摘 要：自从30年代锁相技术被提出来以后，起基本理论和技术已经日益成熟，锁相技术现在已经广泛地应用与电子技术的各个领域。尤其是随着高可靠微波元器件和数字集成电路技术的发展，锁相调制技术在弹载微波遥控系统的超小型发射机中的应用也成为了可能完成的工作。本文首先介绍了单环锁相调制技术的基本原理，然后对单环锁相调制电路的参数设计做了详细的介绍，最后具体描述了超小型锁相遥测发射机的整机系列化和模块化设计。
关键词：超小型锁相 遥测 发射机模块化 研制
中图分类号：V443.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0019-01
锁相环技术是一种能够实现频率的自动调整，从而使得输出信号与输入信号一致、利用输出信号与输入信号的相位差产生误差信号的闭环控制技术。采用了锁相技术的发射机不仅具有重量轻、体积小、调制性能好的特点，还能实现在恶劣的环境条件下的稳定工作。
1 单环锁相调制技术
通过对单环直接分频锁相调制的研究，可以对锁相方案和调制注入方式有一个具体的研究。在压控振荡器和环路滤波器之前注入调制信号构成两点注入的微波锁相调频是微波分频锁相调制与单环直接分频锁相调制方案的主要区别。由于调制器输出是利用微波直接分频稳定载频的，所以其输出频率的稳定度只取决于环路晶体振荡器频率的稳定度。该环路调制频率的低端相应不灵敏主要是会受到在VCO处注入的信号被锁相环路调制跟踪的影响。因此，最好的解决方法就是在两点同时注入，在相应的条件下，调制频率的高低段会得到互补的，从而可以使得锁相环路的调制响应达到平坦的状态。滤波回路一般只有调相功能，因此我们还需要对调制信号进行分析；显而易见，如果要求环路输出调相信号，只需在VCO调制之前对调制信号进行微分就可以了；LFA是一种辅助低通滤波器，其主要是用来过滤PD输出的交流分量，降低干扰成分的。
2 锁相调制电路中的相关参数设
锁相调制电路中的VCO设计是整个发射机研制过程中的最为关键的部分。在整个的发射机工作频率范围内还要求其输出功率大、噪声特性好、压控线性好。因此在设计过程中采用的是高线性变容二极管2B11C和进口双极晶体管。为了满足调制环路和锁相环路的调制频偏的设计要求，VOC需要有两个压控输入端。其环路滤波器传递函数为：
设计环路时取1≥≥0.707，根据锁相环路等效噪声选择锁相环路工作带宽，并根据锁相环路中值确定和值，即确定锁相环路有源比例滤波器的元件值。
当锁相环路工作频率不同而使和值的作用相应变化时，很难使等式成立，一般利用存储器加转换器进行修正。这里由于N大，变化值小，采用积分器加电位器微调来使等式成立。
根据以上公式，我们需要注意的是，因为环路滤波器受到分频器的影响，其比例项会随着有所增加，从而使得环路滤波器对鉴相器输出的交流信号的抑制作用十分有限，为了满足便带干扰的要求，需要在设计时加入辅助低通滤波器。低通滤波器可以使其边带抑制改善度S为：
3 模块化设计
锁相环路使用五个工作频率，稍有不同的晶体，作为遥测发射机晶体振荡器的“零件”，从而让S波段在2200.5～2300.5MHz范围内有101个遥测点频。在设计时，发射机的关键部件就是体积小、能耗少、线性相位高的输出带通滤渡器。该部件的性能会影响整个发动机的体积、功耗等性能。而在设计超小型发射机时，我们又要采用S波段的微波ILA作为发射器的有源滤波器，从而让机器实现滤波功能。根据微波注入理论，我们可以知道，微波注入振荡器有窄带带通滤波的特性，其锁定宽带的具体形式如下：
系统中采取了压控形式来模拟温度的补偿技术对振荡器的工作频率和输出频率进行温度的补偿，达到了克服微波注入振荡器在全温度范围内输出功率波动大和频率稳定度差等缺点。为了使遥测发射机在整个S波段（2.2～2.3 GHz）进行模块设计，将该波段分成10段，同时通过选择不同的变容二极管有较好的一致性前提下，将所需工作频率对应分压电阻制成相应的表格进行模块化设计。
功率放大器的模块化设计主要采用的是宽带设计技术。在此，采取的是两种晶体管设计，其中一种是采用微波场效应管功率合成设计，功率放大器模块化设计采用宽带设计技术。这里采用两种晶体管进行设计，采用3 dB电桥作为功放的合成器和分配器。这种结构形式频带宽、体积小，还可以取代功放电路中的对功放管和输出隔离器进行降额设计。另一种宽带设计技术是采用共基硅放大管的设计，其输入网络采取的是集中分布形式的指数渐变线，输出电路采用了变阻滤波器，同时还设有输出隔离保护设施。
自从30年代锁相技术被提出来以后，起基本理论和技术已经日益成熟，锁相技术现在已经广泛地应用与电子技术的各个领域。总而言之，在合理选择输入调制电路的时候，利用两点注入调制分频锁相环就能得到宽带调制特性。只有锁相环路元器件的相关性达到需求要求时，锁相环路才能不受低调制频率的限制，得到调制频偏。但是由于环路具有载频特性，遥测发射机的输出频率稳定度主要是取决于发射机锁相环路所用的晶体振荡器的稳定度。从相关数据上我们可以看出，该锁相遥测发射机具有抗震动、性能好、重量轻和体积小等特点，可以满足遥测系统的标准化、系列化、模块化和小型化等设计的要求。
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