脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)常見故障分析與排除

摘要 隨著雷達(dá)的廣泛應(yīng)用，其性能也在快速提高，而對脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)中電子元器件常見故障分析與排除研究較少。作為雷達(dá)的核心部件之一，脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)是雷達(dá)性能以及安全使用的關(guān)鍵。文中針對脈沖雷達(dá)發(fā)射器的工作原理以及電子元件易出現(xiàn)的故障現(xiàn)象和原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，為雷達(dá)的安全使用提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞 脈沖雷達(dá)；發(fā)射機(jī)；故障分析；故障排除

雷達(dá)基本由發(fā)射機(jī)，發(fā)射天線，接收機(jī)，顯示器及接收天線等5個部分組成。輔助設(shè)備有數(shù)據(jù)分析，抗干擾設(shè)備，數(shù)據(jù)輸入設(shè)備等。雷達(dá)的分類也有多種，按安裝地點的不同可分為：地面雷達(dá)、航空雷達(dá)和衛(wèi)星雷達(dá)。根據(jù)輻射種類可分為：脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)。脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)作為雷達(dá)系統(tǒng)的重要組成之一，文中就其中的電子元器件常出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析并提出了解決方案。

1 發(fā)射機(jī)的工作原理
雷達(dá)發(fā)射機(jī)由脈沖調(diào)制器、磁控管振蕩器及發(fā)射機(jī)電源等部分組成。在監(jiān)控器送來的觸發(fā)脈沖控制下，預(yù)調(diào)制器產(chǎn)生一個寬度和幅度一定的預(yù)調(diào)制脈沖去控制調(diào)制器，根據(jù)調(diào)制器類型的不同，對預(yù)調(diào)制脈沖寬度和幅度的要求也不同。發(fā)射脈沖的寬度和波形由預(yù)調(diào)制脈沖的寬度和波形決定，同時雷達(dá)脈沖的寬度也在這里進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此對預(yù)調(diào)制器的要求較為嚴(yán)格，這就是預(yù)調(diào)制器的功能。而調(diào)制器則是在預(yù)調(diào)制脈沖的作用下產(chǎn)生一個具有相同寬度和幅度的調(diào)制脈沖加給磁控管的陰極。磁控管振蕩器在調(diào)制脈沖的作用下產(chǎn)生一個寬度和幅度與調(diào)制脈沖相同的射頻脈沖經(jīng)波導(dǎo)送天線向外輻射，磁控管振蕩器實際是一種被調(diào)制大功率超高頻振蕩器。發(fā)射機(jī)電源為調(diào)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(fā)射機(jī)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(diào)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(dāng)中頻電源要經(jīng)過收發(fā)機(jī)總保險絲、雷達(dá)高壓開關(guān)控制的觸點、高壓自動延時電路控制的觸點及門開關(guān)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(yù)熱時間，為3～5 min。

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

3 脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)故障及排除方法
脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)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(guān)電源故障等。
3．1 欠壓故障
陰極調(diào)制器故障、陰極調(diào)制器工作無電壓和定時觸發(fā)無信號會導(dǎo)致偏壓顯示器正常工作，但輸出功率較小。速調(diào)管陰極短路或管子失效；高壓電源端有短路現(xiàn)象；偏壓電源內(nèi)部的整流管損壞；調(diào)制器的調(diào)制管電流過大導(dǎo)致其擊穿或漏電等故障。因此，要根據(jù)欠壓的故障現(xiàn)象對其進(jìn)行分析和排除。具體保護(hù)措施是：可在控制回路中加裝低電壓保護(hù)，即在回路中并聯(lián)一個低電壓繼電器的常閉觸點，能夠保證當(dāng)故障消除后，電壓恢復(fù)正常元件快速啟動、縮短故障時間、減少經(jīng)濟(jì)損失。通常發(fā)射機(jī)對欠壓會進(jìn)行自動保護(hù)，偏壓欠壓會使速調(diào)管過流而損壞，所以必須采取保護(hù)措施。