航海雷达与ARPA
23页1、. 第一章 基本工作原课第一节 测距测方位基本原理1测距a)利用电磁波特性:1).直接传播(微波波段)2).匀速传播(同一媒质中)3).反射特性(在任何两种媒质的边界面)b)计算公式:S = C( t2 - t1 ) / 2其中:S:目标和本船距离; t1 :发射时刻; t2 :接收时刻 ;C:电波速度;为300000公里/秒 为准确测量( t2 - t1 ) ,发射信号包络为矩形脉冲。2测向 天线为定向天线,只向一个方向发射,也只接收这个方向的目标回波,实现这个方向的测距。随着天波的转动,实现不同方向的测距。 第二节 基本组成及各部分作用1)触发电路: 每隔一段时产生一个尖脉冲,同时送到发射机、接收机、显示器三部分,使它们同步工作。(触发电路决定工作开始的时间)2)发 射 机: 触发脉冲到来后,立刻产生一个大功率,微波波段,具有一定宽度的脉冲包络射频(雷达工作频率,微波波段)的信号。3)发收开关: 发射时;将发射机与天线接通,并将天线与接收机断开。 接收时;将发射机与天线断开,并将天线与接收机接通。l 第二章 船用雷达设备第一节 中频电源设备 为满足船用雷达工作、及工作环境的要求,雷
2、达对电源的电压值、频率值及各指标的稳定性均有具体的要求,船舶上存在低频、高频电源干扰,有船电负载多变化大等等现象。采用专门的中频电源,正是为了防止这些干扰和有害的现象。目前;雷达电源有中频逆变器、中频变流机组二种。第三节 雷达发射机一、主要组成及各部分作用1:触发脉冲产生器: 相当于时钟电路,使雷达各部分同步工作。2调制器及预调制器: 触发脉冲一到,预调制器输出具有一定宽度的小功率正方波,控制预调制器产生的方波的起始时刻,预调制器产生的方波控制调制器,使调制器产生大功率负高压脉冲。有的雷达没有预调制器,预调制器的功能由调制器完成。 所以;调制器是产生高压的部件。3: 磁控营: 在调制器输出的负高压作用下,磁控营产生矩形调制的微波振荡脉冲.实现能量转换,调制器相当于高压电源。5.2):磁控营基本结构及工作原理 磁控营是实现微波振荡的元件,其结构、工作原理,与实际使用中的调试、维护等等事宜有关。下面我们扼要介绍之。A:基本结构 阴极和阳极之间的空间, 称为空腔,空腔内为真空。空腔内,有永久磁铁提供的恒定磁场,如图示。 阴极内含有灯丝,加调制器送来的负高压前,灯丝先通电3min,用于加热阴极
3、,阴极表面有氧化物涂层,加热使其产生自由电子,能量转换是自由电子完成的,没有3min加热,磁控管不能正常工作。B:工作原理 调制器负高压脉冲一到,阴极和阳极之间激起微波振荡。 阴极附件的自由电子,在飞向阳极过程中,由调制器提供的高压,使电子获得能量。 又在恒定磁场的作用下,把自由电子获得的能量,传给微波振荡,使原本微弱的微波振荡强大起来。载波频率采用下列二种:S波段 (29003100)MHZ 10cm(波长)X波段 (93009500)MHZ 3cm(波长) 5.4):工作状态判断:l 磁控管正常工作时,有稳定的阳极电流,所以;能够输出稳定的大功率微波,氖灯遇大功率微波辐射会发亮。l 这样;我们可以采用氖灯法、电流观察法、雷达性能监视器三种方法来判断磁控管工作状态。l 电流法:l a):电流值为规定值,磁控管工作正常。否则为不正常。l 氖灯法:l 氖灯放在距收发机波导口1015(cm)处,若氖灯发亮,说明正常。不发亮,管子不工作。l 雷达性能监视器 l (后续章节介绍)5.5):磁控管保存及使用: 由于磁化作用,磁控管保存有如下规定: 木箱内,磁控管离铁磁体至少10cm,二个磁控管之
4、间至少距离20cm。备用磁控管应经常轮流使用。 5.3):老练l “老练”是更换磁控管时,为确保设备安全,要进行的一个步骤。l 什么是 “打火” l 磁控营空腔内为真空,如果空腔内有气体,高压会使气体电离,就会有负离子飞向阳极,形成阳极电流,这一现象称为“打火”。l 什么是 “老练”l 气体一下子全部电离,就会有大量负离子飞向阳极,形成很大的阳极电流,会损伤阳极。l 逐步加高压,逐步电离,慢慢去除气体,可以避免对磁控管的伤害,这一过程称为老练,步骤如下:l “老练”步骤l a):先加灯丝电压半小时。l b):再加较低的高压半小时或更长时间,之后加较高的电压。l c):若在某电压灯火,退回先前的电压,一段时间后,再返回该电压,若再打火,则再退回,直到不打火,这样;电压慢慢向上升,直到额定值。l 老练前提:新管,6个月未用的旧管。l 三特高压电源的三种开关l 发射开并、延时开关、门开关三种开关各自有不同的用处,三种开关同时合上、高压才能加到磁控管。1:3分钟延时开关: 保护磁控管2:门开关: 收发机箱的盖板没有合上,门开关断开,调制器没有特高压电源供电,不能发射。这样就确保了人员的安全。3
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