[实用新型]一种改善发射信号稳定性的电路

说明书

本实用新型公开了一种改善发射信号稳定性的电路,其高压电源与储能电容连接，储能电容与调制器连接，调制器与微波管的阴极连接；微波管的管体与管体电流调整电路连接，管体电流调整电路与管体电流支路连接；微波管的收集极与收集极电流支路连接；管体电流支路和收集极电流支路分别与储能电容连接；高压电源为储能电容充电，提供恒定直流高压；储能电容存储高压直流能量；调制器闭合时，所述储能电容即可经过调制器对微波管进行放电；管体电流支路、收集极电流支路以及管体电流调整电路为调制器放电提供电流回路。

技术领域

本实用新型涉及一种改善发射信号稳定性的电路，属于微波放大器技术领域。

背景技术

发射信号的稳定性是指射频信号的振幅、相位、脉冲重复频率和脉冲宽度的稳定性。现代雷达广泛采用脉冲压缩、动目标显示和脉冲多普勒技术，它们都要求发射信号具有良好的稳定性。例如在动目标显示(MTI)雷达中，发射信号的相位失真将会导致改善因子的下降；在脉冲多普勒(PD)雷达中，微波放大器产生的噪声将会导致谱线的加宽和检测区内边带噪声电平的增加，影响雷达在杂波背景下的可见度，或者造成虚假目标回波的出现。

影响发射信号稳定性的因素可分为确定的不稳定量和随机的不稳定量。确定的不稳定量来自发射机电源的纹波、脉冲调制波形的顶部波动和周围环境有规律的机械振动等因素，通常是时间的周期性函数。随机的不稳定量是任意的，如发射管的噪声，调制脉冲幅度的随机变化等都可能是原因之一。一般情况下，射频放大器内部噪声调制的影响远小于由电源纹波等规则寄生调制的影响。此外，在雷达的应用中，主要关心的是发射信号的短期稳定性，即考虑的是这些不稳定量在脉内的和脉间的变化。

发射信号的稳定性在频率域中采用信号的相位噪声来计量，它表示频域内发射信号在信号频谱中的寄生输出。例如，在PD雷达系统中，为了得到理想的杂波抑制和目标探测能力， PD气象雷达对信号的相位噪声典型要求是优于-85dBc，而军用机载火控脉冲多普勒雷达对发射信号相位噪声的要求则更加严格。为满足信号频谱纯度要求，对发射机必须进行有针对性的精心设计。如机载PD雷达中，发射机高压电源需要采用稳压电源，并且其纹波和稳定性要优于10-4～10-5，脉冲调制器顶部波动要求不大于2％～3％，顶降不大于5％。

在大功率速调管发射机中，速调管电子注电压一般在几十千伏到几百千伏，电子注电流在几十安培，这样的大功率高压电源几乎都是通过高频开关电源来完成。根据发射机信号稳定性要求，高压电源的稳定度要求在10-4～10-5，而数十千瓦甚至数百千瓦功率量级的高压开关电源要达到10-4～10-5稳定度非常困难；并且，在脉冲期间，高压电源对储能电容补充的能量远小于其泄放的能量，随着脉冲能量的不断减少，储能电容上的电荷将越来越少，电压越来越低，从而使输出调制脉冲的后沿幅度低于前沿的幅度，即产生脉冲顶降，从而导致发射机输出射频信号产生幅度失真和相位失真，幅度失真会降低雷达的距离分辨力，相位失真导致输出信号产生频率偏移。增大储能电容的容量可以减小脉冲顶降，但为了防止微波管打火时被损坏，减小脉冲顶部波动以及受到发射机体积的限制，在选择储能电容的容量时，余量不能留的太大；此外，发射机射频输入信号和输出信号之间存在着相位延迟，而相位延迟主要是由微波管中电子渡越时间决定的。调制脉冲幅度的变化会引起电子速度的变化，进而电子渡越时间也随着发生变化，导致射频输出信号的相位不稳定。因此要满足发射信号稳定性要求，调制脉冲幅度的稳定性和调制脉冲顶部波动应控制在较高水平。