EMS 's læringsmiljø · Oversigt · 5 · §5.28 · English version

§5.28 Senderen: fra magnetron til solidstate

Start

Hvad senderen skal gøre

Senderen (Radarsystemets komponenter) genererer radiofrekvensimpulser. Der er to fundamentalt forskellige designs til dette, og forskellen bestemmer, hvad radaren kan gøre:

Den kendte fase kaldes sammenhæng, og uden sammenhæng er der ingen Doppler behandling: at måle en lille fase skift fra puls til puls (Puls- Doppler- radar og glidende målindikator), radaren skal vide med hvilken fase hver puls venstre.

Magnetron: den klassiske oscillator

EU magnetron er det rør, der gjorde radar praktisk i Anden Verdenskrig. Elektroner spinde i et stærkt magnetfelt forbi en ring af resonant hulrum og så direkte generere en kraftfuld mikrobølgeovn. Magnetron er kompakt, robust og billig — det er stadig i næsten alle marine navigation radar (og i mikrobølgeovnen i dit køkken).

Dens ulemper følger af, at det er en oscillator: enhver puls starter med en tilfældig fase, og frekvensen driver lidt med temperatur og slid. En magnetron radar er derfor ikke-sammenhængendeMed et trick kan det stadig gøre MTI: radaren måler fasen af hver overført puls og låser en lokal reference oscillator til det. Dette kaldes pseudosammenhængende eller sammenhæng-on-modtage — god nok til simpel MTI, men for grov til high-grade pulse-Doppler.

Kæde til koheringsforstærkere

En sammenhængende radar bygger sit sendesignal fra to stabile oscillatorer. EU STALO (stabil lokal oscillator) giver en høj, stabil frekvens; COHO (sammenhængende oscillator) en lavere reference. Deres sum forstærkes ind i sendepulsen. På receptionen blander radaren ekko med det samme STALO ned til mellemfrekvensen (Modtageren: fra ekko til plot) og sammenligner det med COHO: enhver fase skift er derefter Doppler, ikke chance.

STALO COHO mixer sidste fase klystron/TWT/GaN duplexer antenne fasedetektor IF forstærker mixer ekko I/Q → signalprocessor
Koheringsradar: STALO og COHO sammen danne sendesignalet og den reference, som ekko sammenlignes med (stiplede linjer = oscillatorsignaler).

For den sidste forstærker er der fire familier:

ForstærkerKarakteristiskTypisk anvendelse
Klystronmeget høj effekt og høj gevinst, men smalbånd (et par procent)store jordradar, illuminatorer
Travelling- wave tube (TWT)meget bredbånd (op til en oktav og mere), mindre spidseffektluftbårne radar, PESA (PESA — Passiv elektronisk scannet array) og frem for alt jammere
Krydsfeltforstærker (CFA)kompakt og effektiv, moderat gevinstFlåderadar, herunder den sidste fase af AN/SPY-1
Solid tilstand (GaAs, GaN)lav spidseffekt pr. transistor, meget pålidelig; lange impulser med pulskompressionT/R AESA-moduler (AESA — Aktiv elektronisk scannet array), moderne overvågningsradar

Solid-state sendere ikke leverer megawatt pulser. De kompenserer med lange pulser og en høj arbejdscyklus (Pulsradarens maksimale effekt og gennemsnitlige effekt): den samme gennemsnitlige effekt, spredt ud i tiden, og stadig fin rækkevidde opløsning gennem pulskompression.

til EW specialist

Hver sender efterlader en fingeraftryk. En magnetron giver sig selv væk gennem små frekvensspring fra puls til puls; en rørsender gennem den karakteristiske stigning og faldtid af sin puls og gennem utilsigtet graduering på puls (UMOP). På dette niveau ESM kan genkende ikke blot en radartype, men nogle gange et individuelt sæt: specifik emitteridentifikation (SEI). Og fordi jammers skal være widebane, TWT er også arbejdshest rør af EW Verden.

Yderligere læsning

Radartutorial.eu beskriver hvert rør med tværsnit og driftsprincip: Radarsendere.