什么是雷达馈线系统?

[拼音]：leida kuixian xitong

[外文]：radar feed system

在雷达天线、发射机和接收机之间由传输线段和馈线元件组成的无源射频系统。在相控阵雷达中，发射系统的部分功率放大器和接收系统的部分低噪声放大器也介于馈线系统之间。图1、图2、图3是几种雷达的馈线系统简图。

馈线系统的功能是传输、控制和分配射频电磁信号。发射机产生的强大射频电磁信号通过馈线系统传输至天线；天线收到的微弱射频电磁信号通过馈线系统传输至接收机。根据射频频率的高低和所传输功率的大小等，馈线系统选用矩形波导、同轴线或平行双线等不同的传输线。有时局部采用圆波导、对称带线或微带线（见微带线和类微带线）等作为传输线。为了安装方便和获得缓冲作用，有时也在局部上应用软波导段或软同轴线段。雷达天线通常是可以旋转的，馈线系统中往往包含单路或多路旋转关节(又称转动交连)，以便在天线旋转过程中通畅地传送电磁信号。雷达发射和接收信号通常共用一个天线，馈线系统中一般装有由气体放电管（见充气管）或 PIN管（见微波二极管、晶体二极管）组成的天线收-发开关，使发射脉冲期间天线与发射机接通而与接收机断开，其余时间则相反；也可用环行器代替收发开关。在连续波雷达中则必须采用环行器。为保护接收机不被泄漏的发射功率或外来功率所损坏，在接收机输入端装有限幅器（见限幅电路）。为使发射机不因系统驻波过大而影响正常工作，在发射机输出端装有高功率隔离器。为形成各种极化并能根据需要变化，通常用正交模变换器（又称正交模耦合器）和变极化移相器等组成变极化器；也可采用由铁氧体构成的变极化器。为控制相位分布，需要有固定的或可变的移相器;在相控阵雷达中通常采用由铁氧体或PIN管构成的数字式移相器。为实现所需要的幅度分布，须采用由各种分配比的功率分配器组成的功率分配(合成)网络。在频率扫描雷达中则用定向耦合器等分配(合成)功率。为形成单脉冲体制以提高测角精度，需要由混合接头（魔T或三分贝电桥）等组成和、差波束形成网络。为分离（合并）不同频率的信号，需要由滤波器和混合接头等组成的频率分集网络。为使雷达调机时不对外辐射或为灵活控制辐射功率的大小，需要波导（或同轴）开关或由短路器和混合接头等组成的功率控制网络，以及用高功率负荷器作为等效天线。在馈线系统中，还可能有由定向耦合器等组成的测试分系统。在相控阵雷达中则往往装有由矩阵开关等组成的监测分系统，以检查、监视馈线系统是否正常工作。此外，为调机的需要，可用回波箱（高品质因数谐振腔）产生等效回波。在跟踪雷达中还可能有校准网络，以校准电轴。

根据雷达整机的要求，馈线系统应能在足够宽的频带内工作。在频带内系统电压驻波比应小，通常为1.2～1.5。系统损耗，特别是在天线和低噪声放大器之间的馈线元件损耗应足够小，通常为0.1～0.5分贝。为了减小损耗和延长使用寿命，传输线和馈线元件都经过必要的电镀和涂覆。为满足雷达整机对馈线系统所要求的幅度、相位分布或幅度、相位控制的精度，必要时可加用幅度和相位微调元件。发射馈线系统应能承受足够高的功率，通常可用充干燥空气和增加气压的方法提高可承受功率；必要时充以高抗电强度的气体（如SF6），也可用抽真空的方法提高可承受功率。馈线系统应采取防潮和密封措施。在天线旋转过程中，幅度、相位的变化应足够小。天线收发开关的恢复时间应足够短，通常为几微秒甚至几十纳秒（如脉冲多普勒雷达）。移动式雷达，特别是空载雷达的馈线系统要求体积小、重量轻并且能承受一定的振动和冲击。

随着雷达技术进入毫米波和亚毫米波波段（如空间雷达）以及频带的展宽或功率的提高，介质波导、波束波导、脊形波导或过模波导等传输线以及相应的馈线元件将得到更多的应用。