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第1章 概论1

1.1 概述2

1.2 雷达发射机的功能4

1.3 脉冲雷达发射机的主要技术参数7

1.3.1 工作频率7

1.3.2 输出功率8

1.3.3 脉冲波形9

1.3.4 发射信号的稳定性和频谱纯度9

1.3.5 发射机效率15

1.4 脉冲雷达对发射机的要求15

1.4.1 脉冲压缩雷达对发射机的要求15

1.4.2 动目标显示雷达对发射机的要求22

1.4.3 脉冲多普勒雷达对发射机的要求28

1.5.1 地面雷达发射机39

1.5 常用的雷达发射机39

1.5.2 机载雷达发射机41

1.5.3 星载雷达发射机42

1.5.4 舰载雷达发射机42

1.6 发射机应用一览43

参考文献44

第2章 真空管雷达发射机45

2.1 概述46

2.2 方案考虑46

2.2.1 确定发射机类型46

2.2.2 确定发射机组成形式47

2.2.3 真空微波管的选择48

2.3 常用真空微波管49

2.2.4 指标分配与计算49

2.3.1 常用真空微波管的结构及其功能50

2.3.2 常用真空微波管的工作原理及性能54

2.3.3 真空管发展展望66

2.3.4 常用真空微波管的比较66

2.4 高功率微波管发射机设计67

2.4.1 阴极调制微波管发射机的设计68

2.4.2 真空微波管发射机的功率合成78

2.5 栅控微波管发射机81

2.5.1 控制电极的调制形式及特点82

2.5.2 工作状态控制85

2.6 正交场管发射机87

2.6.1 前向波管发射机的基本类型88

2.6.2 前向波管发射机的设计要点92

2.7 多注速调管发射机94

2.7.1 多注速调管发射机稳定工作的条件94

2.7.2 多注速调管的供电设计96

2.8 微波功率模块97

2.8.1 固态放大器的设计97

2.8.2 真空功率放大器的设计98

2.8.3 集成电源调整器的设计100

2.8.4 组装设计102

2.8.5 可靠性103

参考文献104

第3章 固态雷达发射机技术107

3.1 概述108

3.1.1 双极型微波功率晶体管109

3.1.2 金属氧化物半导体场效应微波功率晶体管114

3.1.3 砷化镓场效应微波功率晶体管116

3.1.4 雪崩二极管119

3.2 微波功率晶体管大信号S参数的表征和测试120

3.3 阻抗匹配125

3.3.1 微波功率晶体管的动态阻抗测试126

3.3.2 阻抗匹配方法127

3.4 微波功率晶体管放大器的指标要求和设计方法149

3.4.1 晶体管放大器的稳定性149

3.4.2 晶体管放大器的增益和输出功率154

3.4.3 绝对稳定晶体管功率放大器的设计157

3.4.4 潜在不稳定晶体管功率放大器的设计161

3.4.5 宽带晶体管功率放大器的设计166

3.4.6 宽带线性晶体管功率放大器的设计173

3.4.7 宽带C类微波晶体管功率放大器的设计175

3.4.8 平衡功率放大器的设计178

3.4.9 最小结温功率放大器的设计180

3.4.10 集电极负载等值线功率放大器的设计182

3.5 全固态雷达发射机187

3.5.1 全固态雷达发射机的类型188

3.5.2 全固态雷达发射机的特殊设计考虑188

参考文献189

第4章 全固态雷达发射机的设计和实践191

4.1 概述192

4.2 全固态雷达发射机的系统设计193

4.2.1 全固态雷达发射机的功率合成技术194

4.2.2 二进制功率合成法208

4.2.3 串馈功率合成法213

4.3 集中放大式高功率全固态雷达发射机216

4.3.1 P波段高功率全固态雷达发射机的设计与实例217

4.3.2 L波段高功率全固态雷达发射机的设计与实例220

4.3.3 S波段高功率全固态雷达发射机的设计与实例221

4.4 有源相控阵雷达全固态发射机223

4.4.1 有源相控阵雷达全固态发射机的设计与实例223

4.4.2 有源相控阵雷达T/R组件功率放大器的设计与实例229

4.4.3 行、列馈式有源相控阵雷达全固态发射机232

参考文献235

第5章 脉冲调制器237

5.1 概述238

5.2 方案考虑238

5.2.1 脉冲调制器的基本电路形式及其特点240

5.2.2 调制器的方案选择243

5.3 线型脉冲调制器的设计244

5.3.1 线型脉冲调制器的设计考虑244

5.3.2 对已知参数及技术要求的确认245

5.3.3 放电回路的工程设计245

5.3.4 反峰电路的设计254

5.3.5 线型脉冲调制器的充电电路255

5.4 栅极脉冲调制器的设计264

5.4.1 常用浮动板调制器的主要类型266

5.4.2 开关管的选择269

5.4.3 栅极调制电源272

5.4.4 浮动板调制器的控制与保护274

5.5 刚管脉冲调制器的设计275

5.5.1 刚管脉冲调制器的充电电路276

5.5.2 固态刚管脉冲调制器280

参考文献287

第6章 发射机电源289

6.1 概述290

6.2 发射机电源的特点290

6.2.1 发射机常用的电源291

6.2.2 发射机电源的技术指标292

6.3 组合式大功率高压开关电源297

6.3.1 设计要求和组合形式298

6.3.2 高压电源变换器的电路形式298

6.3.3 串联谐振高压电源变换器的设计和计算302

6.3.4 设计的主要难点和解决方法304

6.3.5 提高可靠性和减小干扰的方法306

6.3.6 功率合成307

6.4 带降压收集级的行波管放大器的开关电源系统308

6.4.1 浮在高电位上的电源309

6.4.2 高压电源311

6.4.3 提高稳定性指标的方法315

6.5 组合式大功率低压开关电源316

6.5.1 设计的特点及难点316

6.5.2 设计与计算317

6.5.3 组合式大功率低压开关电源与组合式大功率高压开关电源的差异321

6.5.4 提高效率、降低纹波的方法322

6.6 电源的控制和保护电路323

6.6.1 开关电源的控制方式323

6.6.2 开关电源的闭环调节325

6.6.3 检测与保护328

6.7.1 软启动331

6.7 电源稳定可靠工作的措施331

6.7.2 正确选择、设计功率开关及关键元器件332

6.8 电源的功率因数补偿334

6.8.1 功率因数补偿的必要性334

6.8.2 功率因数补偿的方法335

6.9 电路拓扑的优化设计和仿真338

参考文献339

第7章 发射机特种元件341

7.1 概述342

7.2 充电电感及充电变压器343

7.2.1 充电电感的工作原理343

7.2.2 充电电感参数的计算344

7.2.3 充电电感的设计346

7.2.4 充电变压器349

7.3 脉冲形成网络352

7.3.1 脉冲形成网络的放电原理352

7.3.2 脉冲形成网络的设计354

7.3.3 多线并联脉冲形成网络的应用356

7.3.4 Blumlein脉冲形成网络356

7.4 脉冲变压器358

7.4.1 脉冲变压器的脉冲波形参数359

7.4.2 脉冲变压器的等效电路分析及波形参数计算360

7.4.3 脉冲变压器的铁芯365

7.4.4 脉冲变压器的绕组372

7.4.5 铁芯截面积的确定380

7.4.6 脉冲变压器的具体设计380

7.5 开关电源变压器386

7.5.1 开关电源变压器的分类387

7.5.2 漏感和分布电容388

7.5.3 开关电源变压器的材料389

7.5.4 双极性开关电源变压器的设计392

7.5.5 单极性反激式开关电源变压器的设计398

7.5.6 单极性正激式开关电源变压器的设计403

参考文献406

第8章 系统监控与可靠性407

8.1 概述408

8.2 系统监控408

8.2.1 发射机的开机和关机程序408

8.2.2 发射机的工作状态指示413

8.2.3 发射机参数检测及故障保护413

8.2.4 发射机监控系统的电路设计427

8.3 发射机的可靠性435

8.3.1 发射机可靠性的数学模型与分析435

8.3.2 可靠性指标的分配438

8.3.3 发射机系统的可靠性设计439

8.3.4 发射机的可靠性预计447

8.3.5 故障模式影响及危害性分析449

参考文献451

第9章 雷达发射机技术参数的测试453

9.1 概述454

9.2 雷达发射机技术参数的通用测试方法454

9.3 雷达发射机主要技术参数的测试455

9.3.1 雷达发射机所用微波管的参数测试456

9.3.3 雷达发射机的放大器功率增益测试459

9.3.2 雷达发射机的输出功率测试459

9.3.4 雷达发射机的瞬时带宽测试460

9.3.5 雷达发射机射频脉冲检波包络的测试461

9.3.6 雷达发射机频谱分布的测试461

9.3.7 雷达发射机频谱纯度的测试461

9.3.8 雷达发射机效率的测试462

9.4 雷达发射机一些关键技术参数的测试462

9.4.1 真空管雷达发射机高压电源的测试463

9.4.2 真空管雷达发射机高压脉冲调制器的测试464

9.4.3 雷达发射机噪声功率、噪声系数、相位灵敏度和相位噪声的测试467

9.4.4 全固态雷达发射机电源纹波的测试470

9.4.5 全固态雷达发射机功率放大器组件的扫频测试470

9.4.6 有源相控阵雷达全固态发射机幅相特性的测试471

参考文献473

第10章 发射机冷却及电磁兼容的设计475

10.1 发射机的热设计与冷却476

10.1.1 概述476

10.1.2 发射机散热方法的选择477

10.1.3 自然冷却479

10.1.4 强迫风冷却485

10.1.5 强迫液体冷却495

10.1.6 蒸发冷却500

10.2 电磁兼容设计502

10.2.1 概述503

10.2.2 电磁干扰源的种类503

10.2.3 电磁干扰的耦合途径506

10.2.4 雷达发射机的抗干扰设计511

参考文献517