原理。雷達發射機是指為雷達提供大功率射頻信號的無線電裝置。它所產生的射頻信號經雷達饋線系統傳輸到天線上，并輻射到空中，是雷達系統中最大、最重要的組成部分。雷達發射機的主要作用是為雷達提供一定的射頻信號，從低頻轉成大功率的射頻能量，其發射機性能的好壞直接影響到整體的性能。

（2）發射機的分類。對于雷達發射機的分類，可以按調制方式分為連續波發射機和脈沖發射機兩類。連續波發射機采用頻率調制和相位編碼等形式，脈沖發射機采用幅度調制；按信號產生方式可分為單級振蕩式和主振放大式發射機。但在新型發射機形式中，已有越來越多地采用多級主振放大式發射機。

（3）X波段寬帶雷達發射機的研究意義。X波段是指頻率在8-12 GHz的無線電波波段，X頻段廣泛應用于空間研究、廣播衛星、氣象系統等行業，可由發射機進行無線電信號的發射。通過對此雷達發射機的研究，可以進一步提高雷達勘探技術來促進航天事業、氣象等行業的發展。

2 X波段寬帶雷達發射機的設計研究

2.1高頻放大鏈的選用

在 X 波段寬帶雷達發射機中，雷達發射機的運作受到不同因素的影響，主要有氣候條件對雷達電波的影響，所以發射管的設計也是非常重要的。根據 X 波段寬帶雷達發射機的實際運行要求，在設計過程中應注意高頻放大鏈的選用，主要有前級放大器和末級真空管放大器，其中前級放大器采用固態放大器，對于末級真空管放大器的選擇，發射機必須選用寬帶器件，一般采用X波段寬帶大功率的行波管。高頻放大鏈如下流程：輸入射頻信號—— 前級放大器（固態放大器） ——末級放大器（真空管放大器）——輸出

2.2 發射機的可靠性設計

在 X 波段寬帶雷達系統中，發射機的可靠性計算主要由發射機工作環境、各單元共同決定，承擔著頻率發射的重要職能，發射機的可靠性直接對雷達的監控能力有直接的影響，X 波段寬帶雷達信號的幅度、頻率等多項參數都有不同的標準，其中一項參數的不合格就會影響到雷達整體性能。因此在設計發射機時應綜合考慮各方面的參數，從而保證發射機的可靠性。另外在具體設計過程中，首先應盡量采用較為成熟、先進的技術，各個部位的元件應選用較為常用的類型，同時做好元件的防老化等工作。最后，為了增強電路的可靠性，要合理進行散熱設計，確保各發熱元器件的工作承受能力，比如行波管可以采用一次液冷二次風冷的方式進行散熱。

2.3電源、電路設計

電源對X波段寬帶雷達發射機的安全運行有著非常重要的作用。如今雷達對發射機的要求非常嚴格，主要由于X 波段寬帶雷達發射機通過的電壓、電流非常大，是影響行波管放大器相位穩定性的主要因素。所以，雷達系統的電源應該選擇高壓電源，即陰極高壓電源和收集極電源。這樣電源才能具有高穩定度、低紋波的特點。在設計過程中主要有串饋和并饋兩種方式。其中串饋方式供電使輸出的電壓比較低，但行波管陰極電壓的紋波由于受到疊加影響，在輸出高頻時比并饋方式稍差，兩種方式都有其不同的優缺點。在X波段寬帶雷達發射機中一般選擇串饋的方式。另外在發電機的電源電路設計方面，為了避免電源啟動時對電網的沖擊，一般選擇軟啟動方式，從而可以減少啟動時的電流量。軟啟動電路圖如下（圖一）。

2.4控制保護系統

在 X 波段寬帶雷達系統中，由于容易受環境、磁場等因素的干擾，雷達系統的性能指標受到影響。為了保障雷達系統的安全與穩定性，應對控制保護系統進行合理設計，做好 X 波段寬帶發射機的核心設計工作。發射機的控制系統主要由硬件和軟件兩部分、平板顯示器等組成，其中硬件部分主要包括控制主板、隔離型數字量輸入接口、隔離型數字輸出接口、模擬量輸入檢測通道、定時接口等。其中，控制主板是發射機的控制核心部分，采用PC＼104中央處理器技術；隔離型數字量輸入接口主要對發射機的故障進行采集，輸出接口采用光電隔離后經驅動系統輸送到每個控制單元；檢測通道主要檢測發射機各種電壓電力信號。平板顯示器采用液晶一體化技術，裝載WinCE5.0系統，利用高級語言編寫控制程序運行，其程序采用EVC進行編寫?？刂葡到y的軟件部分采用VxWorks嵌入式操作程序來提高CPU的運行效率。

3結語

通過不斷探索設計技術、綜合考慮雷達發射機各項的參數，保證雷達發射機的高質量與安全性更加可靠。

參考文獻

[1]郭曉陽，白鵬，程寶山.X波段寬帶雷達發射機的設計[J].信息通信，2015，（6）.

[2]張倩，李剛，唐浩.高速數傳X波段發射機的設計與實現[J].空間電子技術，2003，（4）.

收稿日期：2015-09-18

作者簡介：李堯（1982—），女，漢族，安徽合肥人，本科生，畢業于安徽理工大學應用電子專業，就職于現供職于中國電子科技集團公司第三十八研究所，工程師，研究方向：X波段寬帶雷達發射機設計。