一种大功率罗兰C脉冲发射机及其波形调制方法与流程

本发明涉及其罗兰c脉冲信号调制技术，尤其涉及其一种大功率罗兰c脉冲发射机及其波形调制方法。

背景技术：

罗兰c脉冲信号调制技术主要应用于长波授时、罗兰c导航系统中。

现有罗兰c脉冲信号的调制方法主要是：通过高储能电容器瞬时向lc振荡电路放电，产生大电流阻尼振荡，得到大功率信号，其发射信号主通道是控制组合—功率产生器—射频开关—耦合网络—输出网络—开关网络。这种调制方法技术成熟，可靠性高，但扩展、升级能力不足，对未来新信号体制(增强型罗兰c信号)很难适应。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种大功率罗兰c脉冲发射机及其波形调制方法，能够很好适应新信号体制，调制不同格式的罗兰c信号。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种大功率罗兰c脉冲发射机，包括信号激励器，信号激励器输出端串接有功率放大器，功率放大器连接有用于对功率放大器输出的脉冲信号进行匹配、滤波的匹配滤波器，匹配滤波器连接有天线调谐器，天线调谐器用于信号的调谐处理，并将脉冲信号输送至天线；

所述功率放大器包括与信号激励器输出端连接的罗兰c调制器，罗兰c调制器输出端设有十个数字分配器，每一数字分配器分别连接有十二个并联的功放单元，每一功放单元连接有一功率合成变压器，功率合成变压器次级互相串联，形成功率合成网络，功率合成网络连接到所述匹配滤波器；

所述罗兰c调制器内设有预失真单元，用于失真分析处理、预失真处理、波形生成，预失真单元还连接有信号采集单元。

进一步，所述信号采集单元为a/d转换器。

一种大功率罗兰c脉冲发射机的波形调制方法，具体步骤包括：

来自天线反馈的脉冲信号，通过高速数字a/d转换器采样及其量化处理，获得脉冲信号的量化值；该量化值经预失真单元进行失真分析，判断出脉冲信号在幅度、相位上的失真情况，据此对脉冲信号的量化值进行预失真处理，并根据处理结果由生成算法软件生成和天线辐射的失真脉冲信号相反的辅助失真信号；然后通过辅助失真信号对脉冲信号进行动态调整，直至天线反馈的脉冲信号符合标准罗兰c脉冲信号的波形为止。

本发明的有益效果是：本发明主要应用于长波授时、罗兰c导航系统中的发播分系统，通过预失真闭环处理系统实现了罗兰c脉冲信号的预失真处理和动态调整，可兼容新、老信号体制，有效地降低了信号失真度，提高了发射机性能指标。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明预失真闭环处理系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种大功率罗兰c脉冲发射机，包括信号激励器，信号激励器输出端串接有功率放大器，功率放大器连接有用于对功率放大器输出的脉冲信号进行匹配、滤波的匹配滤波器，匹配滤波器连接有天线调谐器，天线调谐器用于信号的调谐处理，并将脉冲信号输送至天线；

该发射机还包括电源，电源为高压交、直流电源，分别与所述信号激励器、功率放大器、匹配滤波器、天线调谐器连接，用于提供电能；所述电源包括多个分布式开关电源模块，个别功率模块故障时，可自动退出工作，其它模块仍可保持功率输出，可靠性高；

该发射机还包括冷却装置，冷却装置为功率放大器、电源、假负载、信号激励器、监控管理设备、匹配滤波器、天线调谐器提供冷却；所述冷却装置包括强迫风冷系统和自然对流冷却系统，强迫风冷系统对功率放大器、电源、假负载提供冷却，自然对流冷却系统对信号激励器、监控管理设备、匹配滤波器、天线调谐器提供冷却；

该发射机还包括监控管理设备，所述监控管理设备采用plc控制体系，用于对发射机的控制与保护，对状态进行实时采样，通过显示设备进行展示；

所述功率放大器包括与信号激励器输出端连接的罗兰c调制器，罗兰c调制器输出端设有十个数字分配器，每一数字分配器分别连接有十二个并联的功放单元，每一功放单元连接有一功率合成变压器，功率合成变压器次级互相串联，形成功率合成网络，功率合成网络连接到所述匹配滤波器；功率合成变压器采用这种连接方式，无需调谐元件调谐处理，具有方便装拆，利于使用维护的优点；

所述匹配滤波器包括匹配电路，匹配电路输入端与所述功率放大器相连，匹配电路输出端连接有滤波回路，滤波回路用于对信号二次以上谐波的抑制，滤波回路输出端设有单刀双掷开关，单刀双掷开关一不动端连接天线调谐器，另一不动端连接假负载，假负载包括多个并联设置的高频无感电阻体，用于实现假负载电阻值；

所述天线调谐器，与滤波回路输出端连接，通过调整lc网络的元器件参数，使天线回路达到谐振，呈现纯阻，将功率放大器的输出功率最有效地传送到天线上；

如图2所示，所述罗兰c调制器内设有预失真单元，用于失真分析处理、预失真处理、波形生成，预失真单元还连接有信号采集单元。所述信号采集单元与预失真单元、罗兰c调制器、数字分配器、功放单元、天线形成预失真闭环处理系统；所述信号采集单元采用a/d转换器。

脉冲信号的生成包括：信号激励器将信息转化为输入信号并输出；通过罗兰c调制器转换成脉冲信号并输出至多路数字分配器；每一路数字分配器将脉冲信号分配至多路功放单元进行信号放大；各路放大的脉冲信号经功率合成网络合成为一路脉冲信号；脉冲信号经调谐器调谐后通过天线辐射出去。

脉冲信号波形的调制方法，具体步骤包括：

来自天线反馈的脉冲信号，通过高速数字a/d转换器采样及其量化处理，获得脉冲信号的量化值；该量化值经预失真单元进行失真分析，判断出脉冲信号在幅度、相位上的失真情况，据此对脉冲信号的量化值进行预失真处理，并根据处理结果由生成算法软件生成和天线辐射的失真脉冲信号相反的辅助失真信号；然后通过辅助失真信号对脉冲信号进行动态调整，直至天线反馈的脉冲信号符合标准罗兰c脉冲信号的波形为止。

一个罗兰c脉冲持续时间为260μs，即100khz的载频持续26个周期，根据罗兰c包络的仿真数据并结合发射机实际情况，按照最大120个功放单元进行量化，得到每个周期需要工作的功放单元个数，因每个分配器后端控制12个功放单元，需要把每个周期打开的功放单元个数分配到每个数字分配器，分配方案如表1所示：

表1信号分配方案

发射机由于天线调谐器、天线带宽等因素会引起信号失真的现象，天线发射的脉冲信号会在幅度、相位上出现失真畸变，为了解决信号失真，发射机通过预失真闭环处理系统对信号分配方案进行动态调整，进而实现对输出波形幅度和相位的调制，满足罗兰c脉冲信号对时间与幅度的要求。

本发明主要应用于长波授时、罗兰c导航系统中的发播分系统，通过预失真闭环处理系统实现了罗兰c脉冲信号的预失真处理和动态调整，可兼容新、老信号体制，有效地降低了信号失真度，提高了发射机性能指标。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。