簡(jiǎn)析長(zhǎng)春空管4號(hào)雷達(dá)天饋系統(tǒng)

摘 要：長(zhǎng)春空管4號(hào)系統(tǒng)由天線合裝的一部近程一次雷達(dá)和一部單脈沖二次雷達(dá)，管制中心自動(dòng)化系統(tǒng)組成。文章簡(jiǎn)單介紹了長(zhǎng)春空管4號(hào)系統(tǒng)二次雷達(dá)天饋系統(tǒng)的功能、組成及作用。

關(guān)鍵詞：空管4號(hào)；二次雷達(dá)；天饋系統(tǒng)

1 天線系統(tǒng)原理

“差”△波束形成：按照天線對(duì)副瓣電平的計(jì)算，與∑波束時(shí)相同，只是左右兩半反相，因此利用環(huán)形電橋即可滿足左右兩半對(duì)稱和反相的要求，且功分網(wǎng)絡(luò)與∑波束時(shí)相同。對(duì)于中央部分，由于其幅度分布與∑波束時(shí)不同，必須分別用兩套功分網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)所要求的∑、△波束幅相分布。這在方案中采用在差支路中的二個(gè)功分器C2、C3進(jìn)行功率分配而實(shí)現(xiàn)的，差訊道經(jīng)C2、C3分配后輸入3dB環(huán)形電橋H2和H3，由其兩輸出臂反相輸出，然后饋入功分器P3-P6。功分器C2、C3是不等功率分配器其分配比由差波束時(shí)中央部分的幅度分布要求而定，由于分配比較大，故由定向耦合器實(shí)現(xiàn)。

控制波束的形成：控制波束用來抑制訊問波束的旁瓣，要求有一近似全向的訊問輻射方向圖。因此？贅波束可以將訊號(hào)只饋入中間一列，而近似實(shí)現(xiàn)由發(fā)射機(jī)來的射頻信號(hào)直接饋至中心單元（0#），這時(shí)其余各單元雖有能量從定向耦合器C1耦合出來，但由于該定向耦合器的耦合度約為12dB，因此與中心單列的輻射功率相比小得多，而中心單元的輻射在方位面上近似為均勻輻射，從而形成控制波束。背瓣抑制：為抑制背瓣，在天線陣列背后中央另設(shè)一列單元。將發(fā)射機(jī)？贅訊號(hào)一分為二，一半進(jìn)入前方？贅波束，另一半進(jìn)入背瓣抑制波束，從而使？贅波束均勻性更好以便抑制背瓣。

雙通道切換和收發(fā)隔離：本雷達(dá)除天線和分配網(wǎng)絡(luò)外，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都有兩套相同的機(jī)器，這兩套機(jī)器通過切換開關(guān)K∑，K？贅，K△分別與主饋線的三個(gè)通道（∑，？贅，△）相連。一旦檢測(cè)到工作通路發(fā)生故障時(shí)開關(guān)將自動(dòng)切換到備份機(jī)器以保證雷達(dá)不間斷工作。∑，？贅訊道分別與環(huán)行器G1、G2相連以實(shí)現(xiàn)收、發(fā)隔離。△訊道及從環(huán)行器輸出的∑，？贅訊道再分別經(jīng)濾波器F△、F？贅、F∑進(jìn)入接收機(jī)，以進(jìn)一步抑制發(fā)射能量，加強(qiáng)收發(fā)隔離。BITE訊號(hào)提供：由在及主訊道中的二只雙定向耦合器從傳輸通道中耦合出部分能量，經(jīng)檢波后，送入監(jiān)測(cè)分機(jī)。

同軸轉(zhuǎn)動(dòng)交連中心通道為Δ通路，外或次外通道為Σ或Ω通道。內(nèi)通道的外導(dǎo)體同時(shí)又是相鄰?fù)馔ǖ乐畠?nèi)導(dǎo)體，所有的內(nèi)外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上在適當(dāng)?shù)胤綌嚅_，四分之一波長(zhǎng)的扼流槽使RF短路，從而做到無接觸轉(zhuǎn)動(dòng)和良好的電連接。（如圖1所示）

2 天饋線功能

（1）實(shí)現(xiàn)訊問和波束（∑）與控制波束（Ω）、差波束（Δ）接收及發(fā)射時(shí)所要求的各單元的幅度和相位分布。

（2）天線發(fā)射時(shí)產(chǎn)生和（∑）波瓣與控制（Ω）波瓣。

天線接收時(shí)產(chǎn)生和（∑）波瓣、差（Δ）波瓣及控制（Ω）波瓣。

（3）實(shí)現(xiàn)收，發(fā)隔離。

（4）雙通道的互相切換。

提供BITE訊號(hào)。

3 天饋線組成

天線為垂直大口徑陣列天線（LVA），天線口徑尺寸（7.8m×1.7 m×0.7m）。天線陣面的正面共35條封裝列饋垂直排列而成。每條封裝列饋里有11個(gè)半波振子單元及微帶行饋網(wǎng)絡(luò)組成，天線陣面的背面還有一條垂直安裝的封裝列饋，封裝列饋的內(nèi)容完全與陣面正面封裝列饋相同，每條封裝列饋長(zhǎng)1.6m。每列有一輸入端口，該端口內(nèi)連行饋網(wǎng)絡(luò)，外連列饋網(wǎng)絡(luò)。列饋排列一行分成三個(gè)部分：左半部分（13列，5'-17'），右半部分（13列，5-17）和中央部分（9列，1'-4'，0，1-4），左右兩半完全對(duì)稱。列饋網(wǎng)絡(luò)最后形成3路訊道：Σ、Δ、Ω。

訊問機(jī)柜頂部的切換開關(guān)組件由3個(gè)獨(dú)立的雙刀雙擲射頻開關(guān)組成，他們分別連接經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)交連的3路信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)A，B兩詢問和信息處理通道的連接。

詢問機(jī)柜內(nèi)的饋線網(wǎng)絡(luò)組件由2個(gè)環(huán)行器、3個(gè)1090MHz濾波器和2個(gè)雙向定向耦合器組成，構(gòu)成Σ、Δ、Ω的（接）收、發(fā)（射）天（線）連接。

在獨(dú)立二次雷達(dá)中，天線座內(nèi)一個(gè)3路同軸轉(zhuǎn)動(dòng)交連，為Σ、Δ、Ω提供穿行天線座的射頻通道。

4 天饋線特點(diǎn)

天線為幅度比較單脈沖陣列天線。天線口徑場(chǎng)分布在方位面泰勞修正，在俯仰面余割平方修正，因而詢問波瓣為方位窄波束、高增益、低付瓣，俯仰底部銳截止、高仰角覆蓋。天線為高強(qiáng)鋁材結(jié)構(gòu)重量輕，敞開式陣列風(fēng)阻小，陣面反射網(wǎng)波導(dǎo)式能量截止，能量漏過小，背板電平低。天線饋電系統(tǒng)由主饋線、行饋網(wǎng)絡(luò)和列饋網(wǎng)絡(luò)組成，行饋網(wǎng)絡(luò)與列饋間的連接電纜均采用插拔式接頭連接，接插方便，電連接可靠。有Σ、Δ、Ω，3個(gè)訊道和測(cè)量波瓣，實(shí)現(xiàn)詢問、旁瓣抑制和單脈沖接收，目標(biāo)定位精確。在Σ、Ω主訊道中有雙定向耦合器從傳輸通道中耦合出部分能量，經(jīng)檢波后，送入BIT分機(jī)，對(duì)天饋線進(jìn)行在線故障監(jiān)測(cè)。環(huán)行器及接收支路濾波器既保障了收、發(fā)各自通路的低插損饋電，又保障了收發(fā)通路間的良好隔離。

同軸轉(zhuǎn)動(dòng)交連中，內(nèi)路的外導(dǎo)體即外路的內(nèi)導(dǎo)體，而且導(dǎo)體都斷開做到電連續(xù)但機(jī)械無接觸，精巧耐用性能好。

作者簡(jiǎn)介：馬純清（1974-），女，吉林省長(zhǎng)春市人，工作單位：民航吉林空管分局，職務(wù)：工程師，研究方向：通信。