本發(fā)明涉及tacan信號(hào)調(diào)試，具體涉及一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、tacan是戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航的縮寫，是世界上第一個(gè)同時(shí)為飛機(jī)提供方位和距離信息的系統(tǒng)。tacan系統(tǒng)由地面站和機(jī)載設(shè)備組成，是工作在960mhz～1215mhz的脈沖系統(tǒng)。tacan系統(tǒng)波形采用標(biāo)準(zhǔn)的高斯脈沖波形，如圖1所示，目前大部分tacan發(fā)射裝置，采用末級(jí)大功率功放調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)，發(fā)射功率從百瓦到千瓦量級(jí)。

2、由于大功率功放管的個(gè)體差異，傳統(tǒng)的生成方法存在波形失真，受溫度漂移影響大，調(diào)試工作量大等缺點(diǎn)。為了保證輸出波形符合標(biāo)準(zhǔn)，需要不斷調(diào)整末級(jí)功放管的柵壓幅度。

3、如圖2所示，圖2為常規(guī)tacan信號(hào)發(fā)射裝置示意圖，基于該發(fā)射裝置的調(diào)試校準(zhǔn)方法分為以下幾個(gè)步驟：

4、1）以頻率和溫度為變量，根據(jù)發(fā)射裝置的輸出波形，改變發(fā)射裝置中的補(bǔ)償衰減值（調(diào)整末級(jí)功放輸入功率）和末級(jí)功放柵壓幅度。

5、2）人工讀取發(fā)射裝置的輸出波形是否滿足tacan標(biāo)準(zhǔn)要求。如果波形不滿足要求，則重復(fù)步驟1）；滿足要求則將調(diào)整值寫入存儲(chǔ)器中。

6、3）改變頻率和溫度，重復(fù)步驟1）和步驟2），需覆蓋所有頻點(diǎn)和溫度。

7、4）正常工作時(shí)，根據(jù)頻率和溫度，讀取存儲(chǔ)器中的調(diào)整值，使發(fā)射輸出滿足tacan標(biāo)準(zhǔn)要求的脈沖波形。

8、以上方法控制精度不足（衰減器的控制精度一般為0.5db），調(diào)試工作量大，人為主觀因素較重，常常出現(xiàn)調(diào)整值覆蓋不全，以及最終輸出波形與理想波形有一定偏差的問題。

9、有鑒于此，特提出本技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成裝置及方法，在原有電路基礎(chǔ)上，優(yōu)化前置放大鏈路，增加信號(hào)反饋電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率輸出波形的檢測(cè)和自適應(yīng)調(diào)整。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法中控制精度不足，調(diào)制工作量大，人為主觀因數(shù)較重的問題；同時(shí)信號(hào)反饋電路也可作為生成裝置健康狀態(tài)的檢測(cè)電路。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成裝置，該裝置包括前置放大器、第一隔離器、末級(jí)功放pa、第二隔離器、耦合器、處理器和柵壓產(chǎn)生電路，前置放大器、第一隔離器、末級(jí)功放pa、第二隔離器和耦合器依次連接；處理器連接?xùn)艍寒a(chǎn)生電路，柵壓產(chǎn)生電路連接末級(jí)功放pa的柵極；

4、還包括數(shù)字電位器，數(shù)字電位器的一端連接處理器、另一端連接前置放大器；

5、還包括信號(hào)反饋電路，信號(hào)反饋電路的一端連接耦合器、另一端連接處理器；

6、該裝置基于信號(hào)反饋電路獲取adc回采的當(dāng)前脈沖波形，并將當(dāng)前脈沖波形與tacan波形比對(duì)，不斷自動(dòng)調(diào)整數(shù)字電位器的輸出電壓和柵壓產(chǎn)生電路的輸出信號(hào)幅度，直到輸出脈沖波形滿足tacan波形要求為止；其中，tacan波形為標(biāo)準(zhǔn)高斯脈沖波形。

7、進(jìn)一步地，該裝置還包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器連接處理器，用于存儲(chǔ)滿足tacan波形要求的調(diào)整值，并在正常工作時(shí)，由處理器調(diào)用調(diào)整值即可。

8、進(jìn)一步地，信號(hào)反饋電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc和檢波器，檢波器的一端連接耦合器的輸出端、另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc，模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc連接處理器。

9、進(jìn)一步地，柵壓產(chǎn)生電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器dac和運(yùn)算放大器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器dac的一端連接處理器、另一端連接運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器連接末級(jí)功放pa的柵極。

10、第二方面，本發(fā)明又提供了一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成方法，該方法是基于上述的一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成裝置，該方法包括：

11、s1：處理器進(jìn)行控制信號(hào)初始化，得到初始控制信號(hào)；初始控制信號(hào)包括數(shù)字電位器輸出電壓配置數(shù)據(jù)和柵壓產(chǎn)生電路的dac數(shù)據(jù)；

12、s2：處理器從信號(hào)反饋電路獲取adc回采的脈沖波形，根據(jù)adc回采的脈沖波形，進(jìn)行多次平均生成對(duì)應(yīng)末級(jí)功放pa的脈沖功率幅度；

13、s3：判斷脈沖功率幅度是否滿足要求，若脈沖功率幅度不滿足要求，則調(diào)整數(shù)字電位器輸出電壓；

14、s4：若脈沖功率幅度滿足要求，則保持當(dāng)前數(shù)字電位器輸出電壓，且采用三段法計(jì)算生成一組dac數(shù)據(jù)，并根據(jù)adc回采的脈沖波形依次判斷裝置輸出信號(hào)的脈沖寬度、上升沿、下降沿是否滿足要求并進(jìn)行柵壓調(diào)整；

15、s5：根據(jù)當(dāng)前的溫度和頻率，將滿足要求的數(shù)字電位器輸出電壓和dac數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器中；

16、s6：通過改變頻率和/或溫度，重復(fù)以上步驟s1至s5以遍歷所有頻率段和/或溫度段；

17、s7：上電工作時(shí)，根據(jù)頻率和/或溫度調(diào)取對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)即可。

18、進(jìn)一步地，步驟s1包括：

19、處理器控制數(shù)字電位器產(chǎn)生數(shù)字電位器的輸出電壓；

20、同時(shí)，處理器控制柵壓產(chǎn)生電路生成脈沖寬度為預(yù)設(shè)脈沖寬度值的dac數(shù)據(jù)。

21、以上技術(shù)方案，自適應(yīng)調(diào)整功脈沖輸出波形，無須人為干預(yù)。

22、進(jìn)一步地，步驟s3中調(diào)整數(shù)字電位器的輸出電壓，包括：

23、根據(jù)當(dāng)前的脈沖功率幅度，以預(yù)設(shè)步進(jìn)增大或減小數(shù)字電位器輸出電壓；

24、重復(fù)步驟s1至s3，當(dāng)末級(jí)功放pa的脈沖功率幅度滿足要求時(shí)，則記錄當(dāng)前數(shù)字電位器的調(diào)整值。

25、進(jìn)一步地，步驟s4中采用三段法計(jì)算生成一組dac數(shù)據(jù)，并根據(jù)adc回采的脈沖波形依次判斷裝置輸出信號(hào)的脈沖寬度、上升沿、下降沿是否滿足要求并進(jìn)行柵壓調(diào)整，包括：

26、a：處理器根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)公式，采用三段法計(jì)算生成一組dac數(shù)據(jù)；三段法中的第一段數(shù)據(jù)為信號(hào)起始至上升沿的半功率值的持續(xù)時(shí)間，即從0-0.5a（上升沿），a為輸出脈沖信號(hào)的峰值功率，第一標(biāo)準(zhǔn)差為，用于調(diào)整輸出脈沖的上升沿；第二段數(shù)據(jù)為上升沿的半功率值至下升沿的半功率值的持續(xù)時(shí)間，即從0.5a(輸出脈沖上升沿)-0.5a(輸出脈沖下降沿)，第二標(biāo)準(zhǔn)差為，用于調(diào)整脈沖寬度；第三段數(shù)據(jù)為下升沿的半功率值至信號(hào)結(jié)束的持續(xù)時(shí)間，即從0.5a-0（下降沿），a為輸出脈沖信號(hào)的峰值功率，第三標(biāo)準(zhǔn)差為，用于調(diào)整輸出脈沖的下降沿；

27、b：根據(jù)adc回采的脈沖波形，判斷裝置輸出信號(hào)的脈沖寬度是否滿足第一預(yù)設(shè)值；若不滿足，則改變標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)公式中的第二標(biāo)準(zhǔn)差大小，直至裝置輸出信號(hào)的脈沖寬度滿足第一預(yù)設(shè)值，并記錄當(dāng)前第二段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)；

28、c：根據(jù)adc回采的脈沖波形，判斷裝置輸出信號(hào)的上升沿（峰值功率10%至90%所需時(shí)間）是否滿足第二預(yù)設(shè)值；若不滿足，則改變標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)公式中的第一標(biāo)準(zhǔn)差大小，調(diào)整上升沿的時(shí)間，直至裝置輸出信號(hào)的上升沿滿足第二預(yù)設(shè)值，并記錄當(dāng)前第一段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)；

29、d：根據(jù)adc回采的脈沖波形，判斷裝置輸出信號(hào)的下降沿（峰值功率90%至10%所需時(shí)間）是否滿足第三預(yù)設(shè)值；若不滿足，則改變標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)公式中的第三標(biāo)準(zhǔn)差大小，調(diào)整下降沿的時(shí)間，直至裝置輸出信號(hào)的下降沿滿足第三預(yù)設(shè)值，并記錄當(dāng)前第三段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)；

30、e：根據(jù)當(dāng)前第二段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)、當(dāng)前第一段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)和當(dāng)前第三段數(shù)據(jù)的dac數(shù)據(jù)，生成一組dac數(shù)據(jù)。

31、進(jìn)一步地，標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)公式為：

32、；

33、其中，為代表信號(hào)在時(shí)刻 t?的取值；為振幅，即信號(hào)的最大值；為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)；為時(shí)刻；為中心位置，即信號(hào)取得最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的 t?值；為標(biāo)準(zhǔn)差，決定了信號(hào)的寬度。

34、進(jìn)一步地，第一預(yù)設(shè)值為3.5us±0.5us；第二預(yù)設(shè)值為2.5us；第三預(yù)設(shè)值為3us。

35、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

36、本發(fā)明一種自適應(yīng)的tacan信號(hào)生成裝置及方法，在原有電路基礎(chǔ)上，優(yōu)化前置放大鏈路，增加信號(hào)反饋電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率輸出波形的檢測(cè)和自適應(yīng)調(diào)整。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法中控制精度不足，調(diào)制工作量大，人為主觀因數(shù)較重的問題；同時(shí)信號(hào)反饋電路也可作為生成裝置健康狀態(tài)的檢測(cè)電路。