脉冲雷达发射机频谱控制分析

摘要：我国科学技术领域的不断发展，使各个领域都有了重大的突破性进展。其中无线电频谱就是其中的重要研究成果。尤其在现代社会得到广泛的认可并已经对其进行合理的开发应用。本文针对脉冲雷达发射机频谱控制展开分析。其中脉冲雷达发射机是雷达的主要分系统，也是频谱管理的对象。希望本文可以为有需要的人提供简单的帮助。

关键词：脉冲雷达;发射机;频谱控制

引言

所谓的无线电频谱，是一种可以不受时域、空域、地域影响的自然资源。可以有效的对雷达系统中的脉冲雷达发射机进行有效的管理控制。不过，其在实际的应用过程当中容易受到外界因素的影响，因此，人们对频谱的发射技术以及控制技术进行更为深入的研究。

一、原理

脉冲雷达发射机频谱控制技术的运作原理，主要体现在一定范围的频段内、雷达发射机在产生所需功率时发射的干扰信号而产生的额外且有效地干扰作用。例如固态器件、行波管、正交场放大器、调速管等发射装置，都能对功率进行放大化作用，同时，此类装置在正常运作时会发射出部分复杂频率，类似宽带噪声、谐波、基波等发射信号，这些复杂频率都在一定程度上会对设备产生干扰作用。随着时代的不断发展以及科技水平的提高，该控制技术的应用范围逐渐广泛，这使得射频频谱相对拥挤，针对该状况，科研人员加大了对电磁兼容性方面的研究，以加大对各部分的关联性。例如，电磁兼容性对最小频谱的占有范围、传输信息所用的必要频带宽度，以及对频谱区最高效划分区域等方面产生的关联和影响[1]。

二、改善方法分析

（一）发射机改善因子的计算

在进行发射机改善因子的计算时，首先需要进行发射机改善因子的度量。如果脉冲雷达发射机端输出的射频频谱信号在各个临近脉冲之间出现宽度、频率或相位不稳定的情况，会使目标物体的回波信号无法被滤波组件完全抵消，进而导致雷达的测量结果出现问题。发射机改善因子可以借助信噪比进行度量，即通过射频频谱信号的峰值功率与噪声信号的功率比进行表示。需要注意通过信噪比得到的发射机改善因子的度量值受偏离载频影响，实际计算时应予以考虑。

在进行信噪比的测量时，由于频谱仪在实际使用中的特性与射频脉冲信号的特性，需要对噪声功率测定值进行修正，一般使用噪声功率电平修正、峰值电平修正这两种方法。需要注意在使用峰值電平修正时，因为调制载波的功率频谱内由大量的频率成分组成，而每个频谱成分只包含脉冲串信号的一部分峰值功率数据，这直接导致脉冲串信号的峰值功率与实际谱线显示的最大功率电平并不等值，因此需要对最大谱线功率电平按照峰值功率的相关特性进行修正。

（二）频谱仪参数的优化设置

通过完成对发射机改善因子的计算，可着手开始对影响发射机输出效果的参数进行调整，首先在对分辨率带宽（RBW）进行调整时，相关人员应认识到分辨率带宽若数值过低，会导致射频信号的能量丢失;而数值若过高，则会导致噪声过多，影响测量的精确性。因此在实际调整过程中，应以脉冲串信号的最大单根谱线宽度为基准对带宽进行调整。

完成分辨率带宽的调整后，可保证频谱仪对射频信号的接收效果，后续可对测量灵敏度进行修正调整，频谱仪的测量灵敏度是基底噪声电平的另一定义，优化该参数一般采用设置衰减器、设置视频带宽（VBW）的手段。衰减器通过对高电平信号进行衰减，可对频谱仪起到保护作用，是频谱仪实际使用过程中的重要组件，同时其衰减作用能避免输出互调干扰，加强测量的效果精度。而通过设置视频滤波器的视频带宽，能将电信号进行平滑化，使噪声的峰值变化速率显著降低，优化使用效果[2]。

最后调整参考电平、扫宽与扫描时间，究其原因，主要是这三个动态范围参数的调整需要射频信号的峰值电平、噪声信号的峰值电平等其他参数。在进行参考电平的优化时，使用合适的参数可以使射频信号的峰值电平、噪声信号的峰值电平都得到显示，从而有利于差值数据的读取;而在进行扫宽（SPAN）的设置时，相关人员可根据频谱仪实际工作需要，按照重复频率的三到五倍进行设置;扫描时间（ST）的设置因与分辨率带宽、视频带宽与扫宽等参数相关联，建议不进行调整。

三、研制情况

脉冲形成器的壳体结构是应用铣床进行加工来获得，功分器与合成器的构建应用的是微带线同相三分贝电桥，定向耦合器的构建形式为带状线，调制衰减器结构是独立模式，并且是全屏蔽式的，在印制板结构上将控温与脉冲控制电路进行衔接同步运行。电路结构设计当中低频与射频两个区域之间会设置相应的隔离措施，脉冲整形前后两个部分之间不能进行相互接触，需要进行全面的屏蔽。

在加工生产的成品调试当中，若是将脉冲整形前后的两部分电路之间，不设置相应的屏蔽装置，那么在实际运行当中频谱改善的效果无法发挥出来，因而屏蔽装置的设置至关重要。另外，设备的各个接地装置结构，在进行组建运行的过程中，需要对各项干扰因素进行重点关注，脉冲控制电路的运行容易产生滤波问题，这一点也需要进行重点防控，否则容易导致设备运行期间出现无法控制或电路传输混乱的情况。而前级放大器装置当中，应用的PIN调制衰减器规格是反射式，就需要在输出端设置隔离器，发挥保护作用。

总体而言，目前生产的脉冲形成器在输出之后会经过可变衰减器之后，可以让速调管高功率放大器直接启动运行，并且速调管运行当中的高压调制脉冲工作区域是在射频激励脉冲范围之外。因而发射机的输出功率频谱水平会受制于脉冲形成器输出功率频谱，运行的效果良好，能够满足相应标准要求。

结论

随着国际社会竞争的严峻形势以及科学技术领域的重大突破，让人们渐渐的认识到无线电频谱的重要性。只要对其进行更为深入的研究，就可以利用其在国际竞争中获得一席之地。然而，其非常容易受到外界因素的干扰，从而影响实际的应用效果，这也就表明了相关科技人员还要对脉冲雷达发射机频谱控制进行更为深入的研究，提高其应用效果。

参考文献

[1]何晓毛，常壮壮，郝文东，等.某型脉冲雷达发射机双机热备份系统设计[J].电子设计工程，2021，29（06）：65-69.

[2]范青，甘成才.MARX发生器在脉冲雷达发射机中的应用[J].现代雷达，2018，39（05）：70-74.

作者简介

刘喆（2000.07.12——），女，汉族，籍贯：山东省平度市，学历：本科在读，研究方向：频谱控制。