高码速率微波锁相调频遥测发射机

一、引　　言

　　目前，再入遥测系统正朝着更高传输速率的方向发展，即所要传输的数据容量和参数种类在急剧增加，要求PCM信号的码速率已增加到2 Mbit/s或更高。在国际遥测频段，要实现2 Mbit/s PCM信号的调频，构成调频遥测发射机的技术方案有2种。一种方案是在晶体振荡器上进行调频，然后再通过倍频、滤波和放大链路来达到所需的工作频率、功率和调制特性。该方案使用经典电路，容易实现高码速率信号的宽带调频，但其电路结构复杂，调试难度大，杂波抑制比和工作稳定性也不十分理想。另一种方案是在微波频段进行锁相调频，也就是在锁相振荡器中采用两点注入式调频方式实现2 Mbit/s再入遥测信号的宽带调频，然后将其输出的已调微波信号通过MMIC微波功率放大器放大到所要求的输出功率电平。它克服了第一种方案的缺点，可达到较好的技术性能，是工程应用中比较好的技术方案。两点注入式调频也有2种实现方式，即完全两点注入式调频方式和准两点注入式调频方式。前一种方式是将PCM信号分成两路，一路注入到S波段压控振荡器，另一路注入到晶振参考源。在晶振进行宽带调频，将与频率稳定度之间有一定的矛盾，具体实现有较大技术难度，而后一种方式却不存在这一问题。本文研究的调频遥测发射机将选用准两点注入式调频方式。

　　二、准两点注入式锁相调频遥测发射机的构成

　　准两点注入式微波锁相调频遥测发射机的框图如图1所示，它由锁相调频源和功率放大器组成。其中，锁相调频源是由压控振荡器、分频器链路、晶振参考源、鉴相器、环路滤波器、输入调整电路、积分器和输出微带隔离器构成。

　　在该调频遥测发射机中，输入的PCM信号经过调整电路后被分成两路，一路直接注入到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，实现直接调频;另一路经过一个积分器注入到环路滤波器输入端口后，再对压控振荡器进行调相来实现间接调频。该调频方式就称为准两点注入式微波分频锁相调频。

　　三、准两点注入式调频特性的分析

　　图2为准两点注入式锁相调频电路的相位模型。图中，为简化分析，输入调整电路未考虑进去，但不影响分析结果。Kv(rad/sV)是压控振荡器的压控灵敏度，N为分频器链路的分频比，Kd(V/rad)是鉴相器的鉴相灵敏度，Km(1/s)为积分器的积分时间常数，F(S)是环路滤波器的传递函数，UΩ(S)为输入PCM信号。

　　由相位模型可得：

　　为使调频特性分析简便，设θi(s)=0，解方程组(1)得出UΩ(s)引起的环路总输出相位变化：