www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Transmițător radar

Sarcinile unui transmițător radar

Transmițătorul radar generează un impuls scurt, de înaltă frecvență și de mare putere. Un transmițător radar trebuie să aibă următoarele caracteristici tehnice:

Elementul central al transmițătorului radar este întotdeauna etajul de ieșire de mare putere, de aceea acest capitol se ocupă în principal de diferitele posibilități de generare a puterii.

Generatoare auto-oscilante de mare putere

Un model de transmițător utilizat frecvent este oscilatorul autooscilant, cum ar fi un transmițător magnetron, care este comutat de un impuls de înaltă tensiune. Acest impuls de înaltă tensiune ca sursă de alimentare pentru transmițător este furnizat de un modulator radar special. Acest sistem de transmițător se mai numește și POT (Power-Oszillator-Transmitter). Unitățile radar cu POT sunt fie necoerente, fie pseudocoerente. (Termenul de coerență are o semnificație esențială în măsurarea vitezelor în radarul Doppler).

Figura 1: Un transmițător pseudocoerent de pe P-37.

Permanentmagnet Permanentmagnet Magnetron Steuerblock für die Stromversorgung Hohlleiterabschnitt mit Druckluftschlauch Hochspannungstransformator Modulatorblock Thyratron Ladediode Laufzeitkette Impulstransformator Hochspannungskondensator Hochleistungswiderstände

Figura 1: Un transmițător pseudocoerent de pe P-37.

Aici este prezentată o carcasă de transmițător de la istoricul radar rusesc P-37 „Bar Lock”. Acesta este un transmițător tipic (POT) cu un magnetron ca oscilator de mare putere care alimentează energia RF direct într-un sistem de ghid de undă. Puteți vedea acest magnetron cu magneții săi permanenți puternici la nivelul din mijloc al dulapului transmițătorului. În dreapta se află blocul modulator cu tiratronul. La nivelul inferior se află transformatorul de impulsuri, lanțul de întârziere cu dioda de încărcare și transformatorul de înaltă tensiune.

Radarul a avut în funcțiune 5 dintre aceste dulapuri de emisie, trei alimentau antena inferioară, iar două alimentau antena superioară. Pentru răcire, întregul dulap era străbătut de un curent de aer, ale cărui ventilatoare erau fixate pe peretele exterior al dulapului. Deschiderea ușilor dulapului a oprit tensiunea înaltă. Dacă ușa era deschisă foarte larg, atunci un dispozitiv mecanic descărca chiar și ansamblurile de înaltă tensiune prin scurtcircuitarea lor.


Transmițător ca amplificator de mare putere

Un alt sistem este PAT (Power-Amplifier-Transmitter). În acest sistem de emisie, impulsul de emisie este generat la putere mică într-un generator de funcții arbitrare și ulterior este adus la puterea necesară de un amplificator (amplitron, clistron, tub cu undă progresivă sau amplificator cu semiconductori). Unitățile radar cu un PAT sunt, în majoritatea cazurilor, complet coerente.

Un caz special al PAT este antena activă, în care fie fiecare element de antenă individual, fie grupuri de elemente de antenă sunt echipate cu propriul amplificator.

Modulele de emisie/recepție cu semiconductori sunt ansambluri atractive pentru proiectarea radarelor cu antene de tip phased array. Cu toate acestea, aplicarea tehnologiei cu tuburi rămâne de actualitate, în special pentru că oferă un spectru de putere chiar semnificativ mai mare decât tehnologia semiconductorilor.

Prezentare generală

Tabelul următor compară modelele de emițătoare utilizate în prezent în tehnologia radar:

Tehnologie Frecvența de tăiere superioară impuls/putere medie amplificarea tipică lățime de bandă tipică
POT Magnetron 95 GHz 1 MW / 500 W )¹ - Fix…10%
Diodă impatt 140 GHz 30 W / 10 W )¹ - Fix…5%
Oscilator cu interacțiune extinsă (EIO) 220 GHz 1 kW / 10 W )² - 0.2% (elec.)
4% (mech.)
PAT Helix tub cu undă progresivă (TWT) 95 GHz 4 kW / 200 W )¹ 40…60dB eine bis mehrere Oktaven
Ring-loop TWT 18 GHz 8 kW / 400 W )¹ 40…60dB 5…15%
Coupled-cavity TWT 95 GHz 100 kW / 25 kW )¹ 40…60dB 5…15%
Extended Interaction Klystron (EIK) 280 GHz 1 kW / 10 W )² 40…50dB 0.5…1%
Clistron 35 GHz 50 kW / 5 kW )¹ 30…60dB 0.1…2% (inst.)
1…10% (mech.)
Amplificatorul cu câmpuri încrucişate (Amplitron) 18 GHz 500 kW / 1 kW )¹ 10…20dB 5…15%
Semiconductor bipolar de siliciu 5 GHz 300 W / 30 W )³ 5…10dB 10…25%
Semiconductor cu efect de câmp GaAs 30 GHz 15 W / 5 W )¹ 5…10 dB 5…20%
)¹ măsurată în banda X
)² măsurată la 95 GHz
)³ măsurată la 1 GHz

Tabelul 1: Tehnologii de transmisie pentru radarele cu impulsuri
Sursa: Tracy V. Wallace, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia.