[發(fā)明專利]正向電壓合成的羅蘭C發(fā)射機主電路

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• 申請日: 2021-06-14
• 公開（公告）號: CN113381521A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許奎;米正衡;王偉;張海光;齊鵬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種正向電壓合成的羅蘭C發(fā)射機主電路，包括功放模塊、后沿電路、諧振網(wǎng)絡(luò)和功放電源，所述的功放電源為功放模塊和后沿電路提供工作電壓；所述的功放模塊采用D類功率放大器，將功放電源輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為羅蘭C工作頻率的交流方波電壓；所述的后沿電路連接功放模塊相連和諧振網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生羅蘭C電流后沿；所述的諧振網(wǎng)絡(luò)完成與發(fā)射天線調(diào)諧濾波，將合成的正向電壓震蕩產(chǎn)生標準羅蘭C電流。本發(fā)明兼具發(fā)射效率高及合成周期較少、相位控制簡單、易于工程化實現(xiàn)等優(yōu)點，能夠有效減少羅蘭C發(fā)射機電壓輸出、合成、控制的周期，減少功放模塊參與數(shù)量，降低發(fā)射機成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低頻大功率發(fā)射領(lǐng)域，具體涉及一種羅蘭C發(fā)射機主電路，用于羅蘭C信號發(fā)射。

背景技術(shù)

羅蘭C系統(tǒng)是一種陸基遠程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，具有較高的重復(fù)定位精度、較強的抗干擾能力和全天候的連續(xù)定位能力。羅蘭C系統(tǒng)主要由運控中心、發(fā)射臺、監(jiān)測站、差分站和授時用戶組成，三個及以上發(fā)射臺構(gòu)成一個臺鏈，每個發(fā)射臺工作頻率為100kHz，發(fā)射經(jīng)固定相位編碼的定時脈沖信號，主臺每組發(fā)九個脈沖，副臺每組發(fā)八個脈沖，各副臺與主臺間定時脈沖有固定時延差。在工作區(qū)內(nèi)某點接收到臺鏈中不同發(fā)射臺的羅蘭C臺站信號，計算不同臺站到達接收點的時間差，利用電波傳播速度穩(wěn)定的原理將時間差轉(zhuǎn)換為距離差，從而解算出接收點的位置信息。

羅蘭C系統(tǒng)作為陸基遠程導(dǎo)航系統(tǒng)的典型代表，在上世紀八、九十年代獲得了廣泛的應(yīng)用，世界上曾經(jīng)擁有羅蘭C系統(tǒng)的國家主要有美國、俄羅斯、挪威、法國、德國、英國、韓國、日本和中國等。2010年前全世界部署有60多個發(fā)射臺，總計有20多個臺鏈，工作區(qū)域幾乎覆蓋了整個北半球，大部分的軍用飛機、艦船都裝備有羅蘭導(dǎo)航儀。該系統(tǒng)是除衛(wèi)星導(dǎo)航外唯一可以獨立提供完善的PNT(導(dǎo)航、定位、授時)信息的國家基礎(chǔ)設(shè)施和戰(zhàn)略資源，是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最佳備份和補充手段。

羅蘭C發(fā)射機是羅蘭C系統(tǒng)信號發(fā)播、功率產(chǎn)生及波形形成的重要部分，其性能直接影響該系統(tǒng)的覆蓋范圍及導(dǎo)航、定位、授時精度。傳統(tǒng)羅蘭C發(fā)射機基于磁脈沖壓縮原理，采用4個半周電流合成大功率電流波形，通過沖擊后端調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)震蕩產(chǎn)生標準羅蘭C電流波形，傳統(tǒng)發(fā)射機受限于充電電容、可控硅、磁脈沖器等器件性能，發(fā)射效率較低；全周期電壓合成的羅蘭C發(fā)射機通過正向電壓與負向電壓合成，形成25個周期的大功率電壓波形，通過沖擊后端調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)震蕩產(chǎn)生標準羅蘭C電流波形，全周期電壓合成的羅蘭C發(fā)射機電壓合成周期較多，相位控制繁瑣，不易實現(xiàn)全周期相位精確控制，難以大功率工程化實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種正向電壓合成的羅蘭C發(fā)射機主電路，能夠提高發(fā)射效率，縮短合成周期，實現(xiàn)大功率工程化。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種正向電壓合成的羅蘭C發(fā)射機主電路，包括功放模塊、后沿電路、諧振網(wǎng)絡(luò)和功放電源。

所述的功放電源為功放模塊和后沿電路提供工作電壓；所述的功放模塊采用D類功率放大器，將功放電源輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為羅蘭C工作頻率的交流方波電壓；所述的后沿電路連接功放模塊相連和諧振網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生羅蘭C電流后沿；所述的諧振網(wǎng)絡(luò)完成與發(fā)射天線調(diào)諧濾波，將合成的正向電壓震蕩產(chǎn)生標準羅蘭C電流。

所述的功放模塊包括全橋電路和變壓器組成，全橋電路輸入端與功放電源連接，并按羅蘭C工作頻率交替導(dǎo)通和關(guān)斷，將功放電源輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成交流方波電壓，全橋電路輸出端與變壓器連接，通過變壓器將交流方波電壓輸出至后沿電路。

所述的功放模塊產(chǎn)生正向電壓波形，后沿電路在羅蘭C電流包絡(luò)峰值點前未接入電路中的電阻，諧振網(wǎng)絡(luò)及發(fā)射天線產(chǎn)生羅蘭C電流前沿；后沿電路在峰值點接入電阻R1，在電壓包絡(luò)過零點接入電阻R2，功放模塊停止輸出電壓，通過諧振網(wǎng)絡(luò)及發(fā)射天線產(chǎn)生羅蘭C電流后沿。

所述的電阻R1取值為發(fā)射天線等效電阻R0，所述的電阻R2取值為發(fā)射天線等效電阻R0與衰減比例因子K的乘積；所述的衰減比例因子K取值為全周期電壓中負向與正向電壓脈沖個數(shù)之比。