一种新型宽脉冲调制器的实现

脉冲调制器是脉冲雷达发射机的重要组成部分，它产生一定宽度和重复频率的脉冲去驱动行波管栅极，用来控制行波管的工作，以产生大功率射频脉冲，经馈线和收发开关由天线辐射到空间。但随着雷达技术的发展，要求发射机应该具有多脉冲工作模式，此时需要设计一种新型脉冲调制器，能够满足高重频、大工作比、大脉宽等多样化的复杂脉冲工作方式。本文设计的的脉冲调制器能输出大工作比、高重频及脉冲宽度都很大的调制脉冲，可以广泛应用在多种型号的雷达发射机中。

　　脉冲调制器的特点

该调制器与普通的调制器相比，具有如下特点。

输出脉冲宽度范围大。最大可以到几百毫秒。由于无须直接进行宽脉冲传输,只需前后沿脉冲或子脉冲(均为窄脉冲)进行隔离传输即可,因而同一脉冲隔离变压器即可进行多种宽度的传输，同时也有利于脉冲隔离变压器的制作。采用光纤进行高低电位隔离，可以很好解决高低电位隔离的干扰问题。具有高重频、大工作比的特性。脉冲前后沿可以做到纳秒级。

　　脉冲调制器的原理

调制器的工作原理如图1所示。定时脉冲有雷达定时器给出，经光纤发射/接收模块将定时脉冲传输到高电位上，然后进行开启脉冲和截尾脉冲的调制，形成开启脉冲串和截尾为脉冲串，再进行合成驱动脉冲变压器，在脉冲变压器的次级进行开脉冲和截尾脉冲的解调，最后驱动开关管生成栅极脉冲，该调制器的各点测试波形如图2所示。在无触发脉冲信号时,电路始终产生截尾调制脉冲串，可使开启管可靠截止、截尾管可靠导通，同时在负偏置电源Eg与栅极之间接一合适的导通电阻，确保行波管栅极一直接通负偏置电源Eg，从而保证行波管本身的安全。

　　脉冲调制器设计方案

　　高低电位隔离

由于高压隔离脉冲变压器不能很好解决高低电位的隔离干扰问题，同时进行多脉冲宽度传输时很难兼顾各种脉宽，致使高电位接收的脉冲波形很差。因此本调制器采用光纤进行高低压隔离，同时对定时脉冲进行传输。既解决了高低电压隔离相互干扰的问题，同时也保证了多脉冲宽度传输过程中定时脉冲前后沿的指标质量。

　　脉冲调制电路的设计

该脉冲调制器的关键是要产生周期远小于定时脉冲的脉冲串，并且该脉冲串的第一个脉冲前沿要与定时脉冲同步,最简单的就是采用双单稳态电路(如54LS123或CD4098B)产生所需要的开启脉冲串、截尾脉冲串。只需将定时脉冲送到电路使能端，同时将脉冲信号接到所需的沿触发端子即可得到相应的开启、截尾脉冲串。原理图如图3、4所示，其中图中R、C可调整脉冲串内子脉冲的周期。调制后的开启、截尾脉冲串不可直接驱动信号传输变压器进行脉冲合成，必须经过全桥驱动电路和放大电路对调制后的信号进行合成驱动放大，然后再去驱动变压器,以保证变压器次级信号经波形还原电路后有足够高的电压幅度。

　　脉冲解调电路的设计

脉冲的解调电路如图5所示。解调后的开启脉冲和截尾脉冲完全互补，如图5A、B所示波形。利用开关管结电容充放电组成检波电路。通过适当改变子脉冲的频率，可使得开关管的控制波形比较理想，从而有效保证输出栅极脉冲的性能

　　脉冲调制器的保护

由于调制器是浮动在阴极高压上，　当行波管打火时，容易在阴栅之间形成尖峰电压而损坏调制器，因此需要对调制器加以有效保护。如图5所示在栅极前串接一高压无感电阻及快恢复二极管，阴栅之间并接快恢复二极管及气体放电管，均可有效的保护调制器保护电路。

　　结束语

实验证明,该调制器的设计是可行的经验证，具有较高的稳定性和可靠性，尤其具有很强的抗行波管打火的能力，由于在脉冲隔离传输过程中一直为窄脉冲，在很大程度上解决了高重频、多脉宽、大工作比的问题，具有很强的通用性，所以可推广应用于其它各种复杂脉冲体制行波管发射机以及磁控管发射机的预调器。

　　参考文献：

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