彩色雷达的方位扫掠和俯仰控制

1、雷达的水平扫掠和俯仰控制雷达的水平扫掠和俯仰控制雷达的水平扫掠和俯仰控制雷达的水平扫掠和俯仰控制 主讲人：张帅 参与人：胡文浩 许衍浩 邱钰聪机载气象雷达天线组组成 天线 （辐射器）平板天线 天线基座 包括：天线支架、各种低频放大器、机电器件、波导器件 （天线的机电器件与放大器等用以启动平板天线进行方位扫掠和俯仰修正运动）机载气象雷达天线组组成 一套是用以实现天线方位扫掠的方位电机、扫掠传动齿轮、扫掠增量监视器和扫掠零位检测器 机电部件有两套 一套是用以实现天线俯仰稳定的俯仰电机、俯仰传动齿轮组件、俯仰增量监视器和俯仰零位检测器天线基座组件 电源组件 驱动放大组件 接收器和检测驱动器组件 扫掠

2、电机及扫掠传动齿轮机构 扫掠增量监测器 扫掠零位监测器 俯仰电机及俯仰传动齿轮机构 俯仰增量监测器 俯仰零位监测器 方位控制开关和俯仰控制开关天线基座组件天线基座各组件的作用 电源组件：电源组件：用以将机上115V 400Hz交流电源转换为天线组所需的各种稳压直流电源，供给各驱动放大器、检测器，作为驱动电机的动力源。 驱动放大组件：驱动放大组件：用以对电机步进驱动信号进行电压和功率放大，以向电机提供足够的驱动功率天线基座各组件的作用 接收器和监测驱动器组件：接收器和监测驱动器组件：对由雷达收发组提供的电机驱动信号进行放大，以满足电机驱动功率放大器对激励信号的要求。同时对由各监测器产生的检测信号

3、进行放大，以输送给雷达收发组。 扫掠电机及扫掠传动齿轮机构：扫掠电机及扫掠传动齿轮机构：用以驱动天线辐射器进行往复的方位扫掠。扫掠传动齿轮机构将电机的转速降低到雷达系统所规定天线扫掠速度。天线基座各组件的作用 扫掠增量监测器：扫掠增量监测器：监控天线方位扫掠的实时位置。它所产生天线实时扫掠增量信号经检测驱动器放大后，提供给收发组中的扫掠增量寄存器，以保证天线方位扫掠的正常进行。 扫掠零位监测器：扫掠零位监测器：检测天线方位扫掠的零度位置，提供个收发组中的中央处理器。天线基座各组件的作用 俯仰电机及俯仰传动齿轮机构：俯仰电机及俯仰传动齿轮机构：用以驱动天线辐射器进行相对于飞机的抚养修正运动。 俯

4、仰增量监测器：俯仰增量监测器：与方位增量监测器相似。 俯仰零位监测器：俯仰零位监测器：与方位零位监测器相似。 方位控制监测器和俯仰控制开关：方位控制监测器和俯仰控制开关：为维修方便而设置的，正常工作中置于接通位置。它们分别控制各自功率放大器的电源。天线的方位扫掠 辐射器的方位扫掠是围绕方位轴（垂轴）的转动。 正常情况下，方位电机驱动辐射器往复扫掠。 扫掠过程中，天线波束始终保持在飞行高度层平面（通过俯仰修正实现），以探测该平面中的目标信息。天线的方位扫掠 方位扫掠范围方位扫掠范围 天线的方位扫掠范围是可以选择的。一般情况下扫掠范围为180（左右各90，左负右正），有的雷达正常扫掠范围是160，

5、也有一些雷达可以选择左、右及正前方扇形扫掠，以分别显示900、4545、090扇形中的目标。天线的方位扫掠 方位扫掠速率：方位扫掠速率： 指每分钟天线的扫掠的次数。 机载气象雷达的方位扫掠速率为每分钟1418次，常用的为每分钟15次，即180的扫掠范围时，每秒45，从90到90，只需4秒钟。 一般情况下，方位扫掠速率恒定，但当选择某一扇形扫掠时，扫掠速率随扫掠范围改变。天线的俯仰运动 当飞机处于非平飞状态时，通过雷达天线的俯仰运动进行修正使得天线波束轴始终保持在飞行高度层的平面内，以探测该平面内的目标信息。 飞机俯仰状态 非平飞状态 飞机倾斜状态天线的俯仰运动 飞机处于俯仰状态飞机处于俯仰状态

6、 当飞机俯仰角不为0时，波束轴的扫掠平面不能保持与水平面平行。这种情况下雷达所提供的并不是水平航路上的气象信息，即雷达显示器上的图像已不再是飞行高度层扇形区域中的平面分布图型。此时雷达天线需要进行俯仰修正，使波束轴保持在所在高度层。天线的俯仰运动 飞机处于俯仰状态飞机处于俯仰状态 雷达天线的俯仰修正过程 当飞机上仰时，俯仰电机驱动辐射器进行下俯修正运动，且使天线在方位0时相对于飞机的下俯角 ANT等于飞机的上仰角 AC,则可使天线波束轴回复到水平方向。天线的俯仰运动 当飞机下俯时，辐射器相对于飞机做上仰修正，同样可使波束轴回复到水平方向。 民用飞机的俯仰角通常是不会超过40飞机的俯仰角超过40，则雷达天线是无法完全补偿的。 俯仰电机驱动天线进行俯仰运动的俯仰速率为40/秒。 天线的俯仰运动 飞机处于倾斜状态飞机处于倾斜状态 和俯仰情况相似，必须将天线波束轴稳定在飞行高度层平面扫掠。飞机倾斜时天线俯仰修正的速率范围及误差与