[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

说明书

本发明提供的一种罗兰C发射机主电路及其发射波形产生方法，该主电路包括：多个D类固态功放单元、多个合成变压器和匹配调谐单元。通过多个D类固态功放单元和多个合成变压器，合成与参考激励电压波形一致的阶梯电压波形，以及通过匹配调谐单元将合成的阶梯电压波形生成发射的罗兰C电流波形。由于D类固态功放单元本身的高效率特性，使得发射机的整体效率大为改善；还可以将D类固态功放单元与合成变压器通过串并联的组合扩容方式，实现不同功率等级要求，例如100kW到2MW级别，针对不同需求发射机在工程实现上不需要重复设计。同时也使得罗兰C发射机在整个罗兰脉冲时间段都可以实现全数字化阶梯波合成。

技术领域

本发明涉及无线电信号发射领域，更具体地，涉及一种罗兰C发射机主电路及其发射波形生成方法。

背景技术

罗兰的全称是远程导航，罗兰C是一种远程双曲线无线电导航系统，作用距离可达2000公里，中心频率为100kHz，包络线为指数状的相位调制脉冲，成为现代无线电定位、导航、授时系统所广泛采用的国际标准无线电信号。它成功地解决了周期识别问题并采用了比相、多脉冲编码和相关检测等技术，成为陆、海、空通用的一种导航定位系统。罗兰C系统由设在地面的1个主台与2～3个副台合成的台链和飞机上的接收设备组成。测定主、副台发射的两个脉冲信号的时间差和两个脉冲信号中载频的相位差，即可获得飞机到主、副台的距离差。距离差保持不变的航迹是一条双曲线；再测定飞机对主台和另一副台的距离差，可得另一条双曲线。根据两条双曲线的交点可以定出飞机的位置，这一位置由显示装置以数据形式显示出来。

罗兰C无线电导航系统在80年代以前是主流的远程导航和授时系统，使用非常广泛。随着天基卫星导航系统问世，包括GPS和北斗导航，罗兰C系统的关注度降低。但是如果把GPS卫星导航系统作为唯一导航定位授时的手段是错误和危险的，因为GPS卫星导航系统主要依靠天基卫星，存在损坏不易修复的风险，而且传播到地面的卫星信号容易被遮挡而衰减，在一些复杂地形和热带雨林地区信号质量差，卫星信号也容易受到敌对方干扰，在战时存在很高风险。

罗兰C发射机则是无线电定位、导航和授时系统的核心环节。其发射功率、脉冲相位和波形的准确度直接影响到无线电导航和长波授时系统的覆盖范围及定位、授时精度。而当前国内正在运行的罗兰C 发射机是中电20所在仿制美国Megapulse公司的Accufix7500型发射机的基础上研制的基于半周磁脉冲发生器的第一代固态发射机。这种罗兰C发射机存在效率较低的问题，只在开始的四个半周时间内产生激励电流，采用一种较为复杂的间接调控罗兰波形的方式，极大地限制了基于罗兰C的无线电导航和授时系统性能指标的提升。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提供一种罗兰C发射机主电路及其发射波形生成方法。

第一方面，本发明提供一种罗兰C发射机主电路，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，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，用于将所述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。