專利名稱：一種調頻遙測發射機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于遙測技術領域，特別涉及一種調頻遙測發射機。
背景技術：
遙測是將一定距離外被測對象的參數，經過感受、采集、通過傳輸媒介送到接收地點并進行解調、記錄、處理的一種測量過程。完成遙測功能的設備組合稱為遙測系統，它是導彈與運載火箭系統中不可缺少的重要組成部分。調頻遙測發射機是遙測系統中的關鍵部分，它主要是對PCM數據流進行FM調制和功率放大，其作用是將導彈與運載火箭系統中的遙測信息以高頻電磁波形式輻射到空間。在國際遙測頻段(S波段)，PCM/FM遙測系統由于兼具了 PCM調制技術和FM機制的抗干擾性強、失真小、傳輸特性穩定、發射機效率高等特點而得到了長足的發展。S波段PCM/FM遙測發射機作為彈上遙測系統的關鍵部分也獲得了良好的發展。最初的PCM發射機采用晶振調頻、多次倍頻和放大的技術方案，由于其結構復雜、調試困難、頻率穩定度低、體積大等缺點，該方案已逐漸被淘汰。
實用新型內容技術解決問題本實用新型針對現有調頻遙測發射機存在的技術不足，提供了一種調頻遙測發射機，是一種電路結構簡單、調試容易且性能滿足遙測系統要求的調頻方案。技術解決方案一種調頻遙測發射機，由調前電路、參考源、頻率合成器、環路濾波器、VC0、功率放大器、隔離器和腔體濾波器構成。所述調前電路將根據輸入的PCM信號所產生的輸出信號直接輸出到VCO中；所述VCO利用輸入的頻率信號將調前電路的輸出信號轉化為調頻信號后輸出到功率放大器；由VCO輸出的調頻信號經功率放大器、隔離器和腔體濾波器后輸出。其中，所述的頻率信號由頻率合成器、環路濾波器和VCO構成的鎖相環路產生；所述VCO采用MMIC集成雙調諧雙輸出電路形式，其中壓控靈敏度較高的粗調端參與鎖相，壓控靈敏度較低的細調端用于調頻。所述鎖相環路的濾波帶寬為300Hz。本實用新型與現有技術相比的優點在于本實用新型的寬帶調頻遙測發射機選用直接鎖相調頻方式。在該調頻遙測發射機中，輸入的PCM信號經過調前電路后直接注入到S波段壓控振蕩器的輸入端，使壓控振蕩器的輸出頻率隨著調制信號線性變化，實現直接調頻，該發射機的特點是(I)利用由頻率合成器、環路濾波器和VCO構成的鎖相環路的調制跟蹤特性，具有高頻率穩定度、高頻譜純度、寄生雜散小和相位噪聲低等優點。輸出頻率穩定度在要求的溫度范圍內與參考晶振的頻率穩定度相同。(2)頻率合成器在鎖定或快捕狀態時都工作在線性范圍，調制過程產生的非線性 失真可以認為與環路無關，而取決于VCO調制變容管的調制線性，并可加入直流偏置，因此非線性失真小。(3)壓控振蕩器(VCO)采用MMIC集成雙調諧雙輸出電路形式。用壓控靈敏度較高的粗調端參與鎖相，壓控靈敏度較低的細調端用于調頻。這樣既可以有足夠寬的捕捉帶保證環路不失鎖，又可以實現高碼速率調制頻偏的要求。[0015](4)通過對信號眼圖、非同期信號輸入的調頻頻偏對比，及環路穩定性考慮，選定了鎖相環路的環路帶寬為300Hz，既能滿足遙測發射機眼圖清晰、非固定周期調制信號的調頻頻偏穩定，又能保證載波鎖定穩定有一定的裕度，信號頻譜對稱。
圖I為寬帶調頻遙測發射機組成框圖；圖2可寬帶調頻遙測發射機的調前電路圖；圖3為寬帶調頻遙測發射機的環路濾波器電路圖；圖4為寬帶調頻遙測發射機的VCO輸出隔離電路圖。
具體實施方式
下面就結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行介紹。本實用新型如圖I所示，它由調前電路、參考源、頻率合成器、環路濾波器、VCO(Voltage Control Oscillator,壓控振蕩器)、功率放大器、隔離器和腔體濾波器構成。在該調頻遙測發射機中，輸入的PCM信號經過調前電路后直接注入到S波段壓控振蕩器輸入端，使壓控振蕩器的輸出頻率隨著調制信號線性變化，實現了在遙測頻段，對4Mbps PCM信號的直接調頻。下面就針對寬帶調頻遙測發射機中的關鍵部分進行詳細說明I.調前電路主要用于對調制碼的電氣隔離和幅度進行整形，調前電路的基本形式如圖2所示。采用光電耦合器對RS422差分電平進行隔離接收。幅度調整是使接收信號的頻偏符合指標要求。其調整大小要依據VCO的調諧靈敏度和調頻頻偏而定。幅度調整電路采用電阻分壓的方式，使用阻值精度為± I %，額定環境溫度為+70°C的電阻，經分壓后的輸出電壓誤差小于2. 5%，完全能夠滿足調制指數對調制信號幅度精度的要求從而確保了系統調制指數為0. 7±0. I。另由于VCO的調頻端是正調諧特性，在壓控振蕩器的調頻端加入約I. 5V的直接偏置，使調制碼在低電平時也能達到要求的調頻頻偏。2.環路濾波器電路環路濾波器電路如圖3所示，要實現環路的最佳設計關鍵在于環路濾波器電路的設計，它對于環路帶寬，捕捉時間和瞬態響應，以及環路穩定性都有直接關系。鎖相環的環路帶寬與抑制緩慢變化直流的能力有直接關系，環路帶寬越寬抑制能力越差，環路鎖定時間短，穩定性好；環路帶寬越窄抑制能力越強，但是環路鎖定時間長，環路穩定性會下降，并可能造成環路失鎖。因此在設計時，只能在環路帶寬和穩定性之間進行平衡，通過對信號眼圖、非同期信號輸入的調頻頻偏對比，及環路穩定性考慮，選定環路帶寬300Hz，既能滿足遙測發射機初樣眼圖明顯清晰、非固定周期調制信號的調頻頻偏穩定，又能保證載波鎖定穩定有一定的裕度，信號頻譜對稱。3. VCO輸出隔離電路壓控振蕩器是影響調頻特性的關鍵器件之一，為使鎖相和調頻相互獨立，不互相影響，保證調頻具有較好調頻線性，同時減少生產調試中的困難，采用MMIC集成雙調諧雙輸出電路形式。用壓控靈敏度極高的粗調端參與鎖相，壓控靈敏度較低的細調端用于調頻。這樣既可以有足夠寬的捕捉帶保證環路不失鎖，又可以實現調頻頻偏的要求。為了避免功率放大器進入飽和放大狀態，所以在壓控振蕩器的輸出端口接一個n型衰減器，通過n型衰減器來調整功率放大器的輸入功率，使其滿足功率要求。為了減小壓控振蕩器的負載頻率牽引，輸出端加隔離器，以提高對負載的隔離度(如圖4所示)。4.功率放大電路調 頻遙測發射機中的微波功率放大器采用MMIC功放模塊，它由激勵級、功率放大級和直流供電電路組成，輸入和輸出均為微帶形式。為了消除功率放大器的自激和獲得好的輸入、輸出匹配，在功率放大器輸入輸出端分別采用了微帶隔離器，微帶隔離器的反向隔離度大于25dB。另外輸出端隔離器還有一個作用，就是解決遙測發射機輸出端在開路、短路意外情況下，不損壞功放，在端口恢復正常后還能正常輸出。為了抑制壓控振蕩器、功率放大器的二次諧波和系統整機的雜散，以保證發射機在工作狀態下不干擾其他設備的正常工作，因此，在輸出端口加入一個窄帶的腔體濾波器。本實用新型未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權利要求1.一種調頻遙測發射機，由調前電路、參考源、頻率合成器、環路濾波器、VCO、功率放大器、隔離器和腔體濾波器構成，其特征在于所述調前電路將根據輸入的PCM信號所產生的輸出信號直接輸出到VCO中；所述VCO利用輸入的頻率信號將調前電路的輸出信號轉化為調頻信號后輸出到功率放大器；由VCO輸出的調頻信號經功率放大器、隔離器和腔體濾波器后輸出； 其中，所述的頻率信號由頻率合成器、環路濾波器和VCO構成的鎖相環路產生。
2.根據權利要求I所述的ー種調頻遙測發射機，其特征在于所述VCO采用MMIC集成雙調諧雙輸出電路形式，其中壓控靈敏度較高的粗調端參與鎖相，壓控靈敏度較低的細調端用于調頻。
3.根據權利要求I所述的ー種調頻遙測發射機，其特征在于所述鎖相環路的濾波帶寬為300Hz。
專利摘要本實用新型公開了一種調頻遙測發射機，由調前電路、參考源、頻率合成器、環路濾波器、VCO、功率放大器、隔離器和腔體濾波器構成。所述調前電路將根據輸入的PCM信號所產生的輸出信號直接輸出到VCO中；所述VCO利用輸入的頻率信號將調前電路的輸出信號轉化為調頻信號后輸出到功率放大器；由VCO輸出的調頻信號經功率放大器、隔離器和腔體濾波器后輸出。是一種電路結構簡單、調試容易且性能滿足遙測系統要求的調頻方案。
文檔編號H04B1/04GK202406104SQ201120466419
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者余勇軍 申請人:北京振興計量測試研究所