高碼速率微波鎖相調頻遙測發(fā)射機

一、引　　言

　　目前，再入遙測系統正朝著(zhù)更高傳輸速率的方向發(fā)展，即所要傳輸的數據容量和參數種類(lèi)在急劇增加，要求PCM信號的碼速率已增加到2 Mbit/s或更高。在國際遙測頻段，要實(shí)現2 Mbit/s PCM信號的調頻，構成調頻遙測發(fā)射機的技術(shù)方案有2種。一種方案是在晶體振蕩器上進(jìn)行調頻，然后再通過(guò)倍頻、濾波和放大鏈路來(lái)達到所需的工作頻率、功率和調制特性。該方案使用經(jīng)典電路，容易實(shí)現高碼速率信號的寬帶調頻，但其電路結構復雜，調試難度大，雜波抑制比和工作穩定性也不十分理想。另一種方案是在微波頻段進(jìn)行鎖相調頻，也就是在鎖相振蕩器中采用兩點(diǎn)注入式調頻方式實(shí)現2 Mbit/s再入遙測信號的寬帶調頻，然后將其輸出的已調微波信號通過(guò)MMIC微波功率放大器放大到所要求的輸出功率電平。它克服了第一種方案的缺點(diǎn)，可達到較好的技術(shù)性能，是工程應用中比較好的技術(shù)方案。兩點(diǎn)注入式調頻也有2種實(shí)現方式，即完全兩點(diǎn)注入式調頻方式和準兩點(diǎn)注入式調頻方式。前一種方式是將PCM信號分成兩路，一路注入到S波段壓控振蕩器，另一路注入到晶振參考源。在晶振進(jìn)行寬帶調頻，將與頻率穩定度之間有一定的矛盾，具體實(shí)現有較大技術(shù)難度，而后一種方式卻不存在這一問(wèn)題。本文研究的調頻遙測發(fā)射機將選用準兩點(diǎn)注入式調頻方式。

　　二、準兩點(diǎn)注入式鎖相調頻遙測發(fā)射機的構成

　　準兩點(diǎn)注入式微波鎖相調頻遙測發(fā)射機的框圖如圖1所示，它由鎖相調頻源和功率放大器組成。其中，鎖相調頻源是由壓控振蕩器、分頻器鏈路、晶振參考源、鑒相器、環(huán)路濾波器、輸入調整電路、積分器和輸出微帶隔離器構成。

　　在該調頻遙測發(fā)射機中，輸入的PCM信號經(jīng)過(guò)調整電路后被分成兩路，一路直接注入到S波段壓控振蕩器輸入端，使壓控振蕩器的輸出頻率隨著(zhù)調制信號線(xiàn)性變化，實(shí)現直接調頻;另一路經(jīng)過(guò)一個(gè)積分器注入到環(huán)路濾波器輸入端口后，再對壓控振蕩器進(jìn)行調相來(lái)實(shí)現間接調頻。該調頻方式就稱(chēng)為準兩點(diǎn)注入式微波分頻鎖相調頻。

　　三、準兩點(diǎn)注入式調頻特性的分析

　　圖2為準兩點(diǎn)注入式鎖相調頻電路的相位模型。圖中，為簡(jiǎn)化分析，輸入調整電路未考慮進(jìn)去，但不影響分析結果。Kv(rad/sV)是壓控振蕩器的壓控靈敏度，N為分頻器鏈路的分頻比，Kd(V/rad)是鑒相器的鑒相靈敏度，Km(1/s)為積分器的積分時(shí)間常數，F(S)是環(huán)路濾波器的傳遞函數，UΩ(S)為輸入PCM信號。

　　由相位模型可得：

　　為使調頻特性分析簡(jiǎn)便，設θi(s)=0，解方程組(1)得出UΩ(s)引起的環(huán)路總輸出相位變化：