中功率X波段栅控行波管发射机研制

论文摘要

随着军用雷达技术的发展,对雷达发射机在输出功率、相位稳定度、带宽、效率、可靠性、体积、重量等方面提出了更高的要求。目前,行波管发射机在这些方面具有独特的优势。结合我所某炮位侦校雷达对发射机的要求,作者开展了对X波段栅控行波管发射机的研究工作。栅控行波管发射机主要由微波放大链、发射机控制系统、脉冲调制器、高压电源等几个部分组成。本文论述了发射机各部分的功能及组成,分析了影响发射机增益、相位噪声的各种因素。根据雷达系统对发射机的要求,完成了相关理论计算,最后提出了一种X波段栅控行波管发射机的设计方法并研制出样机。在设计过程中,微波放大链采用固态功率模块加两级降压行波管的方式,调制器采用高可靠性的浮动板厚膜调制器,高压电源采用全桥软开关技术,灯丝和偏置电源采用隔离稳压技术,控制电路采用FPGA硬件设计,高电位电源和高压电源均采用固体灌封技术,减少了发射机的体积和重量。目前,该发射机已经研制成功并应用到某雷达系统中。在实际使用过程中,该发射机工作稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 雷达发射机的研究概括及发展趋势
• 1.2.1 雷达发射机的发展
• 1.2.2 行波管发射机发展现状
• 1.2.3 行波管发射机发展趋势
• 1.3 本文主要研究的工作
• 第二章 雷达发射机原理
• 2.1 发射机的功能及组成
• 2.2 雷达发射机的主要技术指标
• 2.2.1 工作频段
• 2.2.2 输出功率
• 2.2.3 信号形式
• 2.2.4 信号的稳定度
• 2.2.5 发射机的效率
• 第三章 栅控行波管发射机设计分析
• 3.1 发射机总体设计思路及设计要求
• 3.1.1 总体设计思路
• 3.1.2 发射机设计要求
• 3.2 放大管的选择
• 3.3 调制器的选择
• 3.4 发射机增益分析
• 3.5 相位噪声的分析
• 3.5.1 发射机噪声系数分析
• 3.5.2 发射机相位噪声的分析
• 3.5.3 理想射频矩形脉冲串的频谱
• 3.5.4 存在规则寄生调相的射频矩形脉冲串信号的频谱
• 3.5.5 发射机相位噪声产生的原因
• 3.5.6 对电源纹波的要求
• 第四章 栅控行波管发射机工程实现
• 4.1 微波系统的设计
• 4.1.1 行波管指标
• 4.1.2 前级固态功放指标
• 4.1.3 射频功率检测及波形显示
• 4.2 发射机调制器设计
• 4.2.1 调制器的技术指标如下
• 4.2.2 调制器组成
• 4.2.3 逻辑形成电路的设计
• 4.2.4 脉冲驱动电路的设计
• 4.2.5 开关电路的设计
• 4.2.6 调制器实物照片
• 4.3 发射机控制系统设计
• 4.3.1 发射机开/关机控制电路
• 4.3.2 发射机故障监控电路
• 4.3.3 发射机和主控台的通讯
• 4.4 发射机高压电源设计
• 4.4.1 高压电源的系统构成
• 4.4.2 基本频率的设定
• 4.4.3 电磁干扰滤波器（EMI）的选定
• 4.4.4 输入端整流滤波电路的设计
• 4.4.5 谐振变换器及其控制驱动电路的设计
• 4.4.6 输出整流滤波电路的设计
• 4.4.7 高压电源的电路保护
• 4.4.8 高压电源实物照片
• 4.5 高电位电源的设计
• 4.6 本发射机关键技术
• 4.6.1 高电位电源的隔离稳压技术
• 4.6.2 高压电源、调制器的绝缘采用干式封装技术
• 4.6.3 高电位悬浮电源采用开关电源
• 4.7 发射机结构设计
• 4.8 发射机测试方法及测试结果
• 4.8.1 发射机测试方法
• 4.8.2 发射机测试结果
• 4.8.3 发射机测试结果分析
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B