http___radartutorial.de_08.transmitters_Radar_20Verici.tr.html_2.xml
1.1 2.1 2.2 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 10.2 11.1 12.1 13.1 13.2 14.1 15.1 16.1 17.1 17.2 18.1 19.1 20.1 21.1 21.2 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1 30.1 31.1 32.1 33.1 34.1 35.1 36.1 37.1 37.2 37.3 37.4 37.5 38.1 38.2 38.3 39.1 40.1
Overview of Radar Transmitter The radar transmitter produces the short duration high-power rf pulses of energy that are radiated into space by the antenna. The radar transmitter is required to have the following technical and operating characteristics: - The transmitter must have the ability to generate the required mean RF power and the required peak power. - The transmitter must have a suitable RF bandwidth. - The transmitter must have a high RF stability to meet signal processing requirements - The transmitter must be easily modulated to meet waveform design requirements. - The transmitter must be efficient, reliable and easy to maintain and the life expectancy and cost of the output device must be acceptable. The radar transmitter is designed around the selected output device and most of the transmitter chapter is devoted to describing output devices therefore: Figure: keyed-oscillator type transmitter of russian P-37 (“Bar Lock”) - One main type of transmitters is the keyed-oscillator type. In this transmitter one stage or tube, usually a magnetron produces the rf pulse. The oscillator tube is keyed by a high-power dc pulse of energy generated by a separate unit called the modulator. This transmitting system is called POT (Power Oscillator Transmitter). Radar units fitted with a POT are either non-coherent or pseudo-coherent. - Power-Amplifier-Transmitters (PAT) is used in many recently developed radar sets. In this system the transmitting pulse is caused with a small performance in a waveform generator. It is taken to the necessary power with an amplifier following (Amplitron, Klystron or Solid-State-Amplifier). Radar units fitted with an PAT are fully coherent in the majority of cases. - A special case of the PAT is the active antenna. - Even every antenna element - or every antenna-group - A special case of the PAT is the active antenna. Pictured is a keyed oscillator transmitter of the historically Russian radar set P-37 (NATO-Designator: „Bar Lock”). The picture shows the typical transmitter system that uses a magnetron oscillator and a waveguide transmission line. The magnetron at the middle of the figure is connected to the waveguide by a coaxial connector. High-power magnetrons, however, are usually coupled directly to the waveguide. Beside the magnetron with its magnetes you can see the modulator with its thyratron. The impulse-transformer and the pulse-forming network with the charging diode and the high-voltage transformer are in the lower bay of this rack. Solid-state transmit/receive modules appear attractive for constructing phased array radar systems. However, microwave tube technology continues to offer substantial advantages in power output over solid-state technology. Transmitter technologies are summarized in the following table. Table 1: Pulse Radar Transmitter Technology Source: Tracy V. Wallace, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia.
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1
Radar Göndericileri Bir radar göndericisinin görevleri Radar göndericisi yüksek güce sahip, kısa süreli yüksek frekanslı darbe yollar. Bir radar göndericisinden beklenen teknik özellikler şunlardır: - Radar göndericisi, istenen yüksek frekanslı gücü gerekli tepe gücüyle sağlaması gerekir. - Radar göndericisi uygun yüksek frekans bant genişliğine sahip olmalıdır. - Radar göndericisi, yankı işaretlerinin işlenebilmesi için yeterli frekans kararlığına sahip bir yüksek frekanslı gücü üretebilmelidir. - Radar göndericisi kolayca modüle edilebilmeli ve darbe biçimiyle ilgili istenen gereksinimleri sağlayabilmelidir. - Radar göndericisi verimli, güvenilir ve bakımı kolay; bunun yanında uzun ömürlü olmalı ve bakım masrafları yüksek olmamalıdır. Radar göndericilerinin en can alıcı noktası daima çıkış katı olmalarıdır, bu nedenle bu bölümde ağırlıklı olarak güç üretiminin değişik imkânları ele alınacaktır: Kendiliğinden salınan yüksek güç üreteçleri Bir en sık kullanılan gönderici tipi, bir yüksek gerilim darbesiyle anahtarlanan bir magnetron göndericisinde olduğu gibi kendiliğinden salınan (self-oscillating) osilatördür. Göndericiye yüksek gerilimli darbeler bir özel „anahtarlanmış radar modülatöründen“ (keyed radar modulator) sağlanır. Bu gönderici sistemi Güç-Osilatör-Gönderici (Power-Oszillator-Transmitter, POT) olarakta adlandırılır. Güç-Osilatör-Göndericisine sahip radarlar, ya evreuyumsuz (non-coherent) ya da sözde evreuyumludur (pseudo coherent). (Evreuyum (coherence) ifadesi bir Doppler radarındaki hız ölçümleri için önemlidir.) Resim 1: P-37 radarının sözde evreuyumlu göndericisi Resimde eski P-37 „Bar Lock” Rus radarının gönderici kabini görülmektedir. Bu gönderici, yüksek güç osilatörü olarak magnetron kullanan bir tipik Güç-Osilatör-Göndericidir. Magnetrona yüksek frekanslı enerji doğrudan dalga kılavuzları üzerinden beslenir. Güçlü daimi mıknatıslara sahip bu magnetron resmin orta bölümünde görülmektedir. Sağda, hemen yan tarafta tiratron ile birlikte modülatör bloğu yer almaktadır. Alt bölümde ise darbe transformatörü, doldurma diyotlarına sahip darbe biçimleme devresi ve yüksek gerilim transformatörü görülüyor. Radar bu gönderici kabinlerinden 5 adedini kullanıyordu, üçü alttaki anteni, diğer ikisi ise üstteki anteni besliyordu. Tüm kabin dış duvara takılı vantilatörlerle sağlanan havanın geçirilmesi ile soğutuluyordu. Kabin kapısının açılması ile yüksek gerilim devre dışı kalıyordu. Kapı sonuna kadar açıldığında ise güvenlik açısından yüksek gerilim yüklü parçaların enerjisini bir mekanik düzen ile toprağa boşaltıyordu. Yüksek Güç Yükselteci olarak gönderici Bir diğer sistem ise Güç-Yükselteç-Göndericidir (Power-Amplifier-Transmitter, PAT). Bu gönderim sisteminde, bir Dalga-biçimleme Üretecinde gönderim darbesi küçük güçte üretilir ve arkasından bir yükselteç (Amplitron, Klistron, Yürüyen Dalga Tüpleri ya da bir Katıhal Yükselteci) ile istenen seviyeye yükseltilir. Güç-Yükselteç-Gönderici sistemine sahip radarlar genellikle tam evreuyumludur. Güç-Yükselteç-Gönderici sisteminin bir özel biçimi ise aktif antendir. Aktif antende her bir anten elemanı veya anten eleman grupları kendine ait bir yükselteç ile donatılmıştır. Katıhal gönderici/alıcı modülleri aktif Faz Dizi Antenlere sahip radarların yapımında daha fazla ilgi çekmektedir. Buna rağmen tüp teknolojisi, katıhal teknolojisine göre çok daha yüksek çıkış gücü sağlayabilmesi nedeniyle hala bir tercih unsuru olmaya devam edebilmektedir. Genel bakış Aşağıdaki çizelgede günümüzde radar teknolojisinde kullanılan gönderici türleri karşılaştırılmaktadır: Çizelge 1: Darbe radarlarında kullanılan gönderici türleri (Tipik bant genişliği bölümündeki „elek.”, „mek.” ve „devre.” ifadeleri bant genişliğinin elektriksel, mekaniksel ve devresel değişikliklerle değiştirilebilen yüzdesini göstermektedir.) Kaynak: Tracy V. Wallace, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia.