CN202406104U

CN202406104U - 一种调频遥测发射机

Info

Publication number: CN202406104U
Application number: CN2011204664198U
Authority: CN
Inventors: 余勇军
Original assignee: Beijing Zhenxing Metrology and Test Institute
Current assignee: Beijing Zhenxing Metrology and Test Institute
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-11-22

Abstract

本实用新型公开了一种调频遥测发射机，由调前电路、参考源、频率合成器、环路滤波器、VCO、功率放大器、隔离器和腔体滤波器构成。所述调前电路将根据输入的PCM信号所产生的输出信号直接输出到VCO中；所述VCO利用输入的频率信号将调前电路的输出信号转化为调频信号后输出到功率放大器；由VCO输出的调频信号经功率放大器、隔离器和腔体滤波器后输出。是一种电路结构简单、调试容易且性能满足遥测系统要求的调频方案。

Description

一种调频遥测发射机

技术领域

本实用新型属于遥测技术领域，特别涉及一种调频遥测发射机。

背景技术

遥测是将一定距离外被测对象的参数，经过感受、采集、通过传输媒介送到接收地点并进行解调、记录、处理的一种测量过程。完成遥测功能的设备组合称为遥测系统，它是导弹与运载火箭系统中不可缺少的重要组成部分。调频遥测发射机是遥测系统中的关键部分，它主要是对PCM数据流进行FM调制和功率放大，其作用是将导弹与运载火箭系统中的遥测信息以高频电磁波形式辐射到空间。

在国际遥测频段(S波段)，PCM/FM遥测系统由于兼具了PCM调制技术和FM机制的抗干扰性强、失真小、传输特性稳定、发射机效率高等特点而得到了长足的发展。S波段PCM/FM遥测发射机作为弹上遥测系统的关键部分也获得了良好的发展。最初的PCM发射机采用晶振调频、多次倍频和放大的技术方案，由于其结构复杂、调试困难、频率稳定度低、体积大等缺点，该方案已逐渐被淘汰。

实用新型内容

技术解决问题：本实用新型针对现有调频遥测发射机存在的技术不足，提供了一种调频遥测发射机，是一种电路结构简单、调试容易且性能满足遥测系统要求的调频方案。

技术解决方案：

一种调频遥测发射机，由调前电路、参考源、频率合成器、环路滤波器、VCO、功率放大器、隔离器和腔体滤波器构成。所述调前电路将根据输入的PCM信号所产生的输出信号直接输出到VCO中；所述VCO利用输入的频率信号将调前电路的输出信号转化为调频信号后输出到功率放大器；由VCO输出的调频信号经功率放大器、隔离器和腔体滤波器后输出。

其中，所述的频率信号由频率合成器、环路滤波器和VCO构成的锁相环路产生；

所述VCO采用MMIC集成双调谐双输出电路形式，其中压控灵敏度较高的粗调端参与锁相，压控灵敏度较低的细调端用于调频。

所述锁相环路的滤波带宽为300Hz。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用新型的宽带调频遥测发射机选用直接锁相调频方式。在该调频遥测发射机中，输入的PCM信号经过调前电路后直接注入到S波段压控振荡器的输入端，使压控振荡器的输出频率随着调制信号线性变化，实现直接调频，该发射机的特点是：

(1)利用由频率合成器、环路滤波器和VCO构成的锁相环路的调制跟踪特性，具有高频率稳定度、高频谱纯度、寄生杂散小和相位噪声低等优点。输出频率稳定度在要求的温度范围内与参考晶振的频率稳定度相同。

(2)频率合成器在锁定或快捕状态时都工作在线性范围，调制过程产生的非线性失真可以认为与环路无关，而取决于VCO调制变容管的调制线性，并可加入直流偏置，因此非线性失真小。

(3)压控振荡器(VCO)采用MMIC集成双调谐双输出电路形式。用压控灵敏度较高的粗调端参与锁相，压控灵敏度较低的细调端用于调频。这样既可以有足够宽的捕捉带保证环路不失锁，又可以实现高码速率调制频偏的要求。

(4)通过对信号眼图、非同期信号输入的调频频偏对比，及环路稳定性考虑，选定了锁相环路的环路带宽为300Hz，既能满足遥测发射机眼图清晰、非固定周期调制信号的调频频偏稳定，又能保证载波锁定稳定有一定的裕度，信号频谱对称。

附图说明

图1为宽带调频遥测发射机组成框图；

图2可宽带调频遥测发射机的调前电路图；

图3为宽带调频遥测发射机的环路滤波器电路图；

图4为宽带调频遥测发射机的VCO输出隔离电路图。

具体实施方式

下面就结合附图对本实用新型的具体实施方式进行介绍。

本实用新型如图1所示，它由调前电路、参考源、频率合成器、环路滤波器、VCO(Voltage Control Oscillator，压控振荡器)、功率放大器、隔离器和腔体滤波器构成。在该调频遥测发射机中，输入的PCM信号经过调前电路后直接注入到S波段压控振荡器输入端，使压控振荡器的输出频率随着调制信号线性变化，实现了在遥测频段，对4Mbps PCM信号的直接调频。

下面就针对宽带调频遥测发射机中的关键部分进行详细说明：

1.调前电路：主要用于对调制码的电气隔离和幅度进行整形，调前电路的基本形式如图2所示。采用光电耦合器对RS422差分电平进行隔离接收。幅度调整是使接收信号的频偏符合指标要求。其调整大小要依据VCO的调谐灵敏度和调频频偏而定。幅度调整电路采用电阻分压的方式，使用阻值精度为±1％，额定环境温度为+70℃的电阻，经分压后的输出电压误差小于2.5％，完全能够满足调制指数对调制信号幅度精度的要求从而确保了系统调制指数为0.7±0.1。另由于VCO的调频端是正调谐特性，在压控振荡器的调频端加入约1.5V的直接偏置，使调制码在低电平时也能达到要求的调频频偏。

2.环路滤波器电路：环路滤波器电路如图3所示，要实现环路的最佳设计关键在于环路滤波器电路的设计，它对于环路带宽，捕捉时间和瞬态响应，以及环路稳定性都有直接关系。锁相环的环路带宽与抑制缓慢变化直流的能力有直接关系，环路带宽越宽抑制能力越差，环路锁定时间短，稳定性好；环路带宽越窄抑制能力越强，但是环路锁定时间长，环路稳定性会下降，并可能造成环路失锁。因此在设计时，只能在环路带宽和稳定性之间进行平衡，通过对信号眼图、非同期信号输入的调频频偏对比，及环路稳定性考虑，选定环路带宽300Hz，既能满足遥测发射机初样眼图明显清晰、非固定周期调制信号的调频频偏稳定，又能保证载波锁定稳定有一定的裕度，信号频谱对称。

3.VCO输出隔离电路：压控振荡器是影响调频特性的关键器件之一，为使锁相和调频相互独立，不互相影响，保证调频具有较好调频线性，同时减少生产调试中的困难，采用MMIC集成双调谐双输出电路形式。用压控灵敏度极高的粗调端参与锁相，压控灵敏度较低的细调端用于调频。这样既可以有足够宽的捕捉带保证环路不失锁，又可以实现调频频偏的要求。为了避免功率放大器进入饱和放大状态，所以在压控振荡器的输出端口接一个∏型衰减器，通过∏型衰减器来调整功率放大器的输入功率，使其满足功率要求。为了减小压控振荡器的负载频率牵引，输出端加隔离器，以提高对负载的隔离度(如图4所示)。

4.功率放大电路：调频遥测发射机中的微波功率放大器采用MMIC功放模块，它由激励级、功率放大级和直流供电电路组成，输入和输出均为微带形式。为了消除功率放大器的自激和获得好的输入、输出匹配，在功率放大器输入输出端分别采用了微带隔离器，微带隔离器的反向隔离度大于25dB。另外输出端隔离器还有一个作用，就是解决遥测发射机输出端在开路、短路意外情况下，不损坏功放，在端口恢复正常后还能正常输出。为了抑制压控振荡器、功率放大器的二次谐波和系统整机的杂散，以保证发射机在工作状态下不干扰其他设备的正常工作，因此，在输出端口加入一个窄带的腔体滤波器。

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims

1.一种调频遥测发射机，由调前电路、参考源、频率合成器、环路滤波器、VCO、功率放大器、隔离器和腔体滤波器构成，其特征在于：所述调前电路将根据输入的PCM信号所产生的输出信号直接输出到VCO中；所述VCO利用输入的频率信号将调前电路的输出信号转化为调频信号后输出到功率放大器；由VCO输出的调频信号经功率放大器、隔离器和腔体滤波器后输出；

其中，所述的频率信号由频率合成器、环路滤波器和VCO构成的锁相环路产生。

2.根据权利要求1所述的一种调频遥测发射机，其特征在于：所述VCO采用MMIC集成双调谐双输出电路形式，其中压控灵敏度较高的粗调端参与锁相，压控灵敏度较低的细调端用于调频。

3.根据权利要求1所述的一种调频遥测发射机，其特征在于：所述锁相环路的滤波带宽为300Hz。