雷達發射機

產生大功率射頻信號的雷達設備。它所產生的射頻能量經饋線系統傳送至天線，並通過天線形成的波束向空中輻射。一般具有高電壓、大功率、體積和重量較大、成本較高的特點。按發射機調製方式，可分為連續波發射機和脈衝調製發射機；按發射機所採用功率放大（振盪）器件，可分為真空管發射機和全固態發射機；按發射機組態，可分為集總式發射機和分佈式發射機；按工作頻段，可分為短波發射機、米波發射機、分米波發射機、釐米波發射機、毫米波發射機等；按發射信號產生方式，可分為自激振盪式發射機和主振放大式發射機。①自激振盪式雷達發射機。由大功率射頻振盪器、脈衝調製器、電源、控制保護及冷卻設備組成。其中射頻振盪器通常採用微波三/四極管或磁控管作為振盪源，產生大功率射頻振盪。脈衝調製器在雷達定時脈衝信號的控制下，產生雷達發射機所要求的高壓視頻脈衝控制射頻振盪器工作，以產生射頻輸出功率。這類發射機組成簡單、體積小、造價低，但發射信號的頻率穩定度差，發射信號和接收機本振信號之間沒有一定的相位關係，雷達系統性能受到一定限制。②主振放大式雷達發射機。可以脈衝方式工作也可以連續波方式工作。真空管發射機通常是集總式，主要由功率放大器、脈衝調製器、電源、控制保護及冷卻設備組成。其中功率放大器的核心為速調管、行波管、前向波管等，脈衝調製器在雷達定時脈衝信號的控制下，產生雷達發射機所要求的高壓視頻脈衝並加在射頻放大管上以放大射頻輸出功率。全固態發射機主要由大功率放大器、分配/合成器、電源、控制保護及冷卻設備組成。功率放大器的核心為硅雙極晶體管、金屬氧化物場效應晶體管、砷化鎵場效應晶體管、雪崩二極管等。多個固態功率放大器功率合成組成全固態雷達發射機。主振放大式雷達發射機的特點是發射信號由雷達頻率源產生，與雷達接收機本振信號存在一定的相位關係，二者被稱為相參（或相干）信號。該小功率射頻信號經發射機多級放大器放大作為高功率雷達的發射信號。主振放大式雷達發射機能產生峯值功率高、平均功率大、頻率穩定度高、相位噪聲低的發射信號，且信號形式可為複雜波形，脈內可調頻、調相等。現代高性能的雷達系統，一般都採用此類發射機。但是結構複雜、體積和重量較大、造價較高。包括工作頻率和帶寬、輸出功率、信號形式、信號穩定度、效率等。①工作頻率和帶寬。主要由雷達用途確定，為提高雷達系統的技術性能和抗干擾能力，要求有較寬的工作帶寬，能在多個頻率上快速跳變或同時工作。②輸出功率。直接影響雷達的威力。脈衝雷達輸出功率分為峯值功率和平均功率。③信號形式。連續波發射機採用頻率調製和相位編碼調製。脈衝發射機常用固定載頻脈衝、編碼脈衝或脈內調製等信號形式，脈衝寬度、脈衝重複頻率是描述脈衝信號的主要參數。④信號穩定度。是發射信號的各項參數隨時間的變化程度。發射信號的任何不穩定都會對整機性能帶來不利影響。主振放大式雷達發射機要求更為嚴格。⑤效率。發射機輸出平均功率與輸入電源功率之比。雷達發射機是雷達耗電最多的分機。提高效率對減小整機體積、減輕重量和提高機動性很重要。20世紀40年代初投入使用的早期雷達發射機為磁控管和微波三/四極管單級自激振盪式，一般都工作在甚高頻或超高頻波段，射頻功率為幾十千瓦至幾百千瓦。40年代中期以後，大功率速調管、磁控管、行波管等微波管相繼出現，主振放大式雷達發射機得到了迅速發展和應用，射頻功率從幾百千瓦提高到幾十兆瓦，工作頻率也不斷提高。70年代初，隨着微波功率晶體管進入實用階段，全固態雷達發射機應運而生。開始階段所用射頻功率器件都為硅雙極管，主要工作在短波、甚高頻或超高頻波段，隨着微波功率晶體管制造工藝水平的進一步提高，工作頻率逐步擴展至10釐米（S）波段。微波功率晶體管的輸出功率相對於真空管的輸出功率要低得多，因此全固態發射機必須採用多管並聯和高功率合成技術，或多輻射單元的有源相控陣空間合成技術。雷達發射機技術與微波功率器件密切相關，每當微波功率器件有所突破，雷達發射機技術就躍上一個新台階，同時隨着雷達發射機技術的發展和完善，也牽引和推動着微波功率器件的進一步發展。隨着金屬氧化物場效應晶體管和砷化鎵場效應晶體管的成功研製，已實現了全固態雷達發射機從短波到毫米波波段的跨越。未來雷達發射機技術的發展方向是：提高發射信號的頻譜純度、輸出功率和工作帶寬，擴展工作頻段；提高發射機的穩定性、可靠性；提高效率、減小體積、減輕重量、降低成本；採用新型微波功率器件繼續發展和完善全固態雷達發射機技術。

發佈者：中國軍事百科全書編審室 ^[1]