脈沖雷達發射機頻譜控制分析

摘要：我國科學技術領域的不斷發展，使各個領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。尤其在現代社會得到廣泛的認可并已經對其進行合理的開發應用。本文針對脈沖雷達發射機頻譜控制展開分析。其中脈沖雷達發射機是雷達的主要分系統，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。

關鍵詞：脈沖雷達;發射機;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中的脈沖雷達發射機進行有效的管理控制。不過，其在實際的應用過程當中容易受到外界因素的影響，因此，人們對頻譜的發射技術以及控制技術進行更為深入的研究。

一、原理

脈沖雷達發射機頻譜控制技術的運作原理，主要體現在一定范圍的頻段內、雷達發射機在產生所需功率時發射的干擾信號而產生的額外且有效地干擾作用。例如固態器件、行波管、正交場放大器、調速管等發射裝置，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射出部分復雜頻率，類似寬帶噪聲、諧波、基波等發射信號，這些復雜頻率都在一定程度上會對設備產生干擾作用。隨著時代的不斷發展以及科技水平的提高，該控制技術的應用范圍逐漸廣泛，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聯性。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，以及對頻譜區最高效劃分區域等方面產生的關聯和影響[1]。

二、改善方法分析

（一）發射機改善因子的計算

在進行發射機改善因子的計算時，首先需要進行發射機改善因子的度量。如果脈沖雷達發射機端輸出的射頻頻譜信號在各個臨近脈沖之間出現寬度、頻率或相位不穩定的情況，會使目標物體的回波信號無法被濾波組件完全抵消，進而導致雷達的測量結果出現問題。發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射機改善因子的度量值受偏離載頻影響，實際計算時應予以考慮。

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，因為調制載波的功率頻譜內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據，這直接導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特性進行修正。

（二）頻譜儀參數的優化設置

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

完成分辨率帶寬的調整后，可保證頻譜儀對射頻信號的接收效果，后續可對測量靈敏度進行修正調整，頻譜儀的測量靈敏度是基底噪聲電平的另一定義，優化該參數一般采用設置衰減器、設置視頻帶寬（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干擾，加強測量的效果精度。而通過設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，優化使用效果[2]。

最后調整參考電平、掃寬與掃描時間，究其原因，主要是這三個動態范圍參數的調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。在進行參考電平的優化時，使用合適的參數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，從而有利于差值數據的讀取;而在進行掃寬（SPAN）的設置時，相關人員可根據頻譜儀實際工作需要，按照重復頻率的三到五倍進行設置;掃描時間（ST）的設置因與分辨率帶寬、視頻帶寬與掃寬等參數相關聯，建議不進行調整。

三、研制情況

脈沖形成器的殼體結構是應用銑床進行加工來獲得，功分器與合成器的構建應用的是微帶線同相三分貝電橋，定向耦合器的構建形式為帶狀線，調制衰減器結構是獨立模式，并且是全屏蔽式的，在印制板結構上將控溫與脈沖控制電路進行銜接同步運行。電路結構設計當中低頻與射頻兩個區域之間會設置相應的隔離措施，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。

在加工生產的成品調試當中，若是將脈沖整形前后的兩部分電路之間，不設置相應的屏蔽裝置，那么在實際運行當中頻譜改善的效果無法發揮出來，因而屏蔽裝置的設置至關重要。另外，設備的各個接地裝置結構，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注，脈沖控制電路的運行容易產生濾波問題，這一點也需要進行重點防控，否則容易導致設備運行期間出現無法控制或電路傳輸混亂的情況。而前級放大器裝置當中，應用的PIN調制衰減器規格是反射式，就需要在輸出端設置隔離器，發揮保護作用。

總體而言，目前生產的脈沖形成器在輸出之后會經過可變衰減器之后，可以讓速調管高功率放大器直接啟動運行，并且速調管運行當中的高壓調制脈沖工作區域是在射頻激勵脈沖范圍之外。因而發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，能夠滿足相應標準要求。

結論

隨著國際社會競爭的嚴峻形勢以及科學技術領域的重大突破，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，從而影響實際的應用效果，這也就表明了相關科技人員還要對脈沖雷達發射機頻譜控制進行更為深入的研究，提高其應用效果。

參考文獻

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

[2]范青，甘成才.MARX發生器在脈沖雷達發射機中的應用[J].現代雷達，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，學歷：本科在讀，研究方向：頻譜控制。