CN210572470U - 大功率发射机的控制电压提取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种大功率发射机的控制电压提取装置，由于发射波形的特殊性(见摘要附图)，所以该装置包括双向耦合信号电压的采取电路、多时间常数滤波回路的平滑电路，低电压补偿电路，正向控制电压形成电路、反向控制电压形成电路等。所述双向耦合器采样电路的采样输入信号来自雷达发射机的射频输出，双向耦合器采样电路的输出端与天线、多时间常数滤波回路的平滑电路，正向控制电压形成电路、反向控制电压形成电路分别联接，正向控制电压形成电路、反向控制电压形成电路的输出端分别与发射机的过载保护电路，显示电路，AGC电路等相联接，为它们提供一个稳定的控制电压，而达到保护发射机的目的。

Description

大功率发射机的控制电压提取装置

技术领域

本实用新型涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种大功率发射机的控制电压提取装置。

背景技术

发射机是雷达系统的基本部件，由于其功率较大，因此需要有各种保护和控制装置，要达到这个目的，前提是需要从发射信号中提取一个稳定的控制信号，OSMAR-S雷达发射机由于采用了一种特殊的发射信号，如图1所示，图中发射信号时长是760ms,不发射时长是104ms,发射期间内又是以1.28ms 的脉冲宽度的射频脉冲形式进行发射，要想从这种信号中提取稳定的控制电压的确有点困难，如果这个控制电压信号不能很好地得到解决，雷达发射机的AGC装置，显示装置，保护装置等均不能达到预期的效果。本实用新型的目的是采用不同时间常数的滤波方法来处理不同发射周期的射频信号，使控制信号电压能够达到较稳定的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是一种大功率发射机的控制电压提取装置，有了它才能使发射机在输出功率过大时自动将功率降到正常状态，而当驻波比过大(比如开路、短路),才能将发射机的输出功率降到安全的区域，或直接断开发射机电源，达到保护发射机的目的。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

该装置包括控制电压取样电路1(对输出的正、反向发射功率信号进行采样)、正向三回路滤波2、反向三回路滤波3、低电压补偿电路4、正向电压形成电路5、反向形成电路6、和200瓦发射机7组成(见图2)。其中控制电压取样电路包含1路输入，4路输出，1路输入(1-1)来自系统的200瓦发射机的200瓦输出功率，4路输出中的一路接天线(1-2)，一路输出接正向三回路滤波电路的输入(1-3)，另一路接反向三回路滤波电路的输入(1-4)，还有一路公共参考点(1-5)。正向三回路滤波电路2有2个输入，1个输出，2 个输入中的一个(2-1)来自取样电路(1-3)，另一路输入(2-2)来自低电压补偿电路电路(4-3)，输出电路(2-3)送到正向电压形成电路5的(5-1)。反向三回路滤波3有2个输入，1个输出；2个输入中的一个(3-1)来自取样电路的(1-4)，另一个(3-2)来自低电压补偿电路电路(4-2)，输出电路 (3-3)送到反向控制电压形成电路6的(6-1)。低电压补偿电路4有1个输入，2个输出；1个输入(4-1)来自外部的+12v电源；2个输出中的一路(4-3) 送正向三回路滤波电路的(2-2)，另一路输出(4-2)送反向三回路滤波(3-2)。正向电压形成电路5有1个输入，1个输出；1个输入(5-1)来自正向三回路滤波(2-3)；1个输出(5-2)送200瓦发射机7的(7-1)。反向控制电压形成电路6有1个输入，1个输出；1个输入(6-1)来自反向三回路滤波(3-3)； 1个输出(6-2)送200瓦发射机7的(7-2)。200瓦发射机7有2个输入，1 个输出；1个输入(7-1)来自正向电压形成电路(5-2)；另1个输入(7-2) 来自反向控制电压形成电路(6-2)；1个输出(7-3)送控制取样电路1的(1-1)。

所述的控制电压取样电路1的作用是对发射机输出的正向功率和反向功率进行采样，当正向功率和反向功率的比例发生变化时，采样输出的正反向电压也会跟着发生变化。

所述的正向三回路滤波电路2就是利用3个不同时间常数的滤波器，把取样的正向电压信号进行检波，平滑，做低压补偿等，使之成为较稳定的正向控制电压。

所述的反向三回路滤波电路3也是利用3个不同时间常数的滤波器，把取样的反向电压信号进行检波，平滑，做低压补偿等，使之成为较稳定的反向控制电压。

所述的低电压补偿电路4就是因为发射波形在一个发射周期里有104ms 时间不发射(信号处理时间)，这就造成这一段时间没有取样信号，正反向取样电压都没有，会造成输出的控制电压不稳定，从而造成控制电路失控。

所述的正向电压形成电路5就是利用射极输出电路，增加控制电压对正向负载的控制能力，使他能同时驱动几个负载。

所述的反向控制电压形成电路6也是利用射极输出电路，增加控制电压对反向负载控制能力，使他能同时驱动几个负载。

所述的200瓦发射机7就是一个线性功率放大器，它具有3级功率放大和相应的控制电路，它能将1mw的射频功率放大到200瓦。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1)可以使发射机的控制电压比较平稳，使控制效果达到预期的结果

2)可以同时带动多个负载，如系统的AGC控制，系统的驻波比保护，系统的功率显示等。

3)由于控制效果的改善从而节省了系统的调试成本和维修成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的用于探测仪发射机的信号波形图。

图2是本实用新型提供的电路框图。

图3是本实用新型提供的发射信号取样电路图。

图4是本实用新型提供的多回路滤波形成的发射机的控制电压电路图。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1所示的波形是系统发射机发射的探测信号，图中发射时长是760ms, 不发射时长是104ms,一个发射的探测周期时长是864ms,发射期间内又是以1.28ms的脉冲宽度的射频脉冲形式进行发射，要想从这种信号中提取稳定的控制信号电压，就要对该信号进行平滑，但由于信号特殊，用普通的滤波电路不能取得好的效果，必须用多时间常数滤波器来处理，本装置针对这种波形，除了采用多回路多时间常数滤波外，还发明了一种低电压补偿电路来处理那104ms期间不发射所造成的没有信号电压输出的情况。使整个探测周期内控制电压都比较稳定。

图2是本装置的框图，该装置包括控制电压取样电路1(对输出的正、反向发射功率信号进行采样)、正向三回路滤波电路2、反向三回路滤波电路3、低电压补偿电路4、正向电压形成电路5、反向控制电压形成电路6、和200 瓦发射机7组成(见图2)。其中控制电压取样电路包含1路输入，4路输出， 1路输入(1-1)来自系统的200瓦发射机7的200瓦输出功率，4路输出中的一路接天线(1-2)，一路输出接正向三回路滤波电路2的输入(1-3)，另一路接反向三回路滤波电路3的输入(1-4)，还有一路公共参考点(1-5)。正向三回路滤波电路2有2个输入，1个输出，2个输入中的一个(2-1)来自取样电路(1-3)，另一路输入(2-2)来自低电压补偿电路电路(4-3)，输出电路(2-3)送到正向电压形成电路5的(5-1)。反向三回路滤波电路3有 2个输入，1个输出；2个输入中的一个(3-1)来自取样电路的(1-4)，另一路(3-2)来自低电压补偿电路4电路(4-2)，输出电路(3-3)送到反向控制电压形成电路6的(6-1)。低电压补偿电路4有1个输入，2个输出；1 个输入(4-1)来自外部的+12v电源；2个输出中的一路(4-3)送正向三回路滤波电路2的(2-2)，另一路输出(4-2)送反向三回路滤波(3-2)。正向电压形成电路5有1个输入，1个输出；1个输入(5-1)来自正向三回路滤波(2-3)；1个输出(5-2)送200瓦发射机7的(7-1)。反向控制电压形成电路6有1个输入，1个输出；1个输入(6-1)来自反向三回路滤波(3-3)； 1个输出(6-2)送200瓦发射机7的(7-2)。200瓦发射机7有2个输入，1个输出；1个输入(7-1)来自正向电压形成电路(5-2)；另1个输入(7-2) 来自反向控制电压形成电路(6-2)；1个输出(7-3)送控制取样电路1的(1-1) (对输出的正、反向发射功率信号进行采样)。

图3是本装置的射频取样电路图，图中的RF输入(1-1)和200瓦输出的发射机相连接，经过双向耦合取样电路后从(1-2)输出到天线，(1-3)是它的正向信号输出口，(1-4)是它的反向输出口，(1-5)是它的公共输出口；从图中可以看到，取样电路实为一个空心电感线圈，发射电流从中心通过，在空心电感线圈的两端会感应出相应的正向和反向电压。图中的C1是一个高反压的高Q电容，它和C3、C4组成分压电路，对来自发射机的大功率信号进行分压，从而为来自正向端和反向端的电压提供一个公共参考点；R1和R2是 2个平衡电阻，也是正反向射频电压的负载；C2和C5是2个耦合电容，它们分别通过(1-3)和和电路4的对应的接口(2-1)相连，通过(1-4)和电路 4的对应的接口(3-1)相连。

图4所示为该装置的正向三回路滤波电路2，反向三回路滤波电路3，低压补偿电路4，正向控制电压形成电路5，反向控制电压形成电路6的电路原理图；其中V3、C10、R6、C13、R7、C14为正向三回路滤波电路2；图中V3、 C10组成第1级滤波，它主要针对104ms的那一段没有发射的时间段；R6、C13、组成第2级滤波，它主要针对1.28ms的那一段有发射的时间段；R7、C14组成第3级滤波，它主要针对864ms的全周期滤波。V2、C6、R4、C11、R3、C12 为反向三回路滤波电路3；图中V2、C6组成第1级滤波，它主要针对104ms 的那一段没有发射的时间段；R4、C11、组成第2级滤波，它主要针对1.28ms 的那一段有发射的时间段的滤波；R3、C12组成第3级滤波电路，它主要针对864ms的全周期滤波。L1、C15、R5、D1、D2、D3、D4、C7、C8、C9为低电压补偿电路；其中L1、C15、为电源的去耦滤波，主要是滤除电源中的残波信号；R5、是一个限流电阻，它和D3、D4、组成一个稳压电路，使其输出给D1、D2、的电压为一个稳定的1.4v；D1、D2是两个隔离二极管，C7、C8、C9 在这里起滤波作用，进一步滤除电源中的干扰信号，通过D1、D2为V2和V3 提供一个稳定的0.7v的低电压，以补偿在104ms期间控制电压的输出不足。 V4、D8、D9、D10为正向电压形成的电路图，V4是一个运算放大器，把它接成射极输出器的形式，这样它就具有很强的负载能力，可以带动多路负载，图中的D8、D9、D10的输出就是它带动的3个负载。V1、D5、D6、D7为反向控制电压形成电路；图中的V1也是一个运算放大器，把它接成射极输出器的形式，同样它也具有很强的负载能力，可以带动多路负载，图中的D5、D6、 D7的输出就是它带动的3个负载。这样的正向和反向输出电压就构成了发射机的3个必须的控制电压，也就是功率显示控制电压，AGC控制电压，驻波比保护控制电压等。这些电压分别送到200瓦发射机7的相应的部位，是控制发射机正常运转的基本信号。

Claims (8)

1.一种大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：其包括双向控制电压的取样电路(1)、正向三回路滤波电路(2)、反向三回路滤波电路(3)、低电压补偿电路(4)、正向控制电压形成电路(5)、反向控制电压形成电路(6)、200瓦发射机(7)所组成；

所述双向控制电压取样电路(1)的输入信号来自发射机的射频输出，输出端与天线、正向三回路滤波电路(2)、反向三回路滤波电路(3)相连接，而正向三回路滤波电路(2)、反向三回路滤波电路(3)、又分别和低电压补偿电路(4)、正向控制电压形成电路(5)、反向控制电压形成电路(6)相连接，最后正向控制电压形成电路(5)、反向控制电压形成电路(6)和200瓦发射机(7)相连接，为发射机提供稳定的控制电压。

2.根据权利要求1所述的大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：所述双向控制电压取样电路(1)具有一路输入及四路输出，输入来自雷达发射机的高功率射频输出，装置输出的第一路送天线，输出的第二路送正向三回路滤波电路(2)，输出的第三路送反向三回路滤波电路(3)，输出第四路送正、反向滤波电路的公共端。

3.根据权利要求1或2所述的大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：取样电路的公共点是连接在高功率RF的传输线上，而正向和反向取样输出是由耦合线圈的两个端口输出。

4.根据权利要求3所述大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：取样电路的公共点的信号是通过电容分压和平衡电阻来得到参考点电压的。

5.根据权利要求4所述大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：取样电路的电容和电阻都是用的高耐压的高Q元件。

6.根据权利要求1所述的大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：用了三个不同时间常数的滤波器来处理信号波形。

7.根据权利要求1所述的大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：采用了低电压补偿电路来处理信号波形中有一段时间不发射的问题。

8.根据权利要求1所述的大功率发射机的控制电压提取装置，其特征在于：所述正向控制电压形成电路(5)、反向控制电压形成电路(6)都是使用射极输出器来提高其负载能力，用二极管来提高不同负载的隔离度。

Images