[发明专利]一种罗兰C发射机主电路及其发射波形生成方法

权利要求书

1.一种罗兰C发射机主电路，其特征在于，包括：多个D类固态功放单元、与所述D类固态功放单元对应的多个合成变压器，还包括匹配调谐单元；

每个所述D类固态功放单元的输入端并联连接到直流电源、输出端与对应的所述合成变压器的输入端相连；所述多个合成变压器的输出端串联后与所述匹配调谐单元的输入端相连；

所述D类固态功放单元和所述合成变压器用于合成与参考激励电压波形一致的阶梯电压波形；

所述匹配调谐单元用于将所述合成的阶梯电压波形生成发射的罗兰C电流波形；

其中，工作在激励模式或阻尼模式的D类固态功放单元数量根据参考激励电压幅值与直流电压相除的结果确定。

2.根据权利要求1所述的主电路，其特征在于，所述匹配调谐单元包括匹配变压器和调谐电感；

所述匹配变压器与所述多个合成变压器串联后的输出端相连，用于将发射天线的等效阻抗与D类固态功放单元组的额定输出阻抗相匹配；

所述调谐电感与发射天线的等效阻抗串联构成天线调谐回路，用于对所述合成的阶梯电压波形进行滤波调谐处理后，生成发射的罗兰C电流波形。

3.根据权利要求1所述的主电路，其特征在于，所述D类固态功放单元为由四个全控型功率开关器件构成的全桥电路；

全控型功率开关器件中三极管的源极和漏极之间反向并联一个二极管；

第一三极管(Q1)与第二三极管(Q2)串联，第四三极管(Q4)与第三三极管(Q3)串联；第一三极管(Q1)与第四三极管(Q4)的源极均与直流电压的一极相连，第二三极管(Q2)与第三三极管(Q3)的漏极均与直流电压的另一极相连；第一三极管(Q1)的漏极经合成变压器与第三三极管(Q3)的源极相连，第四三极管(Q4)的漏极经合成变压器与第二三极管(Q2)的源极相连。

4.根据权利要求3所述的主电路，其特征在于，所述D类固态功放单元的工作模式包括激励模式、切出模式和阻尼模式；

所述激励模式为第一三极管(Q1)和第三三极管(Q3)，第四三极管(Q4)和第二三极管(Q2)轮流导通，用于罗兰C电流波形包络线的上升沿阶段，直流源始终流向天线调谐回路输出功率，所述D类固态功放单元处于逆变状态；

所述切出模式为第一三极管(Q1)和第四三极管(Q4)关断，第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)导通，电流流经第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)形成闭合回路，所述D类固态功放单元处于关断切出状态；

所述阻尼模式为四个三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)均停止驱动，用于罗兰C电流波形包络线的下降沿阶段，电流流经与三极管反向并联的二极管回流至直流源，所述D类固态功放单元处于整流状态。

5.根据权利要求3所述的主电路，其特征在于，所述三极管为MOS管或绝缘栅双极型晶体管。

6.一种罗兰C发射机主电路的发射波形生成方法，其特征在于，包括：

S1，驱动每个D类固态功放单元和每个合成变压器，以合成与参考激励电压波形一致的阶梯电压波形；

S2，匹配调谐单元将所述合成的阶梯电压波形生成发射的罗兰C电流波形；

所述S1还包括：将参考激励电压幅值与直流电压相除，根据相除结果确定工作在激励模式或阻尼模式的D类固态功放单元数量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S2包括：

通过设定匹配变压器的变比，使D类固态功放单元的额定输出阻抗与发射天线的等效阻抗相匹配；

根据发射天线的容性电抗大小，调节调谐电感线圈的电感量，使天线调谐回路谐振。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述参考激励电压由调谐电感、发射天线等效阻抗和所要生成的罗兰C电流波形决定。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述罗兰C电流波形的函数为：

相应地，所述参考激励电压波形的函数为：

其中为相位编码，取值为0或π；τ为罗兰脉冲上升到峰值点所需要的时间；L_lp＝2L_t，L_t为调谐电感的电感量；R_A为发射天线的等效阻抗；f₀为中心频率100kHz。