全固態發射機脈沖調制波形的頻譜控制方法技術

一種全固態發射機脈沖調制波形的頻譜控制方法，其特征是：首先，在發射機輸入端增加PIN開關調制器，對發射機的激勵輸入信號進行預整形，將原本陡峭的激勵脈沖信號上升沿和下降沿變大，其次，使PIN開關調制器的調制脈寬與發射輸出脈沖的寬度相等，但必須使激勵信號的脈沖寬度稍大于PIN開關的調制脈寬，同時使PIN開關調制器的調制脈沖與激勵信號之間需保持設定的時間關系；第三，在發射機射頻放大鏈第一級采用漏級調制技術，并進行嚴格的脈沖時序控制。本發明專利技術大大減小了發射信號的帶外頻譜分布，使得發射波形的頻譜滿足指標要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種二次雷達發射技術，尤其是一種適用于對波形為脈沖調制方式的全固態發射機的輸出頻譜進行控制的方法，具體地說是一種。
技術介紹
無線電頻譜是一種十分寶貴而又有限的自然資源，它既具有一般資源的共同特性，也具有一般資源所沒有的個性。首先是它的有限性，盡管它可以根據其空間、時間和頻率的三維要素進行頻率復用，三者是互相關聯的，但是就某一頻段和頻率來講，它在一定區域、一定時間和一定條件下利用又是有限的；二是它的非耗竭性，這不同于土地、水、礦產等一類再生或非再生資源，對于它不利用是一種浪費，使用不當也是一種浪費，甚至造成嚴重·危害；三是它的傳播固有性，它的傳播不受行政區域限制，傳播既無省界也無國界；四是它的易受污染性，對它如果使用不當，就會受到干擾，使之無法準確、有效地傳送信息。由于頻譜不受行政區域、國家邊界的限制，所以開發和利用這些資源在國際上均有嚴格管理規定，任何部門、地區和個人，包括任何國家都不得隨意使用無線電頻譜，以避免造成相互干擾。隨著信息時代的到來，對頻譜的需要越來越多，世界各國都面臨有限頻譜與無限需求的矛盾。在我國這一矛盾近年來日益突出，改革開放以來，我國無線電通信事業以每年20%-30%的增長速度增加，無線電業務的迅速發展對國民經濟和國防建設做出了重要貢獻，但同時也使我國的頻譜資源同趨緊張。因此，無線電頻譜資源的研究與開發成為一個極為重要的問題。二次雷達的信號鏈路由發射機、接收機、收發天線和空間的傳播路徑組成。相對其它無線電通信系統而言，二次雷達在頻率使用和/或背景噪聲等方面都可能是一個潛在的干擾源。作為航管設備的重要組成部分，二次雷達需24小時連續工作，在設備運行中必然對機場其它設備、機場電磁環境產生影響，因此必須對二次雷達發射頻譜進行控制，以滿足航管設備電磁兼容性的要求。國際民航組織(ICAO)發布的《國際民用航空公約》附件十《航空電信》、中國民用航空總局發布的《空中交通管制二次監視雷達設備技術規范》(MH 4010-2006)中都對二次雷達發射波形的頻譜特性作出了嚴格限制，從而保證航管設備之間電磁兼容性的要求。二次雷達工作在L波段，發射頻率為1030MHz±0. OlMHz,接收頻率為1090MHz ±3MHz。二次雷達為抑制旁瓣應答，設有2個發射通道，分別是詢問通道(Σ )和控制通道(Ω )。詢問通道發射2個脈沖一Pl和P3，P1、P3之間的不同時間關系對應于二次雷達的不同詢問模式。控制通道發射I個脈沖一P2，P2脈沖固定比P3脈沖延遲2 μ S。接收設備接收到詢問通道(Σ )和控制通道(Ω )的發射信號后，通過比較Ρ2、Ρ3脈沖的幅度來判別當前接收到的詢問信號Pl和Ρ3是主瓣信號還是旁瓣信號。Ρ1、Ρ2、Ρ3脈沖波形需滿足下表的要求。脈沖寬度脈沖允差上升時間(M)下降時間CM) 耐獅 (μ5)(Ps),最小歉最小獻— PI、Ρ2、Ρ3 O. B土O. I 0.05 O. I O. OS 0.
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有的二次雷達易受其它設備、機場電磁等無線信號干擾的問題，，專利技術一種既能保證二次雷達的發射機能產生滿足航管要求的脈沖調制波形和發射功率輸出，又要使二次雷達發射波形的頻譜特性能滿足國際民航組織(ICAO)發布的《國際民用航空公約》附件十《航空電信》、中國民用航空總局發布的《空中交通管制二次監視雷達設備技術規范》(MH 4010-2006)中對二次雷達發射波形的頻譜特性的要求的。本專利技術的技術方案是 一種，其特征是 首先，在發射機輸入端安裝一個PIN開關調制器，以便對發射機的激勵輸入信號進行預整形，將原本陡峭的射頻脈沖前后沿整形，使上升沿和下降沿變大，同時可以使遠離工作頻率的頻譜分量大大減少，從而使發射頻譜特性有較大改善； 其次，使PIN開關調制器的調制脈寬與發射輸出脈沖的寬度相等，但必須使激勵信號的脈沖寬度稍大于PIN開關的調制脈寬，同時使PIN開關調制器的調制脈沖與激勵信號之間需保持設定的時間關系； 第三，在發射機射頻放大鏈第一級采用漏級調制技術，并進行嚴格的脈沖時序控制，通過調整功放模塊中儲能電容的充電時間，達到調整發射脈沖前沿的目的；通過調整功放模塊中儲能電容放電時間來改變放大器的后沿，達到進一步改善發射機頻譜的目的。在所述發射機的饋電支路采用電阻電感濾波的方法，達到對發射機頻譜進行控制的目的。本專利技術的有益效果 本專利技術在保證發射功率、占空比、發射波形滿足指標要求的前提下，采取對發射脈沖前后沿進行整形和控制的方法，輔助其他調制手段，大大減小發射信號的帶外頻譜分布，使得發射波形的頻譜滿足指標要求。本專利技術的二次雷達全固態發射機波形頻譜控制方法。經測試，頻譜控制后的二次雷達發射機波形頻譜完全滿足國際民航組織(ICAO)和中國民用航空總局相關規范的要求。附圖說明圖I是本專利技術二次雷達工作于3/A、C模式時的發射詢問信號時序圖。圖2是本專利技術二次雷達發射波形的頻譜必須滿足的特性圖。圖3是本專利技術中全固態發射機原理框圖。圖4是本專利技術輸入高頻脈沖與調制信號的時序關系圖。圖5是本專利技術中未采用頻譜調制的發射波形頻譜。圖6是本專利技術中已采用頻譜調制的發射波形頻譜。具體實施例方式下面結構附圖實施例對本專利技術作進一步的說明。如圖1-6所示。一種二次雷達，常規二次雷達的工作方式有2種3/A模式、C模式。3/A模式詢問飛機的A代碼，C模式詢問飛機的氣壓高度碼。二次雷達工作在3/A模式時，二次雷達詢問脈沖P1、P3之間的間隔為8 μ S，機載應答機接收到該詢問信號后，發送相應的3/Α模式應答碼；二次雷達工作在C模 式時，二次雷達詢問脈沖Ρ1、Ρ3之間的間隔為21 μ S，機載應答機接收到二次雷達的詢問信號后，發出相應的C模式應答碼。二次雷達在每個詢問周期發送一種詢問，可單模式詢問，也可3/Α模式、C模式詢問交替進行。同時要求發射機輸出脈沖功率不小于I. 5kW。發射波形時序關系如圖I所示。具體的頻譜控制方法包括以下幾個方面 首先，在發射機輸入端增加PIN開關調制器，對發射機的激勵輸入信號進行預整形，將原本陡峭的激勵脈沖信號上升沿和下降沿變大，同時可以使遠離工作頻率的頻譜分量大大減少，從而改善發射機的激勵信號頻譜； 其次，利用前級放大器的漏極調制特性，采用合適的時序控制，有效調整前級放大器輸出波形前后沿大小，明顯改善發射機的頻譜特性； 第三，發射機的饋電支路采用電阻電感濾波的方法，達到對發射機頻譜進行控制的目的。詳述如下 下面以二次雷達全固態發射機作進一步說明，二次雷達全固態發射機原理框圖如圖I所示，發射機由四級放大器組成。本專利技術對二次雷達全固態發射機波形頻譜控制的方法可進一步概括為以下幾個方面 首先，在發射機輸入端裝有PIN開關調制器，其作用是對發射機的激勵輸入信號進行預整形。調制脈沖為TTL1，輸入射頻信號(RF IN)為脈沖信號，通過PIN開關調制器后，RFIN的前后沿均變大，頻譜特性也有較大改善。PIN開關調制器在打開和關斷瞬間有一定的延遲特性，將原本陡峭的激勵脈沖信號上升沿和下降沿變大，同時可以使遠離工作頻率的頻譜分量大大減少，從而改善發射機的激勵信號頻譜。必須使RF IN的寬度稍大于TTLl的寬度，一般RF IN信號較TTLl信號寬O. 4uS且提前本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全固態發射機脈沖調制波形的頻譜控制方法，其特征是:首先，在發射機輸入端安裝一個PIN開關調制器，以便對發射機的激勵輸入信號進行預整形，將原本陡峭的射頻脈沖前后沿整形，使上升沿和下降沿變大，同時可以使遠離工作頻率的頻譜分量大大減少，從而使發射頻譜特性有較大改善；其次，使PIN開關調制器的調制脈寬與發射輸出脈沖的寬度相等，但必須使激勵信號的脈沖寬度稍大于PIN開關的調制脈寬，同時使PIN開關調制器的調制脈沖與激勵信號之間需保持設定的時間關系；第三，在發射機射頻放大鏈第一級采用漏級調制技術，并進行嚴格的脈沖時序控制，通過調整功放模塊中儲能電容的充電時間，達到調整發射脈沖前沿的目的；通過調整功放模塊中儲能電容放電時間來改變放大器的后沿，達到進一步改善發射機頻譜的目的。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張虹，任治國，
申請(專利權)人：南京恩瑞特實業有限公司，
類型：發明
國別省市：