脈沖雷達發(fā)射機頻譜控制分析

摘要：我國科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，使各個領(lǐng)域都有了重大的突破性進展。其中無線電頻譜就是其中的重要研究成果。尤其在現(xiàn)代社會得到廣泛的認可并已經(jīng)對其進行合理的開發(fā)應(yīng)用。本文針對脈沖雷達發(fā)射機頻譜控制展開分析。其中脈沖雷達發(fā)射機是雷達的主要分系統(tǒng)，也是頻譜管理的對象。希望本文可以為有需要的人提供簡單的幫助。

關(guān)鍵詞：脈沖雷達;發(fā)射機;頻譜控制

引言

所謂的無線電頻譜，是一種可以不受時域、空域、地域影響的自然資源。可以有效的對雷達系統(tǒng)中的脈沖雷達發(fā)射機進行有效的管理控制。不過，其在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中容易受到外界因素的影響，因此，人們對頻譜的發(fā)射技術(shù)以及控制技術(shù)進行更為深入的研究。

一、原理

脈沖雷達發(fā)射機頻譜控制技術(shù)的運作原理，主要體現(xiàn)在一定范圍的頻段內(nèi)、雷達發(fā)射機在產(chǎn)生所需功率時發(fā)射的干擾信號而產(chǎn)生的額外且有效地干擾作用。例如固態(tài)器件、行波管、正交場放大器、調(diào)速管等發(fā)射裝置，都能對功率進行放大化作用，同時，此類裝置在正常運作時會發(fā)射出部分復(fù)雜頻率，類似寬帶噪聲、諧波、基波等發(fā)射信號，這些復(fù)雜頻率都在一定程度上會對設(shè)備產(chǎn)生干擾作用。隨著時代的不斷發(fā)展以及科技水平的提高，該控制技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸廣泛，這使得射頻頻譜相對擁擠，針對該狀況，科研人員加大了對電磁兼容性方面的研究，以加大對各部分的關(guān)聯(lián)性。例如，電磁兼容性對最小頻譜的占有范圍、傳輸信息所用的必要頻帶寬度，以及對頻譜區(qū)最高效劃分區(qū)域等方面產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)和影響[1]。

二、改善方法分析

（一）發(fā)射機改善因子的計算

在進行發(fā)射機改善因子的計算時，首先需要進行發(fā)射機改善因子的度量。如果脈沖雷達發(fā)射機端輸出的射頻頻譜信號在各個臨近脈沖之間出現(xiàn)寬度、頻率或相位不穩(wěn)定的情況，會使目標(biāo)物體的回波信號無法被濾波組件完全抵消，進而導(dǎo)致雷達的測量結(jié)果出現(xiàn)問題。發(fā)射機改善因子可以借助信噪比進行度量，即通過射頻頻譜信號的峰值功率與噪聲信號的功率比進行表示。需要注意通過信噪比得到的發(fā)射機改善因子的度量值受偏離載頻影響，實際計算時應(yīng)予以考慮。

在進行信噪比的測量時，由于頻譜儀在實際使用中的特性與射頻脈沖信號的特性，需要對噪聲功率測定值進行修正，一般使用噪聲功率電平修正、峰值電平修正這兩種方法。需要注意在使用峰值電平修正時，因為調(diào)制載波的功率頻譜內(nèi)由大量的頻率成分組成，而每個頻譜成分只包含脈沖串信號的一部分峰值功率數(shù)據(jù)，這直接導(dǎo)致脈沖串信號的峰值功率與實際譜線顯示的最大功率電平并不等值，因此需要對最大譜線功率電平按照峰值功率的相關(guān)特性進行修正。

（二）頻譜儀參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置

通過完成對發(fā)射機改善因子的計算，可著手開始對影響發(fā)射機輸出效果的參數(shù)進行調(diào)整，首先在對分辨率帶寬（RBW）進行調(diào)整時，相關(guān)人員應(yīng)認識到分辨率帶寬若數(shù)值過低，會導(dǎo)致射頻信號的能量丟失;而數(shù)值若過高，則會導(dǎo)致噪聲過多，影響測量的精確性。因此在實際調(diào)整過程中，應(yīng)以脈沖串信號的最大單根譜線寬度為基準(zhǔn)對帶寬進行調(diào)整。

完成分辨率帶寬的調(diào)整后，可保證頻譜儀對射頻信號的接收效果，后續(xù)可對測量靈敏度進行修正調(diào)整，頻譜儀的測量靈敏度是基底噪聲電平的另一定義，優(yōu)化該參數(shù)一般采用設(shè)置衰減器、設(shè)置視頻帶寬（VBW）的手段。衰減器通過對高電平信號進行衰減，可對頻譜儀起到保護作用，是頻譜儀實際使用過程中的重要組件，同時其衰減作用能避免輸出互調(diào)干擾，加強測量的效果精度。而通過設(shè)置視頻濾波器的視頻帶寬，能將電信號進行平滑化，使噪聲的峰值變化速率顯著降低，優(yōu)化使用效果[2]。

最后調(diào)整參考電平、掃寬與掃描時間，究其原因，主要是這三個動態(tài)范圍參數(shù)的調(diào)整需要射頻信號的峰值電平、噪聲信號的峰值電平等其他參數(shù)。在進行參考電平的優(yōu)化時，使用合適的參數(shù)可以使射頻信號的峰值電平、噪聲信號的峰值電平都得到顯示，從而有利于差值數(shù)據(jù)的讀取;而在進行掃寬（SPAN）的設(shè)置時，相關(guān)人員可根據(jù)頻譜儀實際工作需要，按照重復(fù)頻率的三到五倍進行設(shè)置;掃描時間（ST）的設(shè)置因與分辨率帶寬、視頻帶寬與掃寬等參數(shù)相關(guān)聯(lián)，建議不進行調(diào)整。

三、研制情況

脈沖形成器的殼體結(jié)構(gòu)是應(yīng)用銑床進行加工來獲得，功分器與合成器的構(gòu)建應(yīng)用的是微帶線同相三分貝電橋，定向耦合器的構(gòu)建形式為帶狀線，調(diào)制衰減器結(jié)構(gòu)是獨立模式，并且是全屏蔽式的，在印制板結(jié)構(gòu)上將控溫與脈沖控制電路進行銜接同步運行。電路結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中低頻與射頻兩個區(qū)域之間會設(shè)置相應(yīng)的隔離措施，脈沖整形前后兩個部分之間不能進行相互接觸，需要進行全面的屏蔽。

在加工生產(chǎn)的成品調(diào)試當(dāng)中，若是將脈沖整形前后的兩部分電路之間，不設(shè)置相應(yīng)的屏蔽裝置，那么在實際運行當(dāng)中頻譜改善的效果無法發(fā)揮出來，因而屏蔽裝置的設(shè)置至關(guān)重要。另外，設(shè)備的各個接地裝置結(jié)構(gòu)，在進行組建運行的過程中，需要對各項干擾因素進行重點關(guān)注，脈沖控制電路的運行容易產(chǎn)生濾波問題，這一點也需要進行重點防控，否則容易導(dǎo)致設(shè)備運行期間出現(xiàn)無法控制或電路傳輸混亂的情況。而前級放大器裝置當(dāng)中，應(yīng)用的PIN調(diào)制衰減器規(guī)格是反射式，就需要在輸出端設(shè)置隔離器，發(fā)揮保護作用。

總體而言，目前生產(chǎn)的脈沖形成器在輸出之后會經(jīng)過可變衰減器之后，可以讓速調(diào)管高功率放大器直接啟動運行，并且速調(diào)管運行當(dāng)中的高壓調(diào)制脈沖工作區(qū)域是在射頻激勵脈沖范圍之外。因而發(fā)射機的輸出功率頻譜水平會受制于脈沖形成器輸出功率頻譜，運行的效果良好，能夠滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)論

隨著國際社會競爭的嚴(yán)峻形勢以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，讓人們漸漸的認識到無線電頻譜的重要性。只要對其進行更為深入的研究，就可以利用其在國際競爭中獲得一席之地。然而，其非常容易受到外界因素的干擾，從而影響實際的應(yīng)用效果，這也就表明了相關(guān)科技人員還要對脈沖雷達發(fā)射機頻譜控制進行更為深入的研究，提高其應(yīng)用效果。

參考文獻

[1]何曉毛，常壯壯，郝文東，等.某型脈沖雷達發(fā)射機雙機熱備份系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2021，29（06）：65-69.

[2]范青，甘成才.MARX發(fā)生器在脈沖雷達發(fā)射機中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代雷達，2018，39（05）：70-74.

作者簡介

劉喆（2000.07.12——），女，漢族，籍貫：山東省平度市，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：頻譜控制。