高碼速率微波鎖相調頻遙測發射機

一、引　　言

　　目前，再入遙測系統正朝著更高傳輸速率的方向發展，即所要傳輸的數據容量和參數種類在急劇增加，要求PCM信號的碼速率已增加到2 Mbit/s或更高。在國際遙測頻段，要實現2 Mbit/s PCM信號的調頻，構成調頻遙測發射機的技術方案有2種。一種方案是在晶體振蕩器上進行調頻，然后再通過倍頻、濾波和放大鏈路來達到所需的工作頻率、功率和調制特性。該方案使用經典電路，容易實現高碼速率信號的寬帶調頻，但其電路結構復雜，調試難度大，雜波抑制比和工作穩定性也不十分理想。另一種方案是在微波頻段進行鎖相調頻，也就是在鎖相振蕩器中采用兩點注入式調頻方式實現2 Mbit/s再入遙測信號的寬帶調頻，然后將其輸出的已調微波信號通過MMIC微波功率放大器放大到所要求的輸出功率電平。它克服了第一種方案的缺點，可達到較好的技術性能，是工程應用中比較好的技術方案。兩點注入式調頻也有2種實現方式，即完全兩點注入式調頻方式和準兩點注入式調頻方式。前一種方式是將PCM信號分成兩路，一路注入到S波段壓控振蕩器，另一路注入到晶振參考源。在晶振進行寬帶調頻，將與頻率穩定度之間有一定的矛盾，具體實現有較大技術難度，而后一種方式卻不存在這一問題。本文研究的調頻遙測發射機將選用準兩點注入式調頻方式。

　　二、準兩點注入式鎖相調頻遙測發射機的構成

　　準兩點注入式微波鎖相調頻遙測發射機的框圖如圖1所示，它由鎖相調頻源和功率放大器組成。其中，鎖相調頻源是由壓控振蕩器、分頻器鏈路、晶振參考源、鑒相器、環路濾波器、輸入調整電路、積分器和輸出微帶隔離器構成。

　　在該調頻遙測發射機中，輸入的PCM信號經過調整電路后被分成兩路，一路直接注入到S波段壓控振蕩器輸入端，使壓控振蕩器的輸出頻率隨著調制信號線性變化，實現直接調頻;另一路經過一個積分器注入到環路濾波器輸入端口后，再對壓控振蕩器進行調相來實現間接調頻。該調頻方式就稱為準兩點注入式微波分頻鎖相調頻。

　　三、準兩點注入式調頻特性的分析

　　圖2為準兩點注入式鎖相調頻電路的相位模型。圖中，為簡化分析，輸入調整電路未考慮進去，但不影響分析結果。Kv(rad/sV)是壓控振蕩器的壓控靈敏度，N為分頻器鏈路的分頻比，Kd(V/rad)是鑒相器的鑒相靈敏度，Km(1/s)為積分器的積分時間常數，F(S)是環路濾波器的傳遞函數，UΩ(S)為輸入PCM信號。

　　由相位模型可得：

　　為使調頻特性分析簡便，設θi(s)=0，解方程組(1)得出UΩ(s)引起的環路總輸出相位變化：