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X波段全相参宽带高功率脉冲行波管发射机的研制

作　者: 朱新霞
导　师: 宋耀良; 吕卫祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 雷达脉冲行波管发射机 IGBT串联刚性调制器高压电源功率合成技术发射机控制保护技术
分类号: TN957.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

超视距雷达作为一种新型雷达在现代高技术战争中得到广泛的应用,作为雷达重要部件的发射机需要具有高功率、高频率、窄脉冲的技术特点,因此,在超视距雷达中发射机主要采用电真空微波放大管体制雷达发射机。本论文通过分析现代雷达电真空发射机技术发展,采用理论分析、工程设计技术及优化实现方法等手段,研究提出了一种新型X波段全相参宽带高功率脉冲行波管发射机的系统设计与实现,重点突破高电压大电流IGBT串联型脉冲调制器技术、高性能大功率高压电源功率合成技术以及高可靠性发射机控制保护技术。该发射机具有高工作频率、高输出功率、高工作频带、高瞬时带宽、高可靠性、高效率等特点。通过试验验证和指标测试,设备满足预期设计指标要求,为新型雷达发射机技术的进一步发展奠定技术基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-15
  1.1 课题背景和意义  10-12
    1.1.1 课题背景  10
    1.1.2 课题意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
    1.2.1 超视距雷达的发展  12
    1.2.2 电真空管雷达发射机的发展  12-13
  1.3 本课题主要研究内容  13-15
2 发射机系统设计方案选择  15-22
  2.1 发射机主要技术指标和要求  15
  2.2 发射机主要放大器件的选择  15-18
    2.2.1 微波管的选择  15-16
    2.2.2 行波管调制方式的选择  16-17
    2.2.3 行波管的选择  17-18
  2.3 发射机指标分析与计算  18-21
    2.3.1 调制器功率计算  18-19
    2.3.2 输入功率与功耗的计算与分配  19
    2.3.3 稳定性指标的计算与分配  19-20
    2.3.4 可靠性指标的计算与分配  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 发射机系统工程设计  22-31
  3.1 发射机组成与基本原理  22-23
  3.2 发射机结构方案设计  23-27
    3.2.1 结构性能与要求  23-24
    3.2.2 发射机结构设计  24
    3.2.3 机柜主要部件设计  24-25
    3.2.4 机架设计  25
    3.2.5 发射机热设计  25-27
    3.2.6 发射机隔振缓冲设计  27
    3.2.7 发射机防高压打火设计  27
  3.3 发射机工艺设计  27-28
    3.3.1 发射机三防设计  27-28
    3.3.2 发射机材料选用  28
  3.4 发射机电磁兼容性设计  28
  3.5 发射机维修性设计  28-29
  3.6 发射机测试性设计  29
  3.7 发射机安全性设计  29-31
    3.7.1 发射机高压保护设计  29-30
    3.7.2 发射机耐压保护设计  30
    3.7.3 发射机电气安全设计  30
    3.7.4 发射机其它安全设计  30-31
4 发射机主要功能模块设计  31-41
  4.1 钛泵晶放单元设计  31-32
    4.1.1 固态微波功放  31
    4.1.2 钛泵电源  31-32
  4.2 控制保护系统设计  32-36
    4.2.1 低压电源模块  32-33
    4.2.2 中心控制模块  33-35
    4.2.3 操控模块  35-36
  4.3 阴极调制器设计  36-38
    4.3.1 脉冲放大与保护单元  36-37
    4.3.2 脉冲驱动模块  37
    4.3.3 开关模块  37-38
    4.3.4 灯丝电源  38
  4.4 高压电源设计  38-41
    4.4.1 技术指标  38-39
    4.4.2 高压电源单元  39
    4.4.3 高压电源单元模块合成  39-40
    4.4.4 逆变控制电路  40-41
5 发射机主要关键技术研究与实现  41-62
  5.1 高电压大电流IGBT串联型脉冲调制器技术  41-47
    5.1.1 IGBT串联型脉冲调制器拓扑结构  42
    5.1.2 串联开关组件的均压设计  42-44
    5.1.3 高电位脉冲隔离变压器设计  44-46
    5.1.4 IGBT驱动及保护电路设计  46-47
    5.1.5 小结  47
  5.2 高性能大功率高压电源功率合成技术  47-56
    5.2.1 新型高性能大功率高压电源拓扑结构  48-51
    5.2.2 高性能电源功率合成技术  51-52
    5.2.3 高频高压变压器设计技术  52-54
    5.2.4 高压组件油箱设计技术  54-56
    5.2.5 小结  56
  5.3 发射机监控系统设计  56-62
    5.3.1 监控系统拓扑结构  57
    5.3.2 微处理器和大规模可编程逻辑电路在主控制模块中的使用  57-58
    5.3.3 发射机内部接口模块的设计  58
    5.3.4 发射机状态参数的监测  58-60
    5.3.5 监控系统的抗干扰设计  60
    5.3.6 小结  60-62
6 发射机实际应用与技术参数测试  62-68
  6.1 发射机技术参数测试  62-67
    6.1.1 射频输出检波包络参数测试  63-64
    6.1.2 射频输出功率参数测试  64-65
    6.1.3 发射机频谱分析参数测试  65-66
    6.1.4 发射机工作效率参数测试  66-67
  6.2 发射机实际应用效果  67-68
7 结论  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
附录  73

X波段全相参宽带高功率脉冲行波管发射机的研制

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