王正之 白璐 黄晓燕

摘要：相控阵雷达TR组件件在脉冲状态工作时会产生低电压、大电流的脉冲负载，利用电解电容的储能特性可减小阵面电源的输出电流，优化阵面电源的瞬态响应，降低雷达系统对阵面电源的要求。本文通过雷达的建模分析给出了储能电容的设计参考，对于实际工程应用有很好的借鉴意义。

关键词：相控阵雷达;储能电容;脉冲负载

中图分类号：TN958.92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0040-02

0引言

有源相控阵雷达阵面电源向固态有源相控阵阵列上T/R组件供电，T/R组件具有工作电压低，数量大等特点，要求阵面电源提供高可靠，低电压，大电流的工作电压，在实际应用中为了增加雷达的威力，提高雷达系统的性能，在不改变TR组件发射效率的前提下需尽量提高TR组件的占空比和峰值功率，造成数以百计的T/R通道累积起来的平均电流和峰值电流很大。

由于空间体积的限制，且阵面电源带载能力有限。储能电容过少，阵面电源在大负载的情况下不能提供足够的电流，造成在一个调制周期内电压波动过大，会对阵面电源和功放芯片造成伤害;储能电容过多，阵面电源容性负载过大，会导致阵面电源烧毁。同时阵面电源自身性能测试时，由于电子负载或假负载不能真实模拟T/R模块的容性和阻性负载，增加了阵面电源和T/R模块联试的风险。因此选择合适的T/R模块储能电容显得尤为重要。

1电源瞬态响应分析

图1是模拟雷达阵面电源到负载的模拟电路图，负载R为T/R组件，脉冲负载。工作周期1.2ms，脉冲宽度320us，输出电压28V，满载峰值电流318A。

对于电源来说，峰值电流318A，但是平均电流为318×（320/1200）=84.8A。

电源的响应时间由电源内部的器件，电源的反馈参数，电源功率等决定。一般电源模块的响应时间约为200us，对于脉冲宽度为320us的脉冲来时，反应时间太长，无法满足要求。

所以采取在负载端加电容的方法，利用电容储存的能量来给负载供电，脉冲关断期间由于电容电压低于电源电压，需给电容充电。

2储能电容计算

由于电源在全温度范围内工作时，电子元器件受温度变化影响其参数会按照一定误差范围变化，进而导致电源产品的输出特性在全温度范围内发生局部变，最容易受温度变化而变化的电源输出特性为过流点和输出电压精度，因此取容值为80000uF。

3仿真结果分析

如图2所示，建立仿真模型，电感L1=6.56uH，电容C1=80000uF，负载脉冲宽度350us，周期1.2ms，负载阻值：O.15欧姆，进行仿真。

结果如图3所示，電源电流即电感电流连续，最大值约为89A，最小值约为51A，电流峰峰值38A，脉冲开通期间，负载电流由电容电流和电感电流提供IR=IL+IC脉冲关断期间，电源对电容充电IL IC，当Uo<28V时，IL增大当Uo>28V时，IL减小满足设计要求。

4结语

储能电容在雷达系统中使用可以作为储能元器件改善阵面电源的瞬态响应，降低系统对阵面电源的要求，降低整个系统的研制成本。本文给出了天线阵面电源系统中使用储能电容的方法，并结合具体使用的情况建立了供电仿真模型，给出了结论。