目录1实验一雷达整机结构认识6实验二雷达操作与定位14实验三ARPA操作2:
目录 1 6 14 实验一 雷达整机结构认识 实验二 雷达操作与定位 实验三 ARPA 操作 ２
实验一雷达整机结构认识目的与要求1．加深对雷达基本工作原理的理解，了解雷达基本结构，各部分组成及工作原理。2.掌握雷达关键元器件的测量和判定方法。3．掌握雷达故障一般的分析和检测方法。4.熟悉雷达的日常维护和保养工作。实验内容雷达工作原理、雷达根据其组成的部件，可分为两单元雷达，三单元雷达或四单元雷达。认识实验所使用雷达的型号，判断是属于几单元雷达。雷达一般包括七个部分：天线、显示器、中频电源、定时器、接收机、发射机和收发开关。工作原理如下图。方位信号、首线信号天线系统脉冲磁控管收发开关调制器振荡器+特高压收发单元本机电路混频器振荡器1触发脉冲中频放大器发生器和检波电路扫描电路显示单元视频电路中频电源
实验一 雷达整机结构认识 目的与要求 1． 加深对雷达基本工作原理的理解，了解雷达基本结构，各部分组成及工作原理。 2． 掌握雷达关键元器件的测量和判定方法。 3． 掌握雷达故障一般的分析和检测方法。 4． 熟悉雷达的日常维护和保养工作。 实验内容 一、雷达工作原理 雷达根据其组成的部件，可分为两单元雷达，三单元雷达或四单元雷达。认识实验所使用雷 达的型号，判断是属于几单元雷达。 雷达一般包括七个部分：天线、显示器、中频电源、定时器、接收机、发射机和收发开关。 工作原理如下图。 方位信号、首线信号 磁控管 振荡器 天线系统 收发开关 混频器 脉冲 调制器 特高压 电路 中频放大器 和检波电路 本机 振荡器 触发脉冲 发生器 视频电路 扫描电路 收发单元 显示单元 中频电源 １
天线系统1.天线a）抛物面天线：由反射器、角状辐射器等组成。b）隙缝波导天线：由隙缝波导、滤波器、扇形喇叭、终端吸收负载、保护罩等组成。2．天线马达根据不同的船电，分别采用三相交流感应电机或直流电机。变速齿轮箱3.箱内的变速齿轮作减速传动，将马达的高速转动变为天线的稳定的15～30r/min转速。采用皮带和齿轮传动。4.方位同步发送器将天线的位置信号变成电信号，再通过方位同步系统使扫描线与天线同步旋转。方位信号的产生有两种方式。a）方位同步发送电机b）方位编码器（RM1290A）采用光电管产生脉冲的形式。当天线转动，发光器件向光敏器件发出电中断，其频率与天线转速有关，经放大提供一定脉冲输出（天线转动一圈发出360次脉冲），这些脉冲用来同步显示器扫描线。5.船首标志天线每旋转一圈产生一个脉冲信号，并送到显示单元。可分为触点式和无触点式。6.波导馈线及旋转关节波导馈线保证天线与收发机之间微波传输的低损耗，防止辐射泄露。根据实际需要，可采用直波导、弯波导、扭波导、软波导。波导之间的连接采用扼流接头。旋转关节用于连接波导与旋转天线之间的微波传输。收发开关1.气体放电管收发开关又分为窄带气体放电管、宽带气体放电管。2.固态收发开关（铁氧体环流器）如MR1600X、RM1290A、RAYTHE0N。发射机1.触发脉冲产生电路一般采用自激式振荡器，通过分频或倍频提供各种量程的触发控制信号。2.预调制器如果采用刚性调制器，这对调制脉冲的要求较高。因此需要预调制器产生具有足够功率、电压幅度、一定脉宽和频率的周期性脉冲，控制调制器工作。3.调制器调制器一般由充电元件、调制开关和储能元件等组成，其任务是为高频振荡器提供合适的调制脉冲。脉冲调制器可采用不同的储能元件和开关，常见的调制器有以下几种。a）刚性调制器采用电容作为储能元件，电子管为调制开关。b）软性调制器采用仿真线为储能元件，充电闸流管为调制开关。2
２ 天线系统 1． 天线 a） 抛物面天线：由反射器、角状辐射器等组成。 b） 隙缝波导天线：由隙缝波导、滤波器、扇形喇叭、终端吸收负载、保护罩等组成。 2． 天线马达 根据不同的船电，分别采用三相交流感应电机或直流电机。 3． 变速齿轮箱 箱内的变速齿轮作减速传动，将马达的高速转动变为天线的稳定的 15～30r/min 转速。 采用皮带和齿轮传动。 4． 方位同步发送器 将天线的位置信号变成电信号，再通过方位同步系统使扫描线与天线同步旋转。方位信号的 产生有两种方式。 a） 方位同步发送电机 b） 方位编码器（RM 1290A） 采用光电管产生脉冲的形式。当天线转动，发光器件向光敏器件发出电中断，其频率与天线 转速有关，经放大提供一定脉冲输出（天线转动一圈发出 360 次脉冲），这些脉冲用来同步显示 器扫描线。 5． 船首标志 天线每旋转一圈产生一个脉冲信号，并送到显示单元。 可分为触点式和无触点式。 6． 波导馈线及旋转关节 波导馈线保证天线与收发机之间微波传输的低损耗，防止辐射泄露。根据实际需要，可采用 直波导、弯波导、扭波导、软波导。波导之间的连接采用扼流接头。 旋转关节用于连接波导与旋转天线之间的微波传输。 收发开关 1． 气体放电管收发开关 又分为窄带气体放电管、宽带气体放电管。 2． 固态收发开关（铁氧体环流器） 如 MR 1600X、RM 1290A、RAYTHEON。 发射机 1． 触发脉冲产生电路 一般采用自激式振荡器，通过分频或倍频提供各种量程的触发控制信号。 2． 预调制器 如果采用刚性调制器，这对调制脉冲的要求较高。因此需要预调制器产生具有足够功率、电 压幅度、一定脉宽和频率的周期性脉冲，控制调制器工作。 3． 调制器 调制器一般由充电元件、调制开关和储能元件等组成，其任务是为高频振荡器提供合适的调 制脉冲。脉冲调制器可采用不同的储能元件和开关，常见的调制器有以下几种。 a) 刚性调制器 采用电容作为储能元件，电子管为调制开关。 b) 软性调制器 采用仿真线为储能元件，充电闸流管为调制开关
c）磁脉冲调制器采用电容或仿真线为储能元件，磁开关为调制开关。d）可控硅调制器采用仿真线为储能元件，可控硅为调制开关。C和d称为固态调制器。实验雷达（RAYTHEON、RM1290A、MR1600X），采用可控硅固态调制器，由可控硅完成开关作用，控制脉冲形成网络（包括饱和电感、仿真线和脉冲变压器等）产生高压调制脉冲。4.磁控管振荡器磁控管是发射机内最关键的器件。工作原理是利用电子与高频场相互作用，进行能量转换从而产生高频振荡（射频脉冲）。一般采用阴极调制，即调制脉冲负高压加在磁控管的阴极上。5.高压自动延时电路相当于一个延时继电器，作用是保证雷达发射前，磁控管有一定的预热时间。6.特高压控制电路接收机1.微波限幅器其作用是防止强信号进入雷达或由于隔离不良而造成发射能量泄露，进入到接收机，烧坏混频晶体。a）T.R管限幅器（RAYTHEON、MR1600X、RM1290A）b）固态限幅器2.本机振荡器产生一个比磁控管振荡频率高出一个中频的小功率等幅振荡信号，送入混频器。a)反射式速调管b）固态本机振荡器：采用微波晶体三极管、体效应二极管、耿式二极管（RM1290A、RAYTHEON）等微波半导体器件。调谐是调整本机振荡器振荡频率，可在接收机内进行调整，另外使用显示器面板上的调谐旋钮进行微调。3.混频器作用是将本振与回波信号进行混频，取出其差频信号，即中频信号。实验雷达（RM1290A、RAYTHEON、MR1600X），采用双晶体平衡混频器。4.中频放大器作用是将微弱的中频回波信号不失真地放大上万倍，包括前置中放、主中放。可采用线性放大（RAYTHEON、MR1600X）或对数放大（RM1290A）。5.海浪干扰抑制电路采用近程增益控制，在触发脉冲作用下产生一个按指数规律变化的梯形脉冲偏压加到中频放大器的前两级，从而抑制近距离的强海浪干扰。6.视频检波、前置视放电路对已放大的中频回波信号进行检波，将其变为视频信号，并经前置视放电路后送至显示器。显示器1.CRT阴极射线管a）电子枪：由参与发射、加速和会聚电子束的阴极、控制电极、阳极组成。b）偏转系统：使电子束在水平方向（X方向）和垂直方向（Y方向）偏转。c）荧光屏：在电子束的轰击下发光，是一种将电子能转化为光能的变换装置。荧光屏的尺寸有12英寸（RM1290A）、16英寸（RAYTHE0N、MR1600X），且为长余辉荧光屏。3
３ c) 磁脉冲调制器 采用电容或仿真线为储能元件，磁开关为调制开关。 d) 可控硅调制器 采用仿真线为储能元件，可控硅为调制开关。C 和 d 称为固态调制器。 实验雷达（RAYTHEON、RM 1290A、MR 1600X），采用可控硅固态调制器，由可控硅完成开关 作用，控制脉冲形成网络（包括饱和电感、仿真线和脉冲变压器等）产生高压调制脉冲。 4． 磁控管振荡器 磁控管是发射机内最关键的器件。 工作原理是利用电子与高频场相互作用，进行能量转换从而产生高频振荡（射频脉冲）。一 般采用阴极调制，即调制脉冲负高压加在磁控管的阴极上。 5． 高压自动延时电路 相当于一个延时继电器，作用是保证雷达发射前，磁控管有一定的预热时间。 6． 特高压控制电路 接收机 1． 微波限幅器 其作用是防止强信号进入雷达或由于隔离不良而造成发射能量泄露，进入到接收机，烧坏混 频晶体。 a) T.R 管限幅器（RAYTHEON、MR 1600X、RM 1290A） b) 固态限幅器 2． 本机振荡器 产生一个比磁控管振荡频率高出一个中频的小功率等幅振荡信号，送入混频器。 a) 反射式速调管 b) 固态本机振荡器：采用微波晶体三极管、体效应二极管、耿式二极管（RM 1290A、RAYTHEON） 等微波半导体器件。 调谐是调整本机振荡器振荡频率，可在接收机内进行调整，另外使用显示器面板上的调谐旋 钮进行微调。 3． 混频器 作用是将本振与回波信号进行混频，取出其差频信号，即中频信号。 实验雷达（RM 1290A、RAYTHEON、MR1600X），采用双晶体平衡混频器。 4． 中频放大器 作用是将微弱的中频回波信号不失真地放大上万倍，包括前置中放、主中放。 可采用线性放大（RAYTHEON、MR1600X）或对数放大（RM 1290A）。 5． 海浪干扰抑制电路 采用近程增益控制，在触发脉冲作用下产生一个按指数规律变化的梯形脉冲偏压加到中频放 大器的前两级，从而抑制近距离的强海浪干扰。 6． 视频检波、前置视放电路 对已放大的中频回波信号进行检波，将其变为视频信号，并经前置视放电路后送至显示器。 显示器 1． CRT 阴极射线管 a) 电子枪：由参与发射、加速和会聚电子束的阴极、控制电极、阳极组成。 b) 偏转系统：使电子束在水平方向（X 方向）和垂直方向（Y 方向）偏转。 c) 荧光屏：在电子束的轰击下发光，是一种将电子能转化为光能的变换装置。 荧光屏的尺寸有 12 英寸（RM 1290A）、16 英寸（RAYTHEON、MR 1600X），且为长余辉荧光屏
2.距离扫描电路在触发脉冲信号控制下产生锯齿形扫描电流，驱动偏转线圈，形成距离扫描线。3.方位扫描系统使扫描线随着天线同步旋转，形成方位扫描。有旋转线圈式和固定线圈式。4.视频输出电路将回波视频及固定距标、活动距标、船首线、电子方位线形成混合视频信号加到CRT阴极。5.雨雪干扰抑制电路采用微分电路抑制雨雪干扰。6.同频干扰抑制电路采用视频相关处理抑制同频干扰。7.固定距标、活动距标、船首线、电子方位线产生电路测距离标志：固定距标、活动距标（VRM）。测方位标志：船首线、电子方位线（EBL）。8.特高压电源提供CRT第二阳极高压。雷达电源输出雷达各分机所需的中频稳压电源。1.中频变流机：是一种电能一机械能一电能的二次能量转换装置。2.中频逆变器：采用半导体器件构成的电能转换装置。三、主要元器件的测量1.磁控管磁控管性能的判定，可使用万用表测量磁控管的灯丝电阻，其电阻值应接近于零：用兆欧表（摇表）测量阴极和阳极之间的绝缘电阻应大于200MQ。灯丝电阻绝缘电阻型号判断(2)(MQ)2.混频晶体混频晶体的测量方法与晶体二极管的检测方法一样，可通过测量混频晶体正反向电阻，来判断晶体的好坏。万用表置于RX1K档，红表笔接混频晶体的负极，黑表笔接混频晶体的正极，测量混频晶体的正向电阻：对调两支表笔的位置，测量反向电阻。一般好的晶体反向电阻与正向电阻的比值大于100，若小于10，性能极差，不能使用。应注意测量时不能使用万用表RX1Q或R×10KQ档，否则，易损坏晶体。正向电阻反向电阻正反向电阻晶体型号判断(2)(Q)比值4
４ 2． 距离扫描电路 在触发脉冲信号控制下产生锯齿形扫描电流，驱动偏转线圈，形成距离扫描线。 3． 方位扫描系统 使扫描线随着天线同步旋转，形成方位扫描。 有旋转线圈式和固定线圈式。 4． 视频输出电路 将回波视频及固定距标、活动距标、船首线、电子方位线形成混合视频信号加到 CRT 阴极。 5． 雨雪干扰抑制电路 采用微分电路抑制雨雪干扰。 6． 同频干扰抑制电路 采用视频相关处理抑制同频干扰。 7． 固定距标、活动距标、船首线、电子方位线产生电路 测距离标志：固定距标、活动距标（VRM）。 测方位标志：船首线、电子方位线（EBL）。 8． 特高压电源 提供 CRT 第二阳极高压。 雷达电源 输出雷达各分机所需的中频稳压电源。 1． 中频变流机：是一种电能—机械能—电能的二次能量转换装置。 2． 中频逆变器：采用半导体器件构成的电能转换装置。 三、主要元器件的测量 1．磁控管 磁控管性能的判定，可使用万用表测量磁控管的灯丝电阻，其电阻值应接近于零；用兆欧表 （摇表）测量阴极和阳极之间的绝缘电阻应大于 200MΩ。 型号 灯丝电阻 （Ω） 绝缘电阻 （MΩ） 判断 2．混频晶体 混频晶体的测量方法与晶体二极管的检测方法一样，可通过测量混频晶体正反向电阻，来判 断晶体的好坏。万用表置于 R×1K 档，红表笔接混频晶体的负极，黑表笔接混频晶体的正极，测 量混频晶体的正向电阻；对调两支表笔的位置，测量反向电阻。一般好的晶体反向电阻与正向电 阻的比值大于 100，若小于 10，性能极差，不能使用。 应注意测量时不能使用万用表 R×1Ω或 R×10KΩ档，否则，易损坏晶体。 晶体型号 正向电阻 （Ω） 反向电阻 （Ω） 正反向电阻 比值 判断