多功能固态发射机的一体化设计
关于全固态中波发射机设计的改进
摘要:北广科技ZF-5B5KW PDM 中波广播发射机因设计上的技术缺陷,在实际播出应用中频繁损坏线路板、元器件,导致发射机不能正常工作。
本文阐述了找寻故障点和维修故障的方法,探寻故障发生的原因,在技术上对发射机设计缺陷进行改造。
关键词:全固态中波发射机设计改进发现故障北广科技生产的ZF-5B5KW PDM全固态中波发射机是安徽广播电视台农村广播1008千赫兹频率的备机。
机器面板由微机控制器控制并采用LED显示屏,显示屏界面有入射功率、反射功率、功放电压、电流、调幅度、天线零位等机器运行状态和故障原因显示,机器运行状态一目了然,能监视运行状态和快速处理故障。
此发射机采用脉宽调制,高末级使用8只调制/功率放大器,工作于丁类放大状态,经功率合成后输出,整机效率可达75%以上。
在一次例行设备维护中,我们在倒换各频率备机检查各备机工作情况是否良好时,发现1008千赫兹备机不能正常工作。
故障表现为面板故障灯(红)闪亮,机器高压正常但没有功率,拉开外门,看到所有调制、功放小盒调制输出指示灯均不亮,其他各单元均正常,查看状态量窗口显示调制推动故障,所以判断是调制推动故障封锁调制导致没有功率输出。
封锁调制即调制驱动信号被保护电路钳位到地,保持PA盒内MOS场效应管源漏极间电压为零,使RF载波功率输出下降或者为零,保护MOS场效应管的安全。
故障原因封锁调制故障可以从PA盒内局部封锁调制保护电路和智能控制系统整体封锁调制保护电路两个部分判断故障点。
PA盒内局部封锁调制保护电路一般是因MOS功放管损坏或者逻辑电平变换器、调制器电路故障引起的。
发射机智能控制系统封锁调制保护电路动作的主要原因有:RF过流、RF驱动电平异常、驻波故障、15V电源故障。
正常时RF电流采样为正弦波3V值,RF驱动电平采样为DC25V-30V,经过检查MOS功放管、RF电流采样信号、RF驱动电平监测电路、-15V电源后都未发现故障点。
在查找设计图纸后,确定故障点应该在脉宽调制器部分,线路图如图1所示。
车载式全固态发射机结构与热设计
算， 验证 了该热设计 的合理性 ， 对 于高密度 固态发 射机 结构总体 方案的设计和 工程 实践具有借 鉴意 义。 关键 词 ： 微 波功 率管 ； 末级 高功放 ； 热设 计 中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ８ ３ ； Ｔ Ｋ １ ２ ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ８ — ５ ３ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ０ ８ — ０ ５
第２ ９卷第 ５期
２ ０ １ ３年 １ ０月
电 子 机 械 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖｏ １ ． ２ ９． Ｎｏ． ５
０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
车载式全 固态发射机结构 与热设计
李雪光。 ， 李新胜
ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ａ ｒ ｅ ｉ ｆ ｘ ｅ ｄ ｓ ｉ ｄ ｅ ｂ ｙ ｓ ｉ ｄ ｅ（ ｕ ｐ ａ ｍｍ ｏ ｎ ｗ ｉ ｎ ｄ ｐ ａ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｔ ｗ ｏ ｐ ｕ ｍ ｐ ｓ
（ １ ．太 原卫 星发 射 中心 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ７ ； ２ ．中 国 电子 科技 集 团公 司第二 十 七研 究所 ， 河南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ４ ７ ）
固态雷达发射机多路电源的并联均流设计
Ｃｕ ｒ ｎ —ｈ ｒｎ ａ ａ ｌｌ ｇ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｗｅ ｕ ｐ ｉｓ ｒ ｅ ｔｓ ａ ｉ ｇ Ｐ ｒ ｌ ｉ ｓｇ ｆＰｏ ｒ Ｓ ｐ ｌ ｅｎ ｅ ｆ ｒ Ａ１ ｓ ｌ ｔ ｔ ｄ ｒ Ｔｒ ｎ ｍ ｉ ｅ ０ １ ｏ ｉ Ｓ ａ ｅ Ｒａ ａ ａ ｓ ｔ ｒ ． ｄ ｔ
各电源模 块应 具有 良好 的均流特性。文中通过 对不同并联方法的分析 比较 ， 绍了最大电流法 自动 均流控制 电路 的工作 介 原理及设 计 ， 由试验给 出均流效果 。 并
【 关键词 】 并联 ； 流 ； 均 均流母线
中图分类号 ：Ｎ ３ 、Ｎ ６ Ｔ ８４ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ
技术是实现大功率电源系统的关键 ， 也是 大功率 电源 系 统可 靠工 作 的前 提 。并 联 均 流控 制技 术 的采 用 ， 可 以使设计师根据 电源系统 的容量要求 ， 选择一定数量 的电源模块进行功率合成 以满足负载的要求 ， 方便地 实现冗余设计 ， 不仅提高了系统的可靠性 ， 而且大大减 少了电源的设计难度及工作量 ， 使电源的通用性更强。 实现大功率 电源系统可靠工作 的前提 ， 是要保证 各并联模块之间要有 良好的均流措施 。因为并联工作 的各个 电源 模 块 特 性 并 不 一 致 ， 特 性 好 （ 外 电压 调 整
率 小 ） 电源模块 ， 能 承 担 更多 的负 载 电流 ， 至 过 的 可 甚 载， 而某 些外 特性 差 的模块 运行 于轻 载 ， 甚至基 本上 空
雷达甚至达到兆瓦量级 ， 如此大的功率如果采用一个 或几个 电源供 电， 即增加 了电源设计 的难度也使系统 的可靠性降低。目前大功率电源系统的发展趋势是实
ｔ ｒ ｖ ｈ ｅ ａ ｉ ｔ ｆａｌｓ ｌ ・ｔｔ ｒ ｎ ｍｉ ｅ ． Ｆ ｒａ ｈ ｅ ｉ ｇ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ａ ａｌｌｏ ｅ ａｉｎ，ｔ ｅ Ｐ ｄ ｌ ｈ ｕ ｄ ｈ ｖ ｏ ｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ｌ ｏｉ ｓａｅ ｔ ｓ ｔ ｒ ｏ ｃ ｉ ｖｎ ｅｉ ｉ ｔ ｆ ｐ ｒ ｅ ｐ ｒｔ ｍｐ ｉ ｉ ・ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｌ ｏ ｈ Ｓ ｍｏ ｕ ｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｅ ｇ ｏ ｕ ｒ ｎ ｈ ｒ ｈ ａ ｔｒｓ ｃ ｌ ｓｉ ｅ ｎ ｖ ｌ ａｅ ｐ ａｌｌ ｇ ｍｅｈ ｄ ｏ ｄ ｃ ｒｅ ｔｓ ａ ｅ ｃ ａ ｃ ｅ ｔ ．Ｃ ａ ｓｆ ｓａ ｄ ｅ ａｕ ｔ ａ ｌ ｅ ｉ ｔ ｏ ｓ，ｐ ｅ ｅ ｔ ｈ ｐ ｒｔ ｎ ｐ ｎ ｉ ｌ ｎ ｅ ｉｎ ｏ ” ｅ ｒ ｉ ｉ ｉ ｒ ｎ ｒ ｓ ｎ ｅｏ ｅａ ｉ ｒ ｃｐ ｅａ ｄ ｄ ｓｇ ｆ ｄ ｍ・ ｔ ｏ ｉ ｏ ｒｔ ｕ ｅ ｔ ｈ ｒ ｇ ｃ ａｉ ｃ ｒ ｎ —ｓ ａ ｉ ”ｍｅｈ ｄ， ｅ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｇｖ ｎ ｃ ｎ ｔ ｏ ｔ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｒ ｉ ｅ ． ｈ ｉ ｌ ｓ
全固态中波发射机功率异态报警装置的设计与制作
全固态中波发射机功率异态报警装置的设计与制作一、设计原理该报警装置主要由功率检测电路、比较电路和报警电路组成。
当中波发射机功率超出正常范围时，功率检测电路会检测到异常信号，并通过比较电路将异常信号转化为报警信号，最终由报警电路触发报警装置。
二、电路设计1.功率检测电路设计功率检测电路可以采用电阻分压电路。
调整合适的电阻分压比例，将中波发射机的输出功率等比例分压到一个较低的电压范围内。
使用一个运算放大器将分压后的电压信号放大，并进行滤波处理，得到一个稳定且可靠的输入信号。
2.比较电路设计比较电路用于将得到的输入信号与预设的功率上下限进行比较。
根据应用需求，可以采用模拟比较电路或者数字比较电路。
采用模拟比较电路时，可以使用比较器，当输入信号超出预设的功率上下限时，比较器输出高电平信号。
采用数字比较电路时，可以使用微控制器或者可编程逻辑器件进行数字信号处理，当输入信号超出预设的功率上下限时，输出高电平信号。
3.报警电路设计报警电路用于触发报警装置，当比较电路输出高电平信号时，报警电路将会接通报警装置。
报警电路可以采用继电器电路或者可编程逻辑器件控制的开关电路。
三、制作过程1.制作功率检测电路按照设计原理，选择合适的电阻和运算放大器进行电路布线。
使用实验仪器进行电路调试与测试，确保功率检测电路能够准确检测功率信号。
2.制作比较电路根据选择的比较电路类型，选取合适的集成电路进行电路布线。
使用实验仪器进行电路调试与测试，确保比较电路能够准确比较并输出比较结果。
3.制作报警电路根据选择的报警电路类型，选取合适的电器元件进行电路布线。
使用实验仪器进行电路调试与测试，确保报警电路能够准确触发报警装置。
4.整体调试与测试将制作好的功率检测电路、比较电路和报警电路按照设计要求进行连接。
使用实验仪器进行整体调试与测试，确保整个报警装置正常工作。
调整功率上下限和报警装置的触发条件，使其符合实际应用需求。
五、安全措施在制作和调试过程中，需要注意安全问题。
多模块x波段固态发射机大功率混合合成电路的制作方法
多模块x波段固态发射机大功率混合合成电路的制作方法
多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路的制作方法一般需要以下步骤：
确定电路设计方案：根据要求设计电路，包括各个模块的参数和电路连接方式等。
制作PCB板：根据电路设计方案，绘制PCB板的布局图，并通过CAD等软件制作PCB板的原理图和PCB板，制作出电路的PCB板。
制作射频元器件：制作包括功率放大器、混频器等射频元器件。
进行射频调试：安装好射频元器件，并进行线路连接，利用测试仪器对射频信号进行调试和测试。
制作功率分配器：根据设计方案制作功率分配器，并对其进行调试和测试。
进行电路集成：将各个模块的电路集成到一起，并连接功率分配器。
进行整机测试：对整机进行测试，检查其性能是否符合要求。
需要注意的是，制作多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路需要较高的技术水平和专业知识，对于非专业人员而言难以完成。
因此，一般需要由专业的电路设计师或电子工程师进行制作。
DAM全固态数字中波发射机的特点和组成
DAM全固态数字中波发射机的特点和组成一、DAM全固态数字中波发射机的特点（一）集成化：全固态发射机采用了半导体器件，较传统电子管发射机可靠性提高了4-5倍。
发射机的各个功能由相应的功能板完成，射频部分由频率合成器、缓冲放大板、预推动放大板、推动级放大板和末级功率合成器几部分组成。
10KW发射机末级由48块功率放大板并联组成，利用功率合成技术，既可以提高输出功率，又可以在某个功放单元出故障的情况下，保证不间断播出。
音频部分由音频处理板、模拟输入板、模数（D/A）转换板和调制编码板几部分组成。
控制和显示部分也是采用模块化的功能板，具备完善的保护功能，当检测出故障存在时，根据故障种类做出相应的保护动作（停机、降功率等），同时利用发光二极管或LCD屏显示故障状态。
（二）高效率：与电子管发射机相比，全固态发射机的效率有明显提高，因为不存在阴极，帘栅极等额外的功率消耗，省去了板调所特有的调制变压器、调制扼流圈等大型部件，在设计上采用高效率电路，使全固态发射机效率得到提高。
（三）高质量：采用数字调制方式代替旧的板极调制，场效应管工作在开关状态，热损耗小，振幅直线特性好，由于没有调幅变压器，在整个音频频带内可以获得稳定的甲级电声指标。
（四）数字化：DAM数字调幅发射机的调制部分采用了数码调制技术，但发射出去的信号还是模拟信号，仍属模拟广播的范畴。
二、DAM全固态数字中波发射机的组成全固态数字调制中波发射机由射频系统、音频系统、电源系统和控制显示系统组成。
如图7.2.1为数字调制中波广播发射机原理框图。
数字调制中波发射机的工作原理原理论述以762厂AM103S5-Ⅱ型数字调制中波发射机原理为参考标准。
一、射频（RF）系统如图7.2.2为射频信号流程框图。
射频系统包括振荡器（射频激励器A17）、缓冲放大器（A16）、前置放大器（1个RF放大器A40）、射频推动级（3块RF放大器A41～43）、推动合成器（A14）、推动电源调整板（A22）、射频分配器（A15）、射频功率放大器（48个RF放大器A44～A91）、功率合成器（A18～A20）、带通滤波器和匹配网络、射频输出取样板（A26）、射频输出监测板（A27）等。
浅析全固态中波发射机天调网络的工作原理及应用创新
832023年5月下 第10期 总第406期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0 引言随着科学技术的进步，中波广播技术已在全球的广播行业中得到普遍运用，而中波广播技术所采用的硬件设备基本上是全固态中波发射机。
可以说，全固态中波发射机的发明与应用是中波发射技术实现重大进步的里程碑。
相对于传统的中波发射机，全固态中波发射机具有运维成本低、工作效率高、能耗低且性能优、安全可靠、绿色环保等诸多优势，能够保障中波广播发射系统更为稳健、持续、有效的运营。
但是，全固态中波发射机也有其自身的局限性，主要体现在该设备采用的是MOSFET 管（即金属—氧化物半导体场效应晶体管），该晶体管不仅耐压性较低，而且抗干扰性能差，会在运行过程中影响全固态中波发射机天调网络的工作性能，从而造成一定的风险隐患[1]。
因此，如何能够最大程度上消除这些风险隐患，保障全固态中波发射机天调网络持续稳健、安全有效地运营是当前研究领域迫切需要解决的难题。
而本文的最终宗旨就是促使全固态中波发射机与天调网络能够更好地协调应用，达到效用最大化。
1 全固态中波发射机天调网络的定义及工作原理1.1全固态中波发射机天调网络的功能界定全固态中波发射机是一种技术含量较高的发射技术。
而天调网络则是一种网络系统，作用于发射机的发射天线输入端和输出馈线。
天调网络通过调整运行参数可以使线输入端和输出馈线之间的阻抗更加匹配，同时起到补偿发射天线电抗的目的，最终使得全固态中波发射机能够安全、稳健、高效地工作。
综上，保障全固态中波发射机稳健运营的前提就是确保天调网络处于一个持续稳定、可靠的工作状态，而且天调网络具备防雷、防干扰性，保持一个较好的频率特性，即损耗要小于0.5dB、驻波必须小于1.1。
由此可见，所谓全固态中波发射机天调网络，就是连接发射机发射天线输入端与输出馈线之间的一种高性能网络，实际上就是“一种信号接收状况良好的设备”。
10kW全固态短波机整机设计及安全性分析
数字传媒研究·Researchon Digital Media10kW 全固态短波机整机设计及安全性分析作者简介：唐贵斌内蒙古自治区新闻出版广电局海拉尔548台高级工程师唐贵斌内蒙古自治区新闻出版广电局海拉尔548台内蒙古呼伦贝尔市021008【摘要】本文围绕10kW 全固态短波发射机整机的性能和结构，分别介绍了发射机四个主要部分射频链路、供电链路、控制链路及冷却部分的工作原理。
对发射机的一些关键性技术进行了简要介绍，同时例举说明发射机的一些安全性风险种类，并制定相应防范措施。
最后例举说明常见的故障处理方法。
【关键词】短波发射机AM 广播覆盖设计准则安全性【中图分类号】TN948.53【文献标识码】B【文章编号】2096-0751（2021）01-0007-05短波的主要传播途径是天波，载波频率在2.3-26.1MHz 频段（HF ）的广播，称为短波广播（SW ）。
电离层最高可反射40MHz 的频率，最低可反射1.5MHz 的频率。
由北京北广科技公司生产的10kW 全固态短波发射机充分利用了现阶段广播设备新技术，主要用于AM 广播覆盖。
如图一，10kW 短波发射机方框图，它的组成主要由1个激励器、1个前置放大器、16个750W 功率放大器、5个四分配器、5个四合成器、1个滤波器、4个开关电源和1个控制单元组成。
10kW 全固态短波发射机结构上设计采用3个19＂标准机柜，单个机柜尺寸为606mm ×1840mm×900mm （宽×高×深）。
每个机柜内功放单元插件全部标准化设计，可互换；每个功放单元内采用4只AMPLEON 公司LDMOS 器件BLF189XR，器件自身具有优越的抗高驻波比性能，可承受高驻波，抗毁性能更强，该设备在标准化、29维修性、散热、报警、联锁保护等方面进行了针对性的改进设计。
110kW短波发射机整体设计1.1系统组成10kW短波发射机主要由1个激励器、1个前级功放、16个750W功率放大器、5个四分配器、5个四合成器、1个滤波器、4个开关电源和1个控制单元组成。
短波波段高功率固态发射机的设计分析
射机 ，其可 以调节射频通道 的前级衰减器进而 降低发射机 的输 出功率 ，因此短波 固态发射机
其 需 要 有 电控 衰 减 器 部 件 的 组 成 。 （ ３ ） 由 于 短 波 固 态 发 射 机 的 固 态 功 放 以 及 输 出 合 成 器 必 须 是 宽 带 部 件 ， 因 此 对 于 ６ ＭＨｚ ． ３ ０ ＭＨｚ的 宽 带 ， 中 低 端 频 率 射 频 信 号
的组合数量以及合成器，一般在考虑输 出滤波 器以及合成损耗的因素后，我们可 以初步选择
１ ６个 末 级 ９ ０ ０ Ｗ 的 功放组件 来合 成 。由于 １ ６ 个末 级 ９ ０ ０ Ｗ 的 功 放 组 件 体 积 空 间 加 大 ， 因
发者提供一些参考。
此我们 采用 ２ ＊ ８的方 式设计 ，即将 ｌ ６个 末级 ９ ０ ０ Ｗ 的功放 组件平均 分配给两个机 柜当 中，
带 推 挽 功 放 电路 。该 方 案 的确 定 是 因为 对 于 高 功 率 固态 发 射 机 其 是 利 用 多路 末 级 功放 合 成 为 高 功 率 的 ， 因此 为 了 能够 更 为提 高 可 靠 性 ，我
短 波波段 高功 率 固态发射 机 因其 独特 的特 点在 现代 通信技 术 中被 得 到 重点应 用。该 文所 涉及 的发 射 机是 一种 基 于短 波波段 、高输 出功率 、超宽 频带 以及低 杂散 辐 射分 量和效率较 高的 固态发射机 ， 主要 阐述设 计思 路及 原理 ，并加 入 了一些技 术 参数和 设计 选型 ， 通 过对 短 波 固态发射机 主要 组 成 单 元 与技 术参数 以及 短波 高功 率 固态发 射机 的设 计构 想做 简单 阐
DAM全固态中波广播发射机的关键技术及新技术动态
DAM全固态中波广播发射机的关键技术及新技术动态摘要：DAM全固态中波广播发射机是国内广播行业的技术新高地，其采用全固态技术、智能化技术，具有结构紧凑、体积小、效率高、频带宽的优点，并且在实际使用过程中，具有故障检测灵敏可靠、数字化智能化程度高及自动化程度高等优点。
本文对 DAM全固态中波广播发射机的关键技术及新技术动态进行了分析和研究，希望能为 DAM全固态中波广播发射机的推广与应用提供参考。
关键词：DAM全固态中波广播发射机；关键技术；新技术动态DAM全固态中波广播发射机是当前国内广播行业的技术新高地，其采用全固态技术，并由智能化程度高、运行效率高、工作稳定的数字化控制系统进行控制，具有结构紧凑、体积小、效率高及频带宽的优点。
同时，在实际使用过程中，其具有故障检测灵敏可靠、数字化智能化程度高及自动化程度高的优点。
因此，在实际使用过程中，应进一步加大对 DAM全固态中波广播发射机关键技术及新技术动态的研究力度。
一、采用全固态技术DAM全固态中波广播发射机采用全固态技术，该技术是当前国际上先进的一种高可靠性、高效率的技术。
它是一种用固态电子开关器件取代传统的晶体管，在高压开关状态下实现高压电流输出、在低压状态下实现低压电流输出的新一代高压固态中波广播发射机。
该技术的主要优势有：一是全固态发射机结构紧凑，体积小，重量轻；二是发射功率高，效率高；三是频带宽，可在5 MHz~500 MHz范围内进行连续调谐。
该技术可以在不改变原来设备架构的前提下，通过集成化设计、自动化控制设计等手段，实现发射机的高可靠性和可维护性。
二、数字化智能化技术数字化智能化技术是 DAM全固态中波广播发射机的核心技术，其具有智能监测、智能保护等功能，并能根据检测到的各种故障信号自动切换设备。
在实际工作中， DAM全固态中波广播发射机具有智能化监测功能，可以对发射机运行过程中的各项数据进行采集，并对数据进行分析和处理，同时还可以根据实际情况来调整设备的运行参数和操作程序。
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理想状态下和考虑幅度相位误差后的天线发射副 瓣电平如图 5所示 ,几个天线阵的发射副瓣电平是有 一定差别的 。考虑 10%幅度误差和 10%相位误差后 的仿真统计结果比理想条件下的结果恶化约 7 dB。 天线阵典型的方位主平面发射波瓣如图 6 所示 ,副瓣 仿真电平约 - 20. 4 dB。另外 ,发射阶梯量化加权方案 的统计结果与渐变加权方案的统计结果差别很小 。综 合考虑 ,可以说发射阶梯量化加权是一个不错的选择 。
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瓣的性能要求依然很高 。
图 3 发射机基本构成简要框图
2. 2 发射机多功能原理 发射机的多种功能主要是在各发射组件里实现
的 ,发射组件是多功能固态发射机的关键组成部分 。 由于设备平台对本发射机的体积 、重量 、功率 、散热等 具有严格要求 ,所以要遵循标准化 、模块化 、集成化的 设计原则 [ 3 ] 。发射通道的典型结构如图 4所示 。
0 引 言
随着人们对安装在有限空间内的电子设备的功能 需求越来越多 ,不论是车载 、船载还是飞行器载 ,电子 设备的综合一体化设计越来越受到重视 。通过一体化 设计 ,完成相同功能数量的电子设备的体积 、重量等都 会大幅度降低 ,各功能的操控也会更加简便 。
1 一体化设计
1. 1 发射机多功能要求 根据电子系统任务需求 ,本文介绍的发射机需要
第 32卷 第 2期 2010年 2月
现 代 雷 达
Modern Radar
Vol. 32 No. Feb. 2010
2
·收 /发技术 ·
中图分类号 : TN834
文献标识码 : A
文章编号 : 1004 - 7859 (2010) 02 - 0087 - 04
发射机要具有二次雷达的功能 ,可以按照民用飞 行器国际标准发射通用信号 ,触发民用飞行器的应答 设备做出响应 ,对民用飞行器进行个体辨别 。在这种 模式下 ,发射机输出功率可加大至最高级别 ,尽可能多 地收集附近空域内民用飞行器的分布信息 ,此时天线 的发射副瓣仍可维持在较低的水平 。
发射机要具有通信功能 ,在任务时间的间隙传送 数字通信信号 。如今 ,大规模行动越来越强调多个系 统的协同工作 ,因此信息共享和数据融合就显得越发 重要 。各探测设备都要将探测信息经过必要的实时处 理 ,及时回传给指挥中心 ;指挥中心对各种信息进行分 析 、处理 ,然后将有用信息发送给包含探测设备在内的 需求者 。 1. 2 发射低副瓣的可选方案
图 7 脉冲功放扫频测试原理框图
经过各相关专业的密切协作 ,分别对发射幅度进 行了四阶 、五阶 、六阶阶梯量化加权的计算机仿真与对 比 ,对处在各输出功率台阶上的多种功放组件进行了 详细的功率控制实验研究 ,摸清了保持射频检波包络 和射频频谱良好的功放组件的可用工作范围 ,最终确 定了五阶量化加权的方案 。本方案对询问机和二次雷 达实现捷变频 、提高系统可靠性 、降低批生产难度 、提 高组件互换性和系统维护方便性等都很有意义 。
图 4 T/R组件发射通道原理框图
来自驱动功放的射频脉冲信号首先送入 T /R 组 件发射通道的数字移相器 ,通过控制射频信号的相移 来实现天线波束扫描 ,收发共用 。移相后的信号送入 T /R开关 ,按照一定的时序进行发射和接收通道的转 换 。在发射时段 ,功率放大器把 T /R 开关送来的信号 进行放大 ,然后送入电控衰减器 。此电控衰减器可以 承受比较大的功率 ,根据雷达作用距离的需要来控制 本发射功放组件的输出功率 。输出功率经过收发共用 的环行器送入输出转换开关 ,将发射功率时分复用送 到多个天线阵 ,实现覆盖 360°的全空域监视 。数控功 放电源的作用是将系统提供的单一品种的电源转换成 发射功放组件需要的多个品种电源 ,并用数字信号对 功放电压进行调整 。所有这些器件的工作都由控制电 路根据系统任务的不同模式来统一控制 ,实现波束指 向 、收发转换 ,高低功率转换 ,幅度加权控制 、宽窄脉冲 转换等功能的组合协同工作 。
通信作者 :周斌 Ema il: bean_sss@ ina. com 收稿日期 : 2009210212 修订日期 : 2010201220
性 ,实现定向识别 ,天线发射波瓣的指向性要很好 ,发 射副瓣要处于很低的电平 ;并且发射机输出功率可控 , 对远距离的目标飞行器发射大功率信号 ,对近距离的 目标飞行器发射小功率信号 ,使发射信号限定在一定 的有效范围内 。
多功能固态发射机的一体化设计
周 斌 ,王卫华 ,郑 新
(南京电子技术研究所 , 南京 210039)
摘要 :介绍了一种多功能固态发射机 ,讨论了固态发射机的多种功能要求 ,发射机的不同方案 ,发射组件的组成 、工作原理 以及发射机的技术难点等 。有源相控阵雷达天线的发射低副瓣是该发射机的显著特点 ;采用分布式发射组件的幅度加权 技术可以实现发射低副瓣 。为了融合发射机的多种功能 ,重点讨论了一体化发射机研制过程中需要解决的一系列工程技 术问题 。最后给出了比较满意的实验结果 。 关键词 :多功能发射机 ; 低副瓣 ;询问机 ;二次雷达 ;一体化设计
·收 /发技术 ·
周 斌 ,等 :多功能固态发射机的一体化设计
2010, 32 (2)
整各功放的输出功率 ,保持各输出功率的原有比例关 系 。实践证明这种方案是可行的 ,但系统校准和迭代 过程比较繁琐 ,跳频工作时系统状态重新预置需要占 用一定的系统时间 ,控制实时性和简便性不是很理想 。 另外要批量完成上述高性能的发射功放 ,生产线的调 试周期也较长 ,功放的互换性也不是很理想 。
于是我们也尝试了阶梯量化加权方案 。与以往相 控阵雷达发射机的阶梯量化加权设计方法不同 ,本发 射机不是根据生产商已有的微波功率晶体管系列中自 然形成的功率量级台阶来排布发射单元 ,而必须根据 理论和计算机仿真上推算出来的理想锥度曲线来确定 各发射功放组件的输出功率 ,才可能达到本系统所需 的天线发射低副瓣要求 。其根本原因是排布发射功放 组件的空间受到了严格的限制 。
具备多种设备功能 [ 1 ] ,现就主要技术介绍如下 。 系统要求本发射机是一个幅度加权的有源相控阵
发射机 ,目的是为了降低天线发射副瓣 。同时 ,发射机 要能在较宽的频带范围内跳频工作 ,防止被干扰 。
发射机要具有询问机的功能 ,可以向目标飞行器 发射含有约定密码的射频信号 ,并根据目标飞行器的 返回信息进行身份识别 。在这种模式下 ,为加强保密
Abstract: A multifunctional solid2state transm itter is introduced in this paper. A few issues are discussed, including multifunction2 al requirements of the solid2state transm itter, different transm itter schemes, composition and p rincip le of the solid2state transm itter modules, and key technical difficulties of the transm itter. Transm itting low sidelobe of active phased array radar antenna is a nota2 ble feature of the transm itter. Transm itting low sidelobe can be realized by using distributed, amp litude weighted transm itter mod2 ules. In order to integrate the functions, a series of engineering p roblem s that should be solved in the p rocess of the transm itter de2 velopment are discussed in detail. Satisfying experimental results are given in the end. Key words: multifunctional transm itter; low sidelobe; IFF ( Identification, Friend or Foe) ; secondary radar; integrated design
边的阻抗偏差方向可能有所不一致 ,这常常也会带来 发射通道总指标达不到实现天线发射低副瓣的高要 求 。我们采用发射通道分散与集中相结合进行特殊统 调的方法才予以解决 。
图 6 天线发射波瓣图
前面提到 ,普通发射功放的幅频特性是不太平坦 的 ,一般控制在 1 dB 左右 。由于系统对本发射机的低 副瓣指标要求比较高 ,因此对功放的幅频特性指标也 远比一般雷达的要求高 [ 4 ] 。除了在设计方面采取一 定的措施以外 ,在射频功率幅频特性测试和调试上也 使用了新的脉冲功放扫频测试方法 。脉冲功放扫频测 试系统的原理框图如图 7所示 。
3 多功能发射机的关键技术
3. 1 发射低副瓣方案比较 在发射幅度渐变加权方案中 ,需要各发射功放组
件在较宽频带内都具有比较大的输出功率可调节范 围 ,并且在比较大的工作范围内 ,射频输出检波包络和 信号频谱都要同时保持良好 。在发射频率改变时 ,由 于功放固有的幅频特性的不一致性 ,需要同时重新调
In tegra ted D esign of M ultifunctiona l Solid2sta te Tran sm itter