雷达附属装置

子模块九　雷达附属装置

学习目标：熟悉双雷达系统互换装置特点和使用方法；

　　　　　了解雷达性能监视器结构、图像及判定方法。

重点难点：双雷达系统互换装置特点和使用方法。

一、双雷达系统互换装置

1. 双雷达系统及互换特点

将两台雷达连系起来并实现各部件互换的装置称为双雷达系统互换装置或称为雷达选择器（Inter-switching Unit或Radar Selector）。由雷达互换装置连接成一个系统的两台雷达就称为双雷达系统。其中，两台雷达均是X波段的或均是S波段的，称为同频双雷达系统。两台雷达中一台为X波段，另一台为S波段的，称为异频双雷达系统。由于异频雷达的优缺点可以互补，故被普遍采用。

在同频双雷达系统中，可以互换的部件是：天线、收发机、显示器及电源等，但天线与波导只能同时转换。在异频双雷达系统中，由于发射机、天线及微波传输线只能工作于同一波段，故不能单独互换，只能作为一个整体互换。显示器和电源可单独互换。

2. 互换装置及使用方法

图1-52是异频双雷达系统图。图1-53是对应的互换装置面板布置图。由图可见，异频双雷达系统中，除了收发机与天线间的波导和同轴电缆外，两部雷达各部件之间的所有接线均经过互换装置。互换所必须的开关、指示灯、照明灯及保险丝等装在互换装置的前面板上，以便于操作和监测。

在同频双雷达系统中，天线与收发机间的波导也都要接到互换装置。不过，考虑各种因素后，在一艘船上很少装同频双雷达系统，而是装异频双雷达系统。

互换装置的操作要领如下：

（1）关掉两台雷达电源并至少等待1min，以便在机内电容放电后再进行转换；绝对禁止在雷达使用过程中进行互换操作；

（2）确认各转换开关均在“正常”位置，即两台雷达均以各自的部件组成系统；

（3）接通互换装置电源；

（4）根据需要将各互换开关转到适当位置，转换后，相应的指示灯亮；

（5）接通两台雷达的电源开关，按正常操作步骤开机、调节，直到各雷达正常工作；

（6）当天线、收发机互换后，调谐、增益、STC等钮均需重调；若两台雷达电源电压值相差较大时，还需进行机内预调，如本振调谐等；

图1-52　异频双雷达系统

图1-53　异频双雷达系统互换装置面板布置图

（7）应经常注意维护互换装置内的继电器及控制触点，使其接触良好。

3. 使用互换装置的优点

（1）可提高雷达工作的灵活性。

（2）可提高雷达工作的可靠性。

二、雷达性能监视器

雷达性能监视器（Performance Monitor）是用来监视雷达辐射系统和接收机性能的装置。当雷达发射机和接收机性能下降10dB时，显示器屏上的图像将明显变弱。性能监视器可以方便、直观、有效地监视雷达天线、收发机的工作状态，特别是在肉眼看不到周围物标时可用来判断雷达工作状态是否正常。

根据雷达性能监视器结构组成和安装位置，可分为辐射、接收总性能监视器，辐射功率监视器和收发机性能监视器三种。

（一）辐射、接收总性能监视器（Radiating System ＆ Receiver Monitor）

1. 结构组成

这种性能监视器由角状喇叭天线和回波箱组成，装于天线底座上。角状喇叭天线辐射口面对雷达天线方向，其下端与回波箱相接。回波箱是一个空腔谐振器，其固有谐振频率可由调谐装置调谐到发射信号频率上。但平时有一螺杆插入谐振腔内，使它处于失谐状态。当打开显示器面板上的监视器开关时，由继电器控制拉出上述螺杆，使谐振腔处于谐振状态。其结构如图1-54所示。

图1-54　辐射、接收总性能监视器结构

2. 监视对象

雷达工作并接通监视器开关后，雷达天线转到角状喇叭天线辐射口方向时，便有一小部分辐射能量进入谐振腔并激起谐振，振荡频率与发射频率相同（在安装时调妥），持续时间约为10µs（大于发射脉冲宽度10～100倍）。该振荡能量又从喇叭口辐射，并被雷达天线接收，经波导送接收机变频、放大、检波及视频放大后送显示器显示。送给显示器显示的视频信号幅度显然与发射机的发射功率、波导、天线的损耗及接收机的灵敏度等有关，所以这种显示器的监视对象为：发射机、接收机及波导、天线系统。

3. 图像及判断方法

这类监视器的图像有两种：

一是在监视器天线所在方向，荧光屏上呈扇形波瓣，如图1-55（a）所示。一般在安装、检修后或每隔一年要调整、测量一次。测量在最小量程或说明书规定的量程上进行，并把测量值（波瓣长度）作为标准记入雷达日志。平时作检查时，雷达工作10min以上，量程按说明书要求放置，“调谐”钮调到最佳位置，“增益”钮调至最大，“STC”钮关到最小，接通性能监视器并测量波瓣长度。将此长度除以标准长度求得相对长度，再以相对长度为引数查图1-55（b），则可查得总的性能衰减值。

二是如图1-56所示。在24n mile或48n mile测量。若第6圈无弧线，则性能下降−5dB；若第5、6圈均无弧线，则性能下降−10dB。性能下降的原因可大致判断如下：若第2圈圆弧的同心角等于初始安装调试后所记下的原始同心角值θ₁，则性能下降主要由接收机引起；若小于θ₁，则主要由发射机引起。

图1-55　辐射、接收监视器图像及性能判断

（a）性能监视器图像；（b）测量校正曲线

图1-56　JMA雷达性能监视器图像

（二）收发机性能监视器

收发机性能监视器（Transceiver Monitor）和下一种监视器常见于台卡雷达。

1. 结构组成

它一种用一个直径约为0.25in的小孔来控制收发，收发机口附近的波导宽边相耦合的圆筒形空腔谐振其工作空间又称“回波箱”，一端有一个调谐螺丝，可用来调整谐振器的固有频率与发射频率相同；另一端是失谐短路活塞，通过显示器面板上“TX/RX MON”开关控制一个继电器推动动作。当“TX/RX MON”接通时，继电器动作，失谐短路活塞被拉到谐振腔腔壁，使谐振腔处于谐振状态，而在平时，失谐短路活塞伸入谐振腔，使其失谐，结构如图1-57（a）所示，监示器图像如图1-57（b）所示。

2. 监视对象

雷达工作并将“TX/RX MON”接通时，谐振腔失谐短路活塞拉回到腔壁，谐振腔处于与发射频率（安装时用调谐螺丝调妥）谐振状态。当发射机（磁控管）发射时，部分能量通过耦合孔进入谐振腔，发射结束后腔体被激起振荡，并可持续约二十几微秒。这个振荡能量在发射机发射结束后通过耦合孔又返回到接收机，经过变频、中放、检波及视频放大变成视频脉冲信号，并在显示器荧光屏上显示。显然，由上述腔体内高频振荡的幅度与持续时间决定的该视频脉冲信号的幅度和宽度与发射机的发射功率、接收机的灵敏度等有效，故这种监视器的监视对象为发射机和接收机。

3. 图像及判断方法

监视器显示的图像如图1-57（b）所示，是一个半径长约为2n mile的“太阳亮盘”。如果半径比标准情况减小10%，说明收发机性能有明显下降。

图1-57　收发机性能监视器

（a）结构图；（b）监视器图像

（三）辐射功率监视器

辐射功率监视器（Radiated Power Monitor）一般与收发机性能监视器配套安装。

1. 结构组成

辐射功率监视器由一个氖灯、电源控制电路和脉冲电流放大器组成。氖灯由支架托着装在天线底座上，一般位于船尾方向，如图1-58（a）所示。氖灯的一端由显示器面板上“功率监视器”开关控制输入电源，另一端通过电阻R₂接地，电位器RV₁用于调整氖灯的消电离电平，在预调时，可调羽毛状图像长度。电阻R₂两端的脉冲电压信号送到监视器脉冲放大器放大，然后送显示器视频放大电路继续放大。电源控制电路和脉冲放大器均装在显示器附近的小盒内。

图1-58　辐射功率监视器

（a）结构示意图；（b）羽毛状图像

2. 监视对象

雷达工作并接通“功率监视器”开关时，氖灯两端加上电压，产生预游离。每当天线转到氖灯方向时，发射脉冲多次激励氖灯，氖灯的电离电流增加，形成脉冲电流，在电阻R₂两端形成脉冲电压信号，该信号经过放大后形成视频信号送显示器显示。脉冲信号的幅度与发射机发射功率、波导、天线的损耗大小有关，所以监视对象为：发射机、波导和天线，故称为辐射功率监视器。

3. 图像和判断方法

该监视器在屏上的图像为氖灯方位上的羽毛状图像，半径一般为2n mile，如图1-58（b）所示，如果羽毛状图像的长度比标准长度减小30%，则说明辐射功率有明显减弱。如果将2、3两项结果综合进行分析，则效果更好。分析判断方法如表1-4所示。

此监视器也有用电表方式指示检测结果的。

表1-4　监视器测试结果综合分析表

议一议

操作双雷达系统互换装置应注意哪些问题？

思考与训练

1. 双雷达系统中的互换装置在进行互换操作时，必须________。

A. 切断雷达电源　　　　　　B. 使雷达停止发射

C. 合上互换装置的电源开关　D.　A+C

2. 为了抑制海浪干扰，异频双雷达系统应选用________波段雷达，有对数放大器和线性放大器的，应选用________放大器。

A.　S，线性　B.　S，对数　C.　X，线性　D.　X，对数

3. 雷达辐射监视器图形变坏，则可认为________。

A. 混频晶体性能减退　B. 磁控管电流减少

C. 波导或天线有故障　D. 以上都是

4. 异频双雷达系统中的互换装置，其中必须同时转换________。

A. 天线和收发分机　B. 天线和波导

C. 天线和雷达电源　D. 天线和显示器

5. 异频双雷达系统是指大型船上装有________。

A. 两台S波段雷达　　　　　　　　　B. 两台X波段雷达

C. 一台S波段雷达，一台X波段雷达　 D. 装有圆极化天线的两台雷达

6. 同频双雷达系统是指大型船上装有________。

A. 两台S波段雷达　　　　　　 B. 两台X波段雷达

C. 装有圆极化天线的两台雷达　D. 三者都行

7. 收发机性能监视器在显示器上显示的图像是________。

A. 波瓣　B. 羽毛状图形　C. 小太阳　D. 明暗扇形区

8. 总性能监视器在显示器上显示的图像是________。

A. 波瓣　B. 羽毛状图形　C. 小太阳　D. 明暗扇形区

9. 为增加雷达使用的可靠性和灵活性，应安装________。

A. 性能监视器　B. 雷达互换装置

C. 角反射器　　D. 干扰信号抑制器

10. 在周围没有陆地、岛屿等物标的大洋中航行时，可来判断雷达性能好坏________。

A. 查有无晶体电流　　B. 检查荧光屏上有无噪声信号

C. 用调谐指示值检查　D. 用性能监视器检查