脉冲雷达发射机常见故障分析与排除

摘要 随着雷达的广泛应用，其性能也在快速提高，而对脉冲雷达发射机中电子元器件常见故障分析与排除研究较少。作为雷达的核心部件之一，脉冲雷达发射机是雷达性能以及安全使用的关键。文中针对脉冲雷达发射器的工作原理以及电子元件易出现的故障现象和原因进行了分析，并提出了相应的解决措施，为雷达的安全使用提供了依据。
关键词 脉冲雷达；发射机；故障分析；故障排除

雷达基本由发射机，发射天线，接收机，显示器及接收天线等5个部分组成。辅助设备有数据分析，抗干扰设备，数据输入设备等。雷达的分类也有多种，按安装地点的不同可分为：地面雷达、航空雷达和卫星雷达。根据辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。脉冲雷达发射机作为雷达系统的重要组成之一，文中就其中的电子元器件常出现的故障进行了分析并提出了解决方案。

1 发射机的工作原理
雷达发射机由脉冲调制器、磁控管振荡器及发射机电源等部分组成。在监控器送来的触发脉冲控制下，预调制器产生一个宽度和幅度一定的预调制脉冲去控制调制器，根据调制器类型的不同，对预调制脉冲宽度和幅度的要求也不同。发射脉冲的宽度和波形由预调制脉冲的宽度和波形决定，同时雷达脉冲的宽度也在这里进行转换，因此对预调制器的要求较为严格，这就是预调制器的功能。而调制器则是在预调制脉冲的作用下产生一个具有相同宽度和幅度的调制脉冲加给磁控管的阴极。磁控管振荡器在调制脉冲的作用下产生一个宽度和幅度与调制脉冲相同的射频脉冲经波导送天线向外辐射，磁控管振荡器实际是一种被调制大功率超高频振荡器。发射机电源为调制器和磁控管等提供所需的各种交直流电源和特高压电源。发射机电源上会安装有指示灯和保险丝，其都会安装在便于拆卸和显眼的位置，以便于检查和提示安全。接收电源会和低压电源安装在一起，提高其他所需的交直流电源。而高压电源部件由变压器、调制器、磁控管振荡器及整流滤波电路组成。高压电源的输入电路中包含多个继电器控制触点，当中频电源要经过收发机总保险丝、雷达高压开关控制的触点、高压自动延时电路控制的触点及门开关控制触点才可送到高压变压器的初级绕组。高压电路自动延时电路的作用就是为了使磁控管有足够的预热时间，为3～5 min。

2 发射机主要质量指标及功能
2．1 发射机主要质量指标
(1)工作频率、波段雷达首要的工作是频率的确定，要根据用途和实际需要确定频率且一经确定就不可轻易更改，也会成为整个系统的硬件基础。雷达频率可以是一个或多个，频率的选择需要权衡多种因素，例如：物理尺寸、发射功率、天线波瓣宽度和大气衰减等。(2)输出功率雷达发射机中最重要的指标，直接影响雷达威力和抗干扰能力。(3)总效率发射机输出功率与输入功率之比。(4)信号形式即调制方式。
2．2 发射机的功能
雷达是利用物体反射电磁波的特性来发现目标并确定目标的距离、方位、高度和速度等参数的。因此，雷达工作时要求发射一种特定的大功率无线电信号，发射机在雷达中就起该作用，它为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。一般分为连续波发射机和脉冲发射机，而脉冲雷达发射机是雷达系统中最重、最昂贵的一部分。

3 脉冲雷达发射机故障及排除方法
脉冲雷达发射机常见的故障有：欠压、高压流速管无高压输出、灯丝电流过小、输出功率低以及开关电源故障等。
3．1 欠压故障
阴极调制器故障、阴极调制器工作无电压和定时触发无信号会导致偏压显示器正常工作，但输出功率较小。速调管阴极短路或管子失效；高压电源端有短路现象；偏压电源内部的整流管损坏；调制器的调制管电流过大导致其击穿或漏电等故障。因此，要根据欠压的故障现象对其进行分析和排除。具体保护措施是：可在控制回路中加装低电压保护，即在回路中并联一个低电压继电器的常闭触点，能够保证当故障消除后，电压恢复正常元件快速启动、缩短故障时间、减少经济损失。通常发射机对欠压会进行自动保护，偏压欠压会使速调管过流而损坏，所以必须采取保护措施。