高碼速率微波鎖相調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)

一、引　　言

　　目前，再入遙測(cè)系統(tǒng)正朝著更高傳輸速率的方向發(fā)展，即所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量和參數(shù)種類在急劇增加，要求PCM信號(hào)的碼速率已增加到2 Mbit/s或更高。在國際遙測(cè)頻段，要實(shí)現(xiàn)2 Mbit/s PCM信號(hào)的調(diào)頻，構(gòu)成調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)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(diào)頻，然后再通過倍頻、濾波和放大鏈路來達(dá)到所需的工作頻率、功率和調(diào)制特性。該方案使用經(jīng)典電路，容易實(shí)現(xiàn)高碼速率信號(hào)的寬帶調(diào)頻，但其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試難度大，雜波抑制比和工作穩(wěn)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(diào)頻，也就是在鎖相振蕩器中采用兩點(diǎn)注入式調(diào)頻方式實(shí)現(xiàn)2 Mbit/s再入遙測(cè)信號(hào)的寬帶調(diào)頻，然后將其輸出的已調(diào)微波信號(hào)通過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(dá)到較好的技術(shù)性能，是工程應(yīng)用中比較好的技術(shù)方案。兩點(diǎn)注入式調(diào)頻也有2種實(shí)現(xiàn)方式，即完全兩點(diǎn)注入式調(diào)頻方式和準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式調(diào)頻方式。前一種方式是將PCM信號(hào)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(diào)頻，將與頻率穩(wěn)定度之間有一定的矛盾，具體實(shí)現(xiàn)有較大技術(shù)難度，而后一種方式卻不存在這一問題。本文研究的調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)將選用準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式調(diào)頻方式。

　　二、準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式鎖相調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)的構(gòu)成

　　準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式微波鎖相調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)的框圖如圖1所示，它由鎖相調(diào)頻源和功率放大器組成。其中，鎖相調(diào)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(diào)整電路、積分器和輸出微帶隔離器構(gòu)成。

　　在該調(diào)頻遙測(cè)發(fā)射機(jī)中，輸入的PCM信號(hào)經(jīng)過調(diào)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調(diào)制信號(hào)線性變化，實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻;另一路經(jīng)過一個(gè)積分器注入到環(huán)路濾波器輸入端口后，再對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)相來實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻。該調(diào)頻方式就稱為準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式微波分頻鎖相調(diào)頻。

　　三、準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式調(diào)頻特性的分析

　　圖2為準(zhǔn)兩點(diǎn)注入式鎖相調(diào)頻電路的相位模型。圖中，為簡(jiǎn)化分析，輸入調(diào)整電路未考慮進(jìn)去，但不影響分析結(jié)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(shù)，F(xiàn)(S)是環(huán)路濾波器的傳遞函數(shù)，UΩ(S)為輸入PCM信號(hào)。

　　由相位模型可得：

　　為使調(diào)頻特性分析簡(jiǎn)便，設(shè)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：