民生用マグネトロンのレーダー・通信応用に関する研究

民用磁控管雷达与通信应用研究

• 批准号: 17760278
• 负责人: 篠原 真毅
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760278/
• 关键词: マイクロ波; 無線電力伝送; マグネトロン; レーダー

研究目的は(1)パルス発振、(2)変調可能な、PACMの開発である。新たなマグネトロンの開発は行わず、民生用の安価なマグネトロンを用いて外部回路での実現を目指す。我々の研究グループでは注入同期法とPLLによる陽極電流フィードバックを併用した位相(振幅)制御マグネトロンPACMを開発しており,現在までに様々な研究が行っている。しかし,過去の研究では連続波以外での駆動を検討された例が無く,さらに位相制御に約3秒必要であったため,その用途が連続波を用いたエネルギー伝送や加熱用途に限定されるという欠点があった。平成17年度に開発した安定したkHz動作のパルス駆動型位相(振幅)制御マグネトロンに引き続き、平成18年度は位相変調可能な位相(振幅)制御マグネトロンを開発した。本研究においては,位相変調方式としてBPSK(Binary Phase Shift Keying)を採用し,アナログ移相器の位相が0°および180°とになるように移相器を制御した.また位相変調については,位相変調前の基準信号とマグネトロン出力とをミキサ入力としたときのIF出力電圧V_0を観測することにより確認した。実験でアナログ移相器に与えた変調周波数は10kHzである。その結果、位相切り替え後にV_0が大きくオーバーシュートした後,V_0が次第に一定値に安定する様子が観測され,位相変調後におけるPCMの位相安定が確認された。位相切り替え後から位相安定するまでの時間は,最長で36.5μSと計測された。ただし,PCMの過渡応答がアナログ移相器の過渡応答に埋もれた可能性が高く,我々のグループで開発されたPCMがどの程度の位相変調周波数まで追随可能であるかについては計測まで至っていない.今後はアナログ移相器の代わりにリング変調器(ミキサ)等を用いることにより,BPSK変調においてPCMが追随可能な位相変調周波数の計測を行う必要がある.また,BPSK復調器を用いた復調信号観測により実際の通信速度を測定することも今後の課題として挙げられる.

该研究的目的是开发能够 (1) 脉冲振荡和 (2) 调制脉冲振荡的 PACM。其目的不是开发新的磁控管，而是使用廉价的磁控管供消费者使用并通过外部电路实现。我们的研究小组开发了一种相位（幅度）控制磁控管 PACM，它结合了注入锁定和基于 PLL 的阳极电流反馈，并且迄今为止一直在进行各种研究。然而，在过去的研究中，还没有使用连续波以外的驱动的研究，并且由于相位控制需要大约3秒，因此其应用仅限于使用连续波的能量传输和加热应用。继2005年开发出可稳定工作kHz的脉冲驱动相位（幅度）控制磁控管之后，我们于2006年开发了能够进行相位调制的相位（幅度）控制磁控管。在本研究中，我们采用BPSK（二进制相移键控）作为相位调制方法，并控制移相器，使模拟移相器的相位为0°和180°，这通过观察IF输出电压V_0时得到证实。相位调制前的参考信号和磁控管输出被输入到混频器。实验中给予模拟移相器的调制频率为10kHz。结果发现，V_0在相位切换后明显过冲，然后逐渐稳定到恒定值，证实了相位调制后PCM的相位稳定性。测得从相位切换到相位稳定的最长时间为 36.5 μS。然而，PCM的瞬态响应很可能被隐藏在模拟移相器的瞬态响应中，而且我们还没有测量我们小组开发的PCM可以跟踪相位调制频率的程度。未来，模拟移相器将被链路取代需要使用调制器（混频器）等测量PCM在BPSK调制中可以遵循的相位调制频率。此外，需要通过观察使用BPSK解调器的解调信号来测量实际通信速度。也是一个未来的问题。