雷达基本组成

子模块二　雷达基本组成

学习目标：熟悉雷达的基本组成及各部分作用；

　　　　　了解雷达整机工作概况。

重点难点：雷达的基本组成及各部分作用。

一、船用雷达基本组成框图及各部分作用

一般雷达都由天线、显示器、雷达中频电源和收发机四个分机组成，如图1-3所示。其中收发机中又包括触发器、发射机、接收机和收发开关等四部分。故一台船用雷达通常包括以上七个部分，其组成框图如图1-4所示，其波形与时间关系图如图1-5所示。各部分的功用及简单原理如下。

图1-3　雷达组成图

（a）天线；（b）收发机；（c）显示器；（d）中频电源

图1-4　船用雷达组成框图

图1-5　雷达基本波形与时间关系图

a—触发脉冲；b—发射脉冲；c—回波脉冲；

d—回波视频脉冲；e—扫描锯齿电流

1. 触发器

触发器（Trigger；Timer）又称触发脉冲产生器、定时器或定时电路，其用来产生图1-5（a）所示的周期性触发脉冲。触发脉冲的功用是控制发射机发射起始时刻和显示器扫描起始时刻，并使两者保持严格同步，因此又称为定时脉冲。所以，触发器是雷达发射和接收工作的“指挥中心”。

2. 发射机

雷达发射机（Transmitter）的任务是在触发脉冲控制下产生周期性、大功率的微波脉冲（又称发射脉冲、射频脉冲或雷达波），通过天线向外发射，其波形如图1-5（b）所示。

3. 收发开关

收发开关（T/R switch；T/R cell）又称天线转换开关，其作用是：发射时，使发射机与天线相通，并保证发射能量全部加到天线，同时切断接收机通路，以防止强发射脉冲的能量损坏接收机；接收时，它使天线与接收机相接，同时切断发射机支路，使目标回波信号全部送入接收机，以防止目标回波信号的损失。由于收发开关能够起到天线在接收、发射两个状态下自动转换的作用，因而使发射和接收可以共用同一个雷达天线。

4. 天线

雷达天线（Scanner；Antenna；Aerial）是一种方向性很强的天线，其作用是：将来自发射机的发射脉冲能量聚成细束向一个方向辐射出去，同时也只接收来自该方向的目标反射回波，并把它送入接收机。雷达天线由驱动马达带动并顺时针方向匀速旋转，转速一般为15～30r/min。天线系统还向显示器发出船首位置信号和天线偏离船首方向的角位置信号。由于电磁波在空中传播和经物标反射，故回波强度大大减弱并滞后于发射脉冲，其回波波形如图1-5（c）所示。

5. 接收机

雷达均采用超外插式接收机（Receiver），其作用是：放大来自天线的目标回波信号，并使它变成为显示器显像所要求的回波视频信号。由图1-5可见，目标回波脉冲（c）与发射脉冲（b）相比，有两点重要的区别：一是回波脉冲延迟于发射脉冲，延迟时间等于雷达波在天线与目标之间的往返传播时间Δt；二是回波脉冲比发射脉冲弱得多，这是因为从目标反射至天线的仅仅是发射能量的极少部分。接收机输出的回波视频信号（图1-5（d）所示）送到显示器放大并显示在荧光屏上。

6. 显示器

雷达显示器（Display）的任务是在触发脉冲的作用下产生用来计时的距离扫描线。距离扫描线在天线方位信号的控制下和天线同步旋转，从而将目标回波信号显示成平面位置图像。因此，船用雷达显示器又称为平面位置显示器，即PPI（Plane Position Indicator）。在触发脉冲作用下，显示器还必须产生距离和方位测量标志，用来测量目标的距离和方位。

7. 中频电源

船用雷达均设有专用的雷达中频电源（Power Supply），其任务是将各种船电变成雷达工作所需要的具有一定电压、一定功率的中频电源。中频频率一般为400～2 000Hz之间。

二、雷达整机工作概况

当雷达通电后，雷达电源产生的中频电加到各分机。定时器产生的触发脉冲一路送到显示器控制扫描系统，在荧光屏上形成距离扫描线；另一路送到发射机，控制发射机产生发射脉冲。后者经收发开关、波导管送到天线并辐射出去。当雷达辐射的电磁波遇到目标，便被目标反射，其中有一部分反射信号返回天线，进入接收机，构成目标回波脉冲。回波脉冲经接收机放大并变换成视频脉冲，加到阴极射线管，于是在扫描线相应的位置上形成回波亮点。天线的旋转方位角信号经方位同步系统送入显示器，并带动偏转线圈，使扫描线与天线同步旋转。因此，天线旋转时从四周搜索回来的目标回波脉冲，在相应方位的扫描线上形成目标回波亮点。可见，在触发脉冲同步下产生扫描线，在扫描线上形成目标回波亮点，扫描线与天线同步旋转，这三者综合便构成了一幅雷达平面位置图像。利用显示器产生的测量标志（固定距标圈、活动距标圈、船首线等）可测量目标的距离和方位。

想一想

雷达各组成部分都起什么作用？

思考与训练

1. 雷达天线其转速通常为________。

A.　80r/min　B.　15～30r/min　C.　120r/min　D.　90r/min

2. 雷达电源________。

A. 就是船电　　　　　　　　　　　　　　B. 由船电转换而成

C. 是中频电源，由高频用电设备转换而成　D.　A或B

3. 船用雷达发射机的任务就是产生一个功率较大的________脉冲。

A. 连续波　B. 调频　C. 射频　D. 调幅

4. 雷达显示器是PPI显示器，可以测得物标的二维数据，即________。

A. 距离和高度　B. 距离和方位　C. 大小和高度　D. 方位高度

5. 雷达接收机一般都采用________式接收机。

A. 再生　B. 直放　C. 超外差　D. 阻容耦合