摘要：我國(guó)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，使各個(gè)領(lǐng)域都有了重大的突破性進(jìn)展。其中無線電頻譜就是其中的重要研究成果。尤其在現(xiàn)代社會(huì)得到廣泛的認(rèn)可并已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行合理的開發(fā)應(yīng)用。本文針對(duì)脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)頻譜控制展開分析。其中脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)是雷達(dá)的主要分系統(tǒng)，也是頻譜管理的對(duì)象。希望本文可以為有需要的人提供簡(jiǎn)單的幫助。

關(guān)鍵詞：脈沖雷達(dá);發(fā)射機(jī);頻譜控制

引言

所謂的無線電頻譜，是一種可以不受時(shí)域、空域、地域影響的自然資源?？梢杂行У膶?duì)雷達(dá)系統(tǒng)中的脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)進(jìn)行有效的管理控制。不過，其在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中容易受到外界因素的影響，因此，人們對(duì)頻譜的發(fā)射技術(shù)以及控制技術(shù)進(jìn)行更為深入的研究。

一、原理

脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)頻譜控制技術(shù)的運(yùn)作原理，主要體現(xiàn)在一定范圍的頻段內(nèi)、雷達(dá)發(fā)射機(jī)在產(chǎn)生所需功率時(shí)發(fā)射的干擾信號(hào)而產(chǎn)生的額外且有效地干擾作用。例如固態(tài)器件、行波管、正交場(chǎng)放大器、調(diào)速管等發(fā)射裝置，都能對(duì)功率進(jìn)行放大化作用，同時(shí)，此類裝置在正常運(yùn)作時(shí)會(huì)發(fā)射出部分復(fù)雜頻率，類似寬帶噪聲、諧波、基波等發(fā)射信號(hào)，這些復(fù)雜頻率都在一定程度上會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾作用。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展以及科技水平的提高，該控制技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸廣泛，這使得射頻頻譜相對(duì)擁擠，針對(duì)該狀況，科研人員加大了對(duì)電磁兼容性方面的研究，以加大對(duì)各部分的關(guān)聯(lián)性。例如，電磁兼容性對(duì)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(duì)頻譜區(qū)最高效劃分區(qū)域等方面產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)和影響[1]。

二、改善方法分析

（一）發(fā)射機(jī)改善因子的計(jì)算

在進(jìn)行發(fā)射機(jī)改善因子的計(jì)算時(shí)，首先需要進(jìn)行發(fā)射機(jī)改善因子的度量。如果脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)端輸出的射頻頻譜信號(hào)在各個(gè)臨近脈沖之間出現(xiàn)寬度、頻率或相位不穩(wěn)定的情況，會(huì)使目標(biāo)物體的回波信號(hào)無法被濾波組件完全抵消，進(jìn)而導(dǎo)致雷達(dá)的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)問題。發(fā)射機(jī)改善因子可以借助信噪比進(jìn)行度量，即通過射頻頻譜信號(hào)的峰值功率與噪聲信號(hào)的功率比進(jìn)行表示。需要注意通過信噪比得到的發(fā)射機(jī)改善因子的度量值受偏離載頻影響，實(shí)際計(jì)算時(shí)應(yīng)予以考慮。

在進(jìn)行信噪比的測(cè)量時(shí)，由于頻譜儀在實(shí)際使用中的特性與射頻脈沖信號(hào)的特性，需要對(duì)噪聲功率測(cè)定值進(jìn)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(shí)，因?yàn)檎{(diào)制載波的功率頻譜內(nèi)由大量的頻率成分組成，而每個(gè)頻譜成分只包含脈沖串信號(hào)的一部分峰值功率數(shù)據(jù)，這直接導(dǎo)致脈沖串信號(hào)的峰值功率與實(shí)際譜線顯示的最大功率電平并不等值，因此需要對(duì)最大譜線功率電平按照峰值功率的相關(guān)特性進(jìn)行修正。

（二）頻譜儀參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置

通過完成對(duì)發(fā)射機(jī)改善因子的計(jì)算，可著手開始對(duì)影響發(fā)射機(jī)輸出效果的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，首先在對(duì)分辨率帶寬（RBW）進(jìn)行調(diào)整時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到分辨率帶寬若數(shù)值過低，會(huì)導(dǎo)致射頻信號(hào)的能量丟失;而數(shù)值若過高，則會(huì)導(dǎo)致噪聲過多，影響測(cè)量的精確性。因此在實(shí)際調(diào)整過程中，應(yīng)以脈沖串信號(hào)的最大單根譜線寬度為基準(zhǔn)對(duì)帶寬進(jìn)行調(diào)整。

完成分辨率帶寬的調(diào)整后，可保證頻譜儀對(duì)射頻信號(hào)的接收效果，后續(xù)可對(duì)測(cè)量靈敏度進(jìn)行修正調(diào)整，頻譜儀的測(cè)量靈敏度是基底噪聲電平的另一定義，優(yōu)化該參數(shù)一般采用設(shè)置衰減器、設(shè)置視頻帶寬（VBW）的手段。衰減器通過對(duì)高電平信號(hào)進(jìn)行衰減，可對(duì)頻譜儀起到保護(hù)作用，是頻譜儀實(shí)際使用過程中的重要組件，同時(shí)其衰減作用能避免輸出互調(diào)干擾，加強(qiáng)測(cè)量的效果精度。而通過設(shè)置視頻濾波器的視頻帶寬，能將電信號(hào)進(jìn)行平滑化，使噪聲的峰值變化速率顯著降低，優(yōu)化使用效果[2]。

最后調(diào)整參考電平、掃寬與掃描時(shí)間，究其原因，主要是這三個(gè)動(dòng)態(tài)范圍參數(shù)的調(diào)整需要射頻信號(hào)的峰值電平、噪聲信號(hào)的峰值電平等其他參數(shù)。在進(jìn)行參考電平的優(yōu)化時(shí)，使用合適的參數(shù)可以使射頻信號(hào)的峰值電平、噪聲信號(hào)的峰值電平都得到顯示，從而有利于差值數(shù)據(jù)的讀取;而在進(jìn)行掃寬（SPAN）的設(shè)置時(shí)，相關(guān)人員可根據(jù)頻譜儀實(shí)際工作需要，按照重復(fù)頻率的三到五倍進(jìn)行設(shè)置;掃描時(shí)間（ST）的設(shè)置因與分辨率帶寬、視頻帶寬與掃寬等參數(shù)相關(guān)聯(lián)，建議不進(jìn)行調(diào)整。

三、研制情況

脈沖形成器的殼體結(jié)構(gòu)是應(yīng)用銑床進(jìn)行加工來獲得，功分器與合成器的構(gòu)建應(yīng)用的是微帶線同相三分貝電橋，定向耦合器的構(gòu)建形式為帶狀線，調(diào)制衰減器結(jié)構(gòu)是獨(dú)立模式，并且是全屏蔽式的，在印制板結(jié)構(gòu)上將控溫與脈沖控制電路進(jìn)行銜接同步運(yùn)行。電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中低頻與射頻兩個(gè)區(qū)域之間會(huì)設(shè)置相應(yīng)的隔離措施，脈沖整形前后兩個(gè)部分之間不能進(jìn)行相互接觸，需要進(jìn)行全面的屏蔽。

在加工生產(chǎn)的成品調(diào)試當(dāng)中，若是將脈沖整形前后的兩部分電路之間，不設(shè)置相應(yīng)的屏蔽裝置，那么在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中頻譜改善的效果無法發(fā)揮出來，因而屏蔽裝置的設(shè)置至關(guān)重要。另外，設(shè)備的各個(gè)接地裝置結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行組建運(yùn)行的過程中，需要對(duì)各項(xiàng)干擾因素進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，脈沖控制電路的運(yùn)行容易產(chǎn)生濾波問題，這一點(diǎn)也需要進(jìn)行重點(diǎn)防控，否則容易導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)無法控制或電路傳輸混亂的情況。而前級(jí)放大器裝置當(dāng)中，應(yīng)用的PIN調(diào)制衰減器規(guī)格是反射式，就需要在輸出端設(shè)置隔離器，發(fā)揮保護(hù)作用。

總體而言，目前生產(chǎn)的脈沖形成器在輸出之后會(huì)經(jīng)過可變衰減器之后，可以讓速調(diào)管高功率放大器直接啟動(dòng)運(yùn)行，并且速調(diào)管運(yùn)行當(dāng)中的高壓調(diào)制脈沖工作區(qū)域是在射頻激勵(lì)脈沖范圍之外。因而發(fā)射機(jī)的輸出功率頻譜水平會(huì)受制于脈沖形成器輸出功率頻譜，運(yùn)行的效果良好，能夠滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

結(jié)論

隨著國(guó)際社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的嚴(yán)峻形勢(shì)以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，讓人們漸漸的認(rèn)識(shí)到無線電頻譜的重要性。只要對(duì)其進(jìn)行更為深入的研究，就可以利用其在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(shí)際的應(yīng)用效果，這也就表明了相關(guān)科技人員還要對(duì)脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)頻譜控制進(jìn)行更為深入的研究，提高其應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]何曉毛，常壯壯，郝文東，等.某型脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)雙機(jī)熱備份系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2021，29（06）：65-69.

[2]范青，甘成才.MARX發(fā)生器在脈沖雷達(dá)發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2018，39（05）：70-74.

作者簡(jiǎn)介

劉喆（2000.07.12——），女，漢族，籍貫：山東省平度市，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：頻譜控制。