一種新型寬脈沖調(diào)制器的實現(xiàn)

摘要：本文介紹一種寬脈沖調(diào)制器的工作原理和設計方法，可廣泛用于行波管發(fā)射機。實驗證明，該調(diào)制器的設計是可行的經(jīng)驗證，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵調(diào)：行波管；發(fā)射機；脈沖調(diào)制器

脈沖調(diào)制器是脈沖雷達發(fā)射機的重要組成部分，它產(chǎn)生一定寬度和重復頻率的脈沖去驅(qū)動行波管柵極，用來控制行波管的工作，以產(chǎn)生大功率射頻脈沖，經(jīng)饋線和收發(fā)開關(guān)由天線輻射到空間。但隨著雷達技術(shù)的發(fā)展，要求發(fā)射機應該具有多脈沖工作模式，此時需要設計一種新型脈沖調(diào)制器，能夠滿足高重頻、大工作比、大脈寬等多樣化的復雜脈沖工作方式。本文設計的脈沖調(diào)制器能輸出大工作比、高重頻及脈沖寬度都很大的調(diào)制脈沖，可以廣泛應用在多種型號的雷達發(fā)射機中。

脈沖調(diào)測器的特點

該調(diào)制器與普通的調(diào)制器相比，具有如下特點。

輸出脈沖寬度范圍大。最大可以到幾百毫秒。由于無須直接進行寬脈沖傳輸，只需前后沿脈沖或子脈沖(均為窄脈沖)進行隔離傳輸即可，因而同一脈沖隔離變壓器即可進行多種寬度的傳輸，同時也有利于脈沖隔離變壓器的制作。采用光纖進行高低電位隔離，可以很好解決高低電位隔離的干擾問題。具有高重頻、大工作比的特性。脈沖前后沿可以做到納秒級。

脈沖調(diào)制器的原理

調(diào)制器的工作原理如圖1所示。定時脈沖有雷達定時器給出，經(jīng)光纖發(fā)射/接收模塊將定時脈沖傳輸?shù)礁唠娢簧?，然后進行開啟脈沖和截尾脈沖的調(diào)制，形成開啟脈沖串和截尾為脈沖串，再進行合成驅(qū)動脈沖變壓器，在脈沖變壓器的次級進行開脈沖和截尾脈沖的解調(diào)，最后驅(qū)動開關(guān)管生成柵極脈沖，該調(diào)制器的各點測試波形如圖2所示。在無觸發(fā)脈沖信號時，電路始終產(chǎn)生截尾調(diào)制脈沖串，可使開啟管可靠截止、截尾管可靠導通，同時在負偏置電源Eg與柵極之間接一合適的導通電阻，確保行波管柵極一直接通負偏置電源Eg，從而保證行波管本身的安全。

脈沖調(diào)制器設計方案

高低電位隔離

由于高壓隔離脈沖變壓器不能很好解決高低電位的隔離干擾問題，同時進行多脈沖寬度傳輸時很難兼顧各種詠寬，致使高電位接收的脈沖波形很差。因此本調(diào)制器采用光纖進行高低壓隔離，同時對定時脈沖進行傳輸。既解決了高低電壓隔離相互干擾的問題，同時也保證了多脈沖寬度傳輸過程中定時脈沖前后沿的指標質(zhì)量。

脈沖調(diào)制電路的設計

該脈沖調(diào)制器的關(guān)鍵是要產(chǎn)生周期遠小于定時脈沖的脈沖串，并且該脈沖串的第一個脈沖前沿要與定時脈沖同步，最簡單的就是采用雙單穩(wěn)態(tài)電路(如S4LSl23或CD4098B)產(chǎn)生所需要的開啟脈沖串、截尾脈沖串。只需將定時脈沖送到電路使能端，同時將脈沖信號接到所需的沿觸發(fā)端子即可得到相應的開啟、截尾脈沖串。原理圖如圖3、4所示，其中圖中R、C可調(diào)整脈沖串內(nèi)子脈沖的周期。調(diào)制后的開啟、截尾脈沖串不可直接驅(qū)動信號傳輸變壓器進行脈沖合成，必須經(jīng)過全橋驅(qū)動電路和放大電路對調(diào)制后的信號進行合成驅(qū)動放大，然后再去驅(qū)動變壓器，以保證變壓器次級信號經(jīng)波形還原電路后有足夠高的電壓幅度。

脈沖解調(diào)電路的設計

脈沖的解調(diào)電路如圖s所示。解調(diào)后的開啟脈沖和截尾脈沖完全互補，如圖5A、B所示波形。利用開關(guān)管結(jié)電容充放電組成檢波電路。通過適當改變子脈沖的頻率，可使得開關(guān)管的控制波形比較理想，從而有效保證輸出柵極脈沖的性能。

脈沖調(diào)制器的保護

由于調(diào)制器是浮動在陰極高壓上，

當行波管打火時，容易在陰柵之間形成尖峰電壓而損壞調(diào)制器，因此需要對調(diào)制器加以有效保護。如圖5所示在柵極前串接一高壓無感電阻及快恢復二極管，陰柵之間并接快恢復二極管及氣體放電管，均可有效的保護調(diào)制器保護電路。

結(jié)束語

實驗證明，該調(diào)制器的設計是可行的經(jīng)驗證，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，尤其具有很強的抗行波管打火的能力，由于在脈沖隔離傳輸過程中一直為窄脈沖，在很大程度上解決了高重頻、多脈寬、大工作比的問題，具有很強的通用性，所以可推廣應用于其它各種復雜脈沖體制行波管發(fā)射機以及磁控管發(fā)射機的預調(diào)器。