脈沖雷達發射機常見故障分析與排除

摘要 隨著雷達的廣泛應用，其性能也在快速提高，而對脈沖雷達發射機中電子元器件常見故障分析與排除研究較少。作為雷達的核心部件之一，脈沖雷達發射機是雷達性能以及安全使用的關鍵。文中針對脈沖雷達發射器的工作原理以及電子元件易出現的故障現象和原因進行了分析，并提出了相應的解決措施，為雷達的安全使用提供了依據。
關鍵詞 脈沖雷達；發射機；故障分析；故障排除

雷達基本由發射機，發射天線，接收機，顯示器及接收天線等5個部分組成。輔助設備有數據分析，抗干擾設備，數據輸入設備等。雷達的分類也有多種，按安裝地點的不同可分為：地面雷達、航空雷達和衛星雷達。根據輻射種類可分為：脈沖雷達和連續波雷達。脈沖雷達發射機作為雷達系統的重要組成之一，文中就其中的電子元器件常出現的故障進行了分析并提出了解決方案。

1 發射機的工作原理
雷達發射機由脈沖調制器、磁控管振蕩器及發射機電源等部分組成。在監控器送來的觸發脈沖控制下，預調制器產生一個寬度和幅度一定的預調制脈沖去控制調制器，根據調制器類型的不同，對預調制脈沖寬度和幅度的要求也不同。發射脈沖的寬度和波形由預調制脈沖的寬度和波形決定，同時雷達脈沖的寬度也在這里進行轉換，因此對預調制器的要求較為嚴格，這就是預調制器的功能。而調制器則是在預調制脈沖的作用下產生一個具有相同寬度和幅度的調制脈沖加給磁控管的陰極。磁控管振蕩器在調制脈沖的作用下產生一個寬度和幅度與調制脈沖相同的射頻脈沖經波導送天線向外輻射，磁控管振蕩器實際是一種被調制大功率超高頻振蕩器。發射機電源為調制器和磁控管等提供所需的各種交直流電源和特高壓電源。發射機電源上會安裝有指示燈和保險絲，其都會安裝在便于拆卸和顯眼的位置，以便于檢查和提示安全。接收電源會和低壓電源安裝在一起，提高其他所需的交直流電源。而高壓電源部件由變壓器、調制器、磁控管振蕩器及整流濾波電路組成。高壓電源的輸入電路中包含多個繼電器控制觸點，當中頻電源要經過收發機總保險絲、雷達高壓開關控制的觸點、高壓自動延時電路控制的觸點及門開關控制觸點才可送到高壓變壓器的初級繞組。高壓電路自動延時電路的作用就是為了使磁控管有足夠的預熱時間，為3～5 min。

2 發射機主要質量指標及功能
2．1 發射機主要質量指標
(1)工作頻率、波段雷達首要的工作是頻率的確定，要根據用途和實際需要確定頻率且一經確定就不可輕易更改，也會成為整個系統的硬件基礎。雷達頻率可以是一個或多個，頻率的選擇需要權衡多種因素，例如：物理尺寸、發射功率、天線波瓣寬度和大氣衰減等。(2)輸出功率雷達發射機中最重要的指標，直接影響雷達威力和抗干擾能力。(3)總效率發射機輸出功率與輸入功率之比。(4)信號形式即調制方式。
2．2 發射機的功能
雷達是利用物體反射電磁波的特性來發現目標并確定目標的距離、方位、高度和速度等參數的。因此，雷達工作時要求發射一種特定的大功率無線電信號，發射機在雷達中就起該作用，它為雷達提供一個載波受到調制的大功率射頻信號，經饋線和收發開關由天線輻射出去。一般分為連續波發射機和脈沖發射機，而脈沖雷達發射機是雷達系統中最重、最昂貴的一部分。

3 脈沖雷達發射機故障及排除方法
脈沖雷達發射機常見的故障有：欠壓、高壓流速管無高壓輸出、燈絲電流過小、輸出功率低以及開關電源故障等。
3．1 欠壓故障
陰極調制器故障、陰極調制器工作無電壓和定時觸發無信號會導致偏壓顯示器正常工作，但輸出功率較小。速調管陰極短路或管子失效；高壓電源端有短路現象；偏壓電源內部的整流管損壞；調制器的調制管電流過大導致其擊穿或漏電等故障。因此，要根據欠壓的故障現象對其進行分析和排除。具體保護措施是：可在控制回路中加裝低電壓保護，即在回路中并聯一個低電壓繼電器的常閉觸點，能夠保證當故障消除后，電壓恢復正常元件快速啟動、縮短故障時間、減少經濟損失。通常發射機對欠壓會進行自動保護，偏壓欠壓會使速調管過流而損壞，所以必須采取保護措施。