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长脉宽模式下雷达供电系统功率波动机理研究

2021-06-05卢胜利

电源学报 2021年3期

孙 勇,林 松,卢胜利,华 明

(中国电子科技集团公司第十四研究所,南京 210039)

随着雷达技术的发展,多功能化成为现代雷达的发展趋势,一般集成探测、侦察和干扰等功能,使得雷达工作模式出现重要变化,最为显著的特征是雷达工作脉宽达到ms 量级,因此长脉宽工作模式成为新一代雷达系统的重要特征。同时,雷达的工作模式相对于以前的相控阵雷达更加复杂,特别是长脉宽工作模式引起雷达供电系统功率波动现象日趋凸显。

大型相控阵雷达的主要负荷是成千上万的阵面发射单元,其负荷特性是典型的脉冲负载,峰值功率是平均功率的几倍或数十倍,因此阵面发射单元是复杂的周期性脉冲负载,并且属于强非线性快时变的脉冲负载,这种特性和长脉宽复杂工作模式为雷达MW 级能量传输带来了巨大挑战。脉冲性负载是一类特殊的非线性负荷,随着科技的发展,需要提供瞬间高能量的一些设备逐渐得到应用,例如激光武器、电磁炮、轨道炮、雷达、消磁船和电磁弹射等[1],其具有共同的特征,即负载峰值功率大于或远大于平均功率,文献[2]对脉冲负荷的特征进行了总结。

在舰船供电系统中,脉冲负荷广泛存在,文献[3]建立了含脉冲负载的综合电力系统仿真模型,指出脉冲负载周期性变化引起了发电机的功角和输出功率振荡;文献[4]通过仿真研究发现脉冲负荷采用不可控整流器-直流斩波器拓扑形式比可控整流器拓扑形式对舰船电力系统造成的冲击小;……

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