CN112285657A - 一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统 - Google Patents

Abstract

一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，涉及雷达、电子对抗技术领域，解决目前冷备份方式在更换备件时存在的长时间停机对空情掌握的影响，尽快实现备份发射机的更换，尽可能缩短更换备件的时间，提高雷达可靠性和保障性；采用两个相同的兆瓦级大功率雷达发射机，由四端口波导开关及其馈线组合连接成一个整体，通过合理的控制技术实现发射机的在线切换；允许一个发射机在加高压的同时，处于待切换的发射机可以随时开机加低压提前预热，随时做好切换进入工作的准备，一旦完成切换可以立即投入工作，不需再等待预热，该系统设定发射机的切换只能在非高压状态进行，切换过程安全可靠，显著提升采用大功率发射机的雷达装备的任务可靠性。

Description

一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统

技术领域

本发明涉及雷达、电子对抗技术领域，具体涉及一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统。

背景技术

随着国土防空情报需求的增长，以及大功率电子对抗技术的发展，对雷达、电子对抗等大功率电子设备的可靠性及长期工作能力提出更高的需求，尤其是高山、海岛等特殊场站，对这些设备的可靠性及长期工作能力提出了更高的需求。

另一方面，由于大功率集中式雷达发射机中的功率器件因需要处理较大的功率，其可靠性受到限制，逐步成为这些装备可靠性的瓶颈，尤其是真空电子管发射机，不仅存在寿命问题，还需要应用在高电压的条件下，进一步制约了大功率发射机具有高的可靠性。

为充分发挥这些装备的性能，满足任务需求，有必要采用两个大功率发射机在线连接，切换工作来提高雷达装备的可靠性。

对于大功率雷达发射机，一直以来都是采用单发射机工作，偶尔有双机配置的，也是工作的发射机在线连接，待机的发射机不在线，一旦正在工作的发射机或其零部件在工作中出现故障，就需要停机，换上待机的发射机或零部件，更换的过程不仅需要停机，还有拆、装的过程，如果是更换发射机，往往还需要牵涉到波导、水冷系统的拆、装、调试等等，而重新开机的预热过程也不可避免，切换或更换备件比较耗费时间，过程中会对战备任务产生较大影响。而这种不在线的备份方式却是当前大功率雷达发射机采用的主流备份方式，也是常见的备份方式。

造成这种情况的主要原因是大功率发射机双机在线切换存在一些难度，工程上不易实现，其难度主要体现在：1)由于功率大，一旦控制失灵易引起较大的故障，所以要求控制精准可靠，采样点多，控制程序相对复杂；2)输出功率大，达到兆瓦级，对输出馈线有耐功率要求，不仅需要采用波导，还要对其充气以提高耐功率能力，作为切换的执行器件的波导开关不仅能够完成切换转动功能，还需要能够做到气密，不会因漏气影响波导内充气；而转动和气密就是一对难以解决的矛盾，以至于大功率发射机难以实现在线切换；3)波导开关能够受控转动，而不是人工转动；为实现精准控制，波导开关转动到那种状态不仅有限位，还应有对应的位置信息供发射机连锁控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决目前冷备份方式在更换备件时存在的长时间停机对空情掌握的影响，尽快实现备份发射机的更换，尽可能缩短更换备件的时间，提高雷达整机的可靠性和保障性。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，采用两个大功率雷达发射机、四端口波导开关，微波负载与天馈线，组成某雷达的微波输出通路；两个发射机同时在线连接，两个发射机的输出通过波导分别接到波导开关相对的一组端口，而微波负载和天馈线接到另一组端口；两个发射机完全相同，每个发射机包括：综合机柜、高压单元一、高压单元二、滤波单元、充电单元、控制单元、放电单元一、放电单元二、脉冲变压器、磁场线包、大功率速调管、大功率环行器、水冷系统等，脉冲输出功率1MW；波导开关有四个端口，两两相对，相对的端口永远不通；波导开关由定子和转子组成，定子是波导开关的框架，转子受波导开关自带的微电机控制转动，改变发射机与天线连接的通路，转子有两种状态，控制天线要么与A机接通，要么与B机接通，当天线与A机接通时，波导开关可以送出位置信息，与A机的加高压状态连锁，A机允许加高压，当接通B机时，送出另一组位置信息与B机的加高压状态连锁；通过程序控制指令，可分别通过A机或B机对波导开关上的微电机进行控制，使微电机受控带动转子转动，当A机控制波导开关时，波导开关转动，将A机接通天线，而当B机控制波导开关时，波导开关反向转动，又将B机接通天线，由控制软件来控制电机实现天线到A机或B机微波通路的切换，当A机接到天线时，B机接到微波负载，反之，当B机接到天线时，则A机接到微波负载；波导开关的转子不仅可以转动，还具有气密性，确保工作时馈线系统可充一定气压的干燥空气，提高馈线系统的承受高功率能力；控制程序具有严格的逻辑，来保证切换的安全，以及发射机与波导开关位置的精确对应，当A机接到天线时，波导开关位置信息将A机加高压的连锁打开，A机可以加高压，一旦A机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通A机，电机不会接收到来自B机的控制信号而转向B机，而当B机接到天线时，波导开关位置信息将B机加高压的连锁打开，B机可以加高压，一旦B机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通B机，电机不会接收到来自A机的控制信号而转向A机，此时，若要切换发射机，只能先解除加高压工作的发射机的高压，断开波导控制开关，然后按下待切换发射机的波导控制开关，控制波导开关的电机转动，将天线接到待切换的发射机；不论担任工作任务的发射机是否处于工作状态，待机的发射机可以随时加低压进行预热，可在待机状态提前预热好，一旦工作的发射机出现故障，待机的发射机随时可以切换进入工作状态，实现了大功率发射机的在线切换；在遥控状态下，在雷达的主控台上，也可以对发射机进行切换，首先将两个发射机的控制状态设置在遥控状态，使遥控程序对发射机的控制有效，遥控程序的逻辑与控制过程与本控完全相同，同样能够实现“不在其位，不能加高压；一旦加上高压，不能切换”，雷达发射机的切换只能在低压状态进行，高压状态对波导开关位置锁定；该技术显著改善了特殊环境下大功率雷达发射机的可靠性。

作为本发明技术方案的进一步改进，发射机应用于大功率雷达，输出功率达到1兆瓦，雷达发射机具有高可靠性。

作为本发明技术方案的进一步改进，两个发射机同时在线连接，与波导开关、匹配负载、天线接成一个完整的整体，两个发射机的输出波导分别接到波导开关相对的一组端口，而微波负载和天馈线接到另一组相对的端口。

作为本发明技术方案的进一步改进，两个雷达发射机在线切换，切换时间短，切换过程在数秒内完成，切换过程不漏空情。

作为本发明技术方案的进一步改进，波导开关包括定子和转子组成，定子是波导开关固定的框架，转子受波导开关自带的微电机控制转动，改变发射机与天线连接的通路，转子有两种状态，控制天线要么与A机接通，要么与B机接通。

作为本发明技术方案的进一步改进，波导开关不仅转子可以转动，整个开关还具有气密性，确保馈线系统工作时充入一定压力的气体，通过充气来提升馈线的耐功率能力，在发射机输出兆瓦级功率时馈线不电离、打火。

作为本发明技术方案的进一步改进，通过程序控制指令，可分别通过A机或B机对波导开关上的微电机进行控制，使微电机受控带动转子转动，当A机控制波导开关时，波导开关转动，将A机接通天线，而当B机控制波导开关时，波导开关反向转动，又将B机接通天线，由控制软件来控制电机实现天线到A机或B机微波通路的切换，当A机接到天线时，B机接到微波负载，反之，当B机接到天线时，则A机接到微波负载。

作为本发明技术方案的进一步改进，波导开关的两种位置状态分别会送出位置信息，当天线与A机接通时，波导开关送出一组位置信息，可与A机加高压状态连锁，当接通B机时，可以送出另一组位置信息与B机加高压状态连锁。

作为本发明技术方案的进一步改进，控制程序控制发射机与波导开关位置的精确对应，来保证切换的安全；当A机接到天线时，波导开关位置信息将A机加高压的连锁打开，A机可以加高压，一旦A机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通A机，电机不会接收到来自B机的控制信号而转向B机；而当B机接到天线时，波导开关位置信息将B机加高压的连锁打开，B机可以加高压，一旦B机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通B机，电机不会接收到来自A机的控制信号而转向A机；此时，若要切换发射机，只能先解除正在工作的发射机高压，断开其波导控制开关，然后接通待机发射机的波导控制开关，控制波导开关的电机转动，实现波导切换，将待机的发射机接到天线，再加发射机的高压。

作为本发明技术方案的进一步改进，不论担任工作任务的发射机是否处于工作状态，待机的发射机可以随时加低压进行预热，做到提前将待机发射机预热好，一旦工作的发射机出现故障，待机的发射机随时切换进入工作状态，可不再等待预热，切换过程时间短，切换过程安全可控，实现了集中式大功率发射机的快速在线切换

本发明的优点在于：

(1)具有发射机切换灵活、切换过程用时短、使用方便、可靠性高等特点，显著改善了雷达发射机的可靠性，尤其适用于高山、海岛等恶劣环境对大功率雷达发射机可靠性的高要求。

(2)在遥控状态下，在雷达的主控台上，可以对发射机进行切换控制。首先将两个发射机的控制状态设置在遥控状态，使遥控程序对发射机的控制有效，遥控程序的逻辑与控制过程与本控完全相同，同样能够实现“不在其位，不能加高压；一旦加上高压，不能切换”，雷达发射机的切换只能在低压状态进行，高压状态对波导开关位置锁定。

附图说明

图1是本发明的一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统组成结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

如图1所示，本发明所采用的技术方案是：用两个完全相同的大功率雷达发射机通过波导开关与天线连接成一个整体，由波导开关的转换实现天线与A、B发射机输出微波链路的转换，当波导开关接通A发射机时，A发射机可以加高压，由A发射机提供大功率射频(RF)功率经天线输出；当波导开关接通B发射机时，只能由B发射机提供RF功率经天线输出。为对应发射机的选通，利用波导开关的位置信息，对A、B发射机的高压开机信号进行锁定，当波导开关接通A发射机时，只有A发射机才能加高压、输出大功率微波信号；当波导开关接通B发射机时，则只能B发射机才能加高压、输出大功率微波信号。为保证波导开关的切换在安全、可靠的状态下进行，设定波导开关的切换只能在两个发射机都处于“无高压”的情况下进行，若工作的发射机处于加高压状态，则会对波导开关的状态进行锁定，避免在有高功率输出的状态下切换发射机，引起波导打火、发射机损坏等不安全因素。

上述方案应用于某型对可靠性有较高要求大功率雷达，发射机采用真空电子管(速调管)作为末级放大器，输出峰值功率达到1兆瓦，发射机的组成及方案如下。

发射机采用高压固态组合线型脉冲调制器，由高压电源、滤波电路、充电电路、放电电路(10路放电组件)、脉冲变压器等组成；高压电源采用工频12相整流的高压电源，高压电源分三档串联叠加，每档均为12相整流，经电感、电容滤波后，通过充电变压器、充电开关给10路放电组件充电，每个放电组件中包含脉冲形成网络(PFN)、放电开关、反峰电路、阻尼电路等，10路放电开关在同步信号的控制下同时放电，经脉冲变压器升压后，馈送给速调管，为速调管工作提供脉冲能量。每个发射机采用各自的水冷系统对进行冷却。

脉冲调制器的充电开关用3个快速可控硅串联构成，放电开关用5个高频可控硅串联构成，放电开关每个组件中一个，共十个，10路PFN集中充电，所以充电开关就一个；调制脉冲的宽度由PFN决定；充电开关和放电开关在同步信号的驱动下定时、有序导通，将直流高压转换成脉宽、电压、电流符合要求的脉冲高压，为速调管放大器的工作提供条件和能量，并在固态激励源的驱动下，输出符合要求的RF微波功率。

发射机输出的射频微波功率，经大功率环行器、馈线系统到天线(或负载)，为实现两个发射机的同时在线，又共用一个天线，在两个发射机的输出端的大功率环行器之后，采用一个四端口的波导开关，将两个发射机及其输出馈线系统与天线连接成一个整体，通过波导开关的转动，实现发射机的在线切换；波导开关的四个端口两两相对，用一组相对的端口分别接到A机和B机，另一组相对的端口分别接到天线和匹配负载，当选择A机的输出经馈线到天线时，B机同时接到匹配负载，此时B机只能加低压预热，不能加高压；当选择B机的输出经馈线到天线时，A机同时接到匹配负载，此时变成A机只能加低压预热，不能加高压。

大功率开关采用气密连接器传输电机控制信号、开关位置信号，电机和齿轮箱放在密闭的壳体内，控制信号控制电机转动带动齿轮箱、转子转动，并将转子的位置信息通过连接器送出，由气密连接器和壳体与定子通过气密垫片压紧形成开关的气密。

所采用的波导开关为四端口器件，自带微电机，微电机受控转动，进行波导线路的切换。在两个发射机的控制面板上均设置有波导切换开关，平时两个波导切换开关应处于非接通状态，当选择A机时，按下A机的波导切换开关，A机输出一个控制信号到波导开关的微电机，控制微电机转动，将A机接到天线，当切换完成且到位后，波导开关送出一个节点信号到A机，表示天线接通A机，A机此时在预热好之后可以加高压，输出RF微波功率；在A机加高压后，或A机的波导切换开关始终处于接通状态，都会对A机送出的电机控制信号进行锁定，B机对电机的控制信号被封闭，从而保证天线始终接通A机，此时B机因为得不到波导开关的位置回馈，程序锁定B机只可加低压预热，不能加高压；如果要切换到B机，必须先将A机高压关掉，再将A机上的波导切换开关抬起，之后按下B机上的波导切换开关，B机输出的控制信号就会送到波导开关的微电机，控制微电机转动，将B机接到天线，电机转换过程不超过1秒钟，当切换完成且到位后，波导开关送出一个位置节点信号到B机，表示天线接通B机，B机此时在预热好之后可以加高压，输出RF微波功率，此时，在B机加高压后，或B机的波导切换开关始终处于接通状态，都会对B机送出的电机控制信号进行锁定，而A机对电机的控制信号就会被封闭；从A机关高压到B机加上高压为发射机的切换过程，在B机事先预热好的情况下，切换过程最短，前后大约5秒钟。如果此时要切换回A机，必须先保证B机在非高压状态，再抬起B机的波导切换开关，然后按下A机的波导切换开关，电机将会在1秒钟内完成由B机到A机的切换。

以上是发射机的本控切换过程，同样在遥控状态下，在摇控台关于发射机的控制界面上，不仅将发射机的控制界面分成A、B机控制界面，以示对两个发射机的开机控制加以区别，而且在每个发射机的控制过程中增加了“波导切换”控制界面，在加高压前，必须对波导开关进行控制选择，且在收到相应的波导开关切换到位的信息后，才能加高压，对发射机控制过程和状态连锁与本控完全相同。在遥控状态下，切换过程只需用鼠标点击遥控控制界面的相关界面就能完成发射机的在线切换，更为便捷。

两个相同的兆瓦级大功率雷达发射机(含水冷系统、大功率环行器)、波导切换开关、波导馈线若干、天线等，且连接成一个整体。

其中发射机采用速调管作为末级放大器，前级采用固态放大器，发射机包括：外设配电机柜、综合机柜、高压电源单元一、高压电源单元二、滤波单元、充电单元、调制器控制单元、放电单元一、放电单元二共9个机柜，以及水冷系统、大功率脉冲变压器、大功率速调管及其聚焦线包、大功率环行器等。

其中外设配电机柜包括：配电、同步信号转接和遥控信号转接等。

综合机柜包含：单部发射机的监控、速调管灯丝电源、速调管磁场电源(三路正向磁场电源和一路反磁电源)、固态激励等，其中监控分机用来对整个发射机的开、关机进行程序控制和状态检测，而固态激励用来对信号源送来的RF信号进行放大，之后馈送给速调管，激励速调管工作。

高压电源单元一包含：软启动模块、软启动驱动，高压控制接触器、高压一档变压器、高压一档整流电路等，其中高压控制接触器受控接通或断开发射机的高压电源与电网的连接，起到接通和断开高压电源配电作用，软启动驱动受控在每次加高压时，逐步抬高软启动模块的触发电平，使送到高压变压器初级的电压逐步提高，最终使整流后的直流高压逐步提升，减小加高压瞬间对电网和发射机内部电路的冲击。

高压电源二包含：高压二档的控制接触器、变压器和整流电路等，以及高压三档的控制接触器、变压器和整流电路等。控制接触器控制高压二档、三档加上或断开，加上的高压二、三档电压，经各自的变压器变压、整流后与高压一档串联叠加，送滤波单元。

滤波单元包含：滤波电感、滤波电容、高压泄放开关等，高压直流经滤波电感、滤波电容滤波后，形成稳定的直流高压，滤波电容兼作脉冲调制器的储能电容，一旦故障或维修，可打开滤波单元的机柜门，高压泄放开关动作，滤波电容的储能就会通过泄放开关泄放，直至完全泄放，滤波电容上的电压将降到零，为维修、检查提供安全保障。

充电电源包括：触发器、De-Q触发器、充电开关、De-Q电路、充电变压器等。触发器在同步信号的控制下，定时给充电开关提供触发脉冲，控制充电开关导通，定时将滤波器的储能经充电开关、充电变压器向放电单元的PFN充电；De-Q触发器将PFN充电电压取样信号与设定的电平进行比较，当PFN的充电电压达到设定电平，De-Q触发器产生触发信号，驱动De-Q电路动作，充电变压器中的储能立即通过De-Q电路返回到滤波电容，终止向PFN充电，控制PFN充电电压的稳定。

控制单元包括：调制器控制分机、功率分配分机等。控制分机在发射机监控的调度下，对脉冲调制器的工作状态进行监控，并对脉冲调制器进行开关机控制及保护；功率分配主要由十个二极管阵列组成，其正极并联，与充电单元的充电变压器次级相连，其负极分别对应送到十个放电组件中的一个，对其PFN进行充电，功率分配的作用是将充电电路一分为十，同时二极管对PFN的充电电压有反向隔离作用。

放电单元一、放电单元二，这两个单元完全相同，各包含五个放电组件，放电组件中包括PFN、放电开关、触发电路、反峰电路、阻尼电路、散热风机以及泄放开关等。触发电路在充电单元触发器的驱动下，定时产生放电触发信号，驱动放电开关导通，PFN所充的电能就通过导通的放电开关向大功率脉冲变压器的初级放电，在脉冲变压器的次级得到激励速调管工作的脉冲高压；阻尼电路用来给PFN充电提供通路，反峰电路用来消除PFN在负载负失配或打火时在PFN上产生的反向充电，散热风机用来给放电开关的可控硅散热，泄放开关用来泄放PFN电容的储能，在放电单元门打开时，泄放开关才导通，泄放掉PFN上残存的电荷，为维修检查提供安全的保障。

大功率脉冲变压器包含：脉冲变压器、灯丝变压器、阴极油箱等，用来对十路放电单元放电时所产生的十路调制脉冲进行合成，并升压至速调管工作所需的电压值，灯丝变压器的输出连接到速调管的灯丝，为速调管预热提供电源。

磁场线包分为四路，分别接到相应的磁场电源，所产生的磁场对速调管工作的电子注进行聚焦。

速调管：在脉冲调制器的推动下，将固态激励送来的微波信号放大到1兆瓦输出。

大功率环行器：用来隔离馈线系统的反射，改善速调管的工作状态，工作在相应的频段，能够承受速调管输出的功率。

水冷系统包括：为发射机的可靠工作，提供符合要求的水冷却措施，将发射机工作时产生的热量通过冷却水带走，经换热器散发掉，水冷系统共为发射机提供5路冷却水，分别冷却：磁场线包、速调管收集极、速调管管体、速调管输出窗、大功率环行器等。

采用两部兆瓦级大功率雷达发射机经输出馈线、电动波导开关与雷达天线连成一个整体，通过控制波导开关转动，在线切换两个发射机与天线的微波信号链路，突破大功率发射机在线切换的技术瓶颈，合理解决了大功率雷达发射机在线切换的难题，克服了目前雷达发射机切换、更换备件时不可避免的停机、信号长时间中断等问题，实现大功率雷达发射机的在线快速切换，切换时间缩减到10秒钟以内，极大地提高了雷达的任务可靠性，其成果成功应用于某型对可靠性有要求的雷达中，其有益效果是：

1)极大地提高了大功率真空管雷达发射机的任务可靠性；使用该发明的雷达可靠性提高显著，尤其适合岛礁、高山等恶劣环境条件对雷达高可靠性的要求。

2)发射机整机切换灵活方便，适用性好。

3)发射机在线切换时间短。在一部发射机加高压工作的同时，待机的发射机可进行预热，当需要切换时，只需关断工作的发射机高压，就可将天线切换到待机的发射机(详细过程见第4节的描述)，切换后发射机可以立即投入工作，待机的发射机预热过程可在切换前完成，可以节省发射机更换时间、耽误执行任务的预热时间。

4)切换时间缩减10秒以内，在切换发射机的同时，可以实现空情不间断。通常情报雷达天线的最快转速是6转/分钟，10秒钟一转，也就是说切换过程可以在一转内完成，最多丢失一帧画面，所以，在待机的发射机事先预热好的情况下，切换发射机可以做到空情不间断。

5)待机的发射机还是故障件的维修台和测试台。假如A机发生故障时，在切换到B机的情况下，A机就可当作维修台和测试台，可以在A机上就可进行更换备件、故障检修和测试，直至A机恢复正常，且不需另外接线、接波导等多余的工作过程。

下面结合附图和应用实例对本发明进一步说明。由附图1可见两个发射机自速调管输出窗开始，分别经波导、环行器后与波导开关相连，而波导开关另外两个端口分别接匹配负载、去天线的馈线，两个发射机始终有一个接到天线，另一个接到匹配负载，实现两个发射机的在线连接，接到天线的发射机可以加高压、输出大功率微波信号，接到匹配负载的发射机不可以加高压，也不能输出大功率微波信号，因为匹配负载的耐功率能力不够，为安全起见，通过程序将接到匹配负载的发射机的加高压控制暂时闭锁，高压加不上，只有当其转接到天线时，闭锁才会打开，恢复加高压指令相应功能。

所用的两个完全相同的兆瓦级大功率雷达发射机同时在线与输出馈线、四端口波导开关、微波负载和天线连接，组成某雷达的微波输出通路；通过控制波导开关的转动，可以方便地在两个发射机之间进行切换，具有切换快速、灵活、适用性好等特点，极大地提升了大功率雷达发射机的任务可靠性，且发射机的高压状态与波导开关的位置信息实现连锁，安全性好，切换安全可靠；该发明已成功应用于某型对可靠性具有高要求的、环境条件严酷的雷达，在实际应用中体现出显著的性能。

兆瓦级大功率集中式雷达发射机整机在线切换及其控制技术采用两个相同的兆瓦级大功率雷达发射机(下面以A机、B机加以区分)，由四端口波导开关及其馈线组合连接成一个整体，通过合理的控制技术实现发射机的在线切换。两个发射机分别与四端口波导开关相对的两个端口连接，另两个相对的端口分别连接到天线和匹配负载，转动波导开关的转子，就可转换A、B发射机与天线的微波连接通路，实现发射机的切换。该技术采用的波导开关具有气密性能，工作时馈线系统可充一定气压的干燥空气，确保馈线系统能够承受兆瓦级的高功率。技术通过程序控制指令，可分别通过A机或B机对波导开关上的微电机进行控制，使微电机受控带动转子转动，当A机控制波导开关时，波导开关转动，将A机接通天线，而当B机控制波导开关时，波导开关反向转动，又将B机接通天线，由控制软件来控制电机实现发射机的切换。该技术利用波导开关的位置信息与发射机的高压状态连锁，只有接收到波导开关送出的位置信息，相应的发射机才能解除加高压的连锁，允许加高压，而一旦处于高压状态，又会对电机的控制信号进行锁定，锁定波导开关的位置。该技术允许一个发射机在加高压的同时，处于待切换的发射机可以随时开机加低压提前预热，随时做好切换进入工作的准备，一旦完成切换可以立即投入工作，不需再等待预热。该技术设定发射机的切换只能在非高压状态进行，切换过程安全可靠。该发明显著提升采用大功率发射机的雷达装备的任务可靠性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，采用两个大功率雷达发射机、四端口波导开关，微波负载与天馈线，组成某雷达的微波输出通路；两个发射机同时在线连接，两个发射机的输出通过波导分别接到波导开关相对的一组端口，而微波负载和天馈线接到另一组端口；两个发射机完全相同，每个发射机包括：综合机柜、高压单元一、高压单元二、滤波单元、充电单元、控制单元、放电单元一、放电单元二、脉冲变压器、磁场线包、大功率速调管、大功率环行器、水冷系统等，脉冲输出功率1MW；波导开关有四个端口，两两相对，相对的端口永远不通；波导开关由定子和转子组成，定子是波导开关的框架，转子受波导开关自带的微电机控制转动，改变发射机与天线连接的通路，转子有两种状态，控制天线要么与A机接通，要么与B机接通，当天线与A机接通时，波导开关可以送出位置信息，与A机的加高压状态连锁，A机允许加高压，当接通B机时，送出另一组位置信息与B机的加高压状态连锁；通过程序控制指令，可分别通过A机或B机对波导开关上的微电机进行控制，使微电机受控带动转子转动，当A机控制波导开关时，波导开关转动，将A机接通天线，而当B机控制波导开关时，波导开关反向转动，又将B机接通天线，由控制软件来控制电机实现天线到A机或B机微波通路的切换，当A机接到天线时，B机接到微波负载，反之，当B机接到天线时，则A机接到微波负载；波导开关的转子不仅可以转动，还具有气密性，确保工作时馈线系统可充一定气压的干燥空气，提高馈线系统的承受高功率能力；控制程序具有严格的逻辑，来保证切换的安全，以及发射机与波导开关位置的精确对应，当A机接到天线时，波导开关位置信息将A机加高压的连锁打开，A机可以加高压，一旦A机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通A机，电机不会接收到来自B机的控制信号而转向B机，而当B机接到天线时，波导开关位置信息将B机加高压的连锁打开，B机可以加高压，一旦B机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通B机，电机不会接收到来自A机的控制信号而转向A机，此时，若要切换发射机，只能先解除加高压工作的发射机的高压，断开波导控制开关，然后按下待切换发射机的波导控制开关，控制波导开关的电机转动，将天线接到待切换的发射机；不论担任工作任务的发射机是否处于工作状态，待机的发射机可以随时加低压进行预热，可在待机状态提前预热好，一旦工作的发射机出现故障，待机的发射机随时可以切换进入工作状态，实现了大功率发射机的在线切换；在遥控状态下，在雷达的主控台上，也可以对发射机进行切换，首先将两个发射机的控制状态设置在遥控状态，使遥控程序对发射机的控制有效，遥控程序的逻辑与控制过程与本控完全相同，同样能够实现“不在其位，不能加高压；一旦加上高压，不能切换”，雷达发射机的切换只能在低压状态进行，高压状态对波导开关位置锁定；该技术显著改善了特殊环境下大功率雷达发射机的可靠性。

2.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，发射机应用于大功率雷达，输出功率达到1兆瓦，雷达发射机具有高可靠性。

3.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，两个发射机同时在线连接，与波导开关、匹配负载、天线接成一个完整的整体，两个发射机的输出波导分别接到波导开关相对的一组端口，而微波负载和天馈线接到另一组相对的端口。

4.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，两个雷达发射机在线切换，切换时间短，切换过程在数秒内完成，切换过程不漏空情。

5.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，波导开关包括定子和转子组成，定子是波导开关固定的框架，转子受波导开关自带的微电机控制转动，改变发射机与天线连接的通路，转子有两种状态，控制天线要么与A机接通，要么与B机接通。

6.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，波导开关不仅转子可以转动，整个开关还具有气密性，确保馈线系统工作时充入一定压力的气体，通过充气来提升馈线的耐功率能力，在发射机输出兆瓦级功率时馈线不电离、打火。

7.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，通过程序控制指令，可分别通过A机或B机对波导开关上的微电机进行控制，使微电机受控带动转子转动，当A机控制波导开关时，波导开关转动，将A机接通天线，而当B机控制波导开关时，波导开关反向转动，又将B机接通天线，由控制软件来控制电机实现天线到A机或B机微波通路的切换，当A机接到天线时，B机接到微波负载，反之，当B机接到天线时，则A机接到微波负载。

8.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，波导开关的两种位置状态分别会送出位置信息，当天线与A机接通时，波导开关送出一组位置信息，可与A机加高压状态连锁，当接通B机时，可以送出另一组位置信息与B机加高压状态连锁。

9.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，控制程序控制发射机与波导开关位置的精确对应，来保证切换的安全；当A机接到天线时，波导开关位置信息将A机加高压的连锁打开，A机可以加高压，一旦A机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通A机，电机不会接收到来自B机的控制信号而转向B机；而当B机接到天线时，波导开关位置信息将B机加高压的连锁打开，B机可以加高压，一旦B机加上高压，波导开关的控制就被锁定，始终接通B机，电机不会接收到来自A机的控制信号而转向A机；此时，若要切换发射机，只能先解除正在工作的发射机高压，断开其波导控制开关，然后接通待机发射机的波导控制开关，控制波导开关的电机转动，实现波导切换，将待机的发射机接到天线，再加发射机的高压。

10.根据权利要求1所述的兆瓦级大功率雷达发射机整机在线切换控制系统，其特征在于，不论担任工作任务的发射机是否处于工作状态，待机的发射机可以随时加低压进行预热，做到提前将待机发射机预热好，一旦工作的发射机出现故障，待机的发射机随时切换进入工作状态，可不再等待预热，切换过程时间短，切换过程安全可控，实现了集中式大功率发射机的快速在线切换。

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