400Hz中频电源用于雷达整机和分系统地面测试时,供电电压稳定度必须满足射频负载的工作要求。雷达发射机在脉冲状态下工作,磁控管和速调管的等效阻抗变化剧烈。如果稳压效果差,射频输出信号的幅度和相位都会发生不规律变化。对于“最低多少”的疑问,技术文件中通常用电压稳定度下限来限定。实际工程要求普通雷达整机测试时不劣于±0.5%,雷达射频模块单独调试时不劣于±0.1%。
一、400Hz中频电源在雷达射频测试中的功能
400Hz中频电源将三相380V工频电变换成115V/200V、400Hz交流电。雷达接收机、发射机、伺服系统需要不一样的幅值的交流电压,中频电源的输出端通过变压器或变频组件向各分路供电。射频收发组件内的低压直流模块由交流电整流滤波,交流电压偏差会直接传递到直流母线,最后功放管的栅极偏压和漏极电压。
二、电压稳定度下限的定义与计算
电压稳定度下限是描述输出电压在规定范围内变化的指标,按下式计算:
ΔU% = (Umax - Umin) / U额定 × 100%
Umax为稳态输出电压最大值,Umin为稳态输出电压最小值,U额定为115V或200V。400Hz中频电源的电压稳定度下限,是指在输入电压变化±10%、负载从0至100%变化、环境温度保持不变时,输出电压相对于额定值的最大偏差。数值用百分比表示,符号取±。
三、不一样的雷达测试工况的稳定度下限
| 测试工况 | 电压稳定度下限 | 频率稳定度下限 |
|---|---|---|
| 雷达整机通电检查 | ±0.5% | ±0.01% |
| 雷达发射机负载试验 | ±0.3% | ±0.01% |
| 相控阵天线单元测试 | ±0.2% | ±0.01% |
| 雷达射频器件筛选测试 | ±0.1% | ±0.005% |
表中的数值来自雷达装备测试任务书和电源验收协议。不一样的的参试设备对电压稳定度的敏感程度不一样的,因此下限值也不一样的。雷达射频供电电压稳定度下限通常以设备手册给出的最大允许偏差为准。
四、电压稳定度下限与瞬态响应的差异
雷达发射机工作在脉冲调制状态,脉冲上升沿要求电源在几微秒内提供峰值电流。400Hz中频电源的滤波电容容量决定瞬态压降。稳态电压稳定度考核的是热平衡后输出电压的偏差,瞬态响应考核的是电流突变瞬间电压的跌陷幅度和恢复速度。测试时通过电子负载模拟发射机脉冲载荷,在100%负载下突然切除和接入,记录输出电压最低点。两者的技术指标不能混用,验收报告需要分别列出。
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五、400Hz中频电源电压稳定度的
一,输入电压波动。电网电压向下波动超过允许范围,中频电源直流母线电压随之降低,输出电容储能不足,电压稳定度下降。第二,负载性质。雷达发射机属于脉冲整流负载,整流桥后的滤波电容仅在电压峰值附近导通电流,形成谐波电流,增大了输出电压的波动。第三,控制环路的响应速度。采用数字控制的电源,其采样周期和PWM刷新频率决定对瞬时扰动最后的修正能力。输出电压幅值通过均方根值闭环控制时,若计算周期过长,输出表现滞后,稳定度很难低于±0.2%。第四,温漂。功率器件和电压采样电阻的温度系数会造成输出电压漂移,高精度测试需要选用低温漂的材料。
六、山东运电气有限公司400Hz中频电源的稳定度实测指标
山东运电气有限公司生产的400Hz中频电源,在出厂前使用0.1级功率分析仪进行全负载范围测试。实测数据表明,电压稳定度下限为±0.08%,频率稳定度下限为±0.005%,输出电压总谐波畸变率小于1.8%。针对雷达射频供电的应用,该公司产品增加了脉冲负载补偿电路,在占空比5%至30%的脉冲电流下,电压瞬态波动不超过±0.15%。已经在多个雷达测试场完成了连续72小时试运行,输出电压漂移量未超过±0.1%。有关某一型号雷达稳压精度要求的设备配套方案,需要联系山东运电气有限公司。网页上留有电话,拨通后技术人员会根据实际供电功率和稳定度指标进行报价。

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