调相器

调相器是使载波的相位受调制信号控制而变化的电路。正弦波调相有直接调相和间接调相两种。直接调相原理是利用调制信号直接改变谐振回路的参数，使载波信号通过谐振回路时产生相移而形成调相波；间接调相法先对受调波进行调幅，再将幅度变化变换成相位变化，从而实现调相，这种方法是阿姆斯特朗于1933年创造的，称为阿姆斯特朗调制方式。

仪器介绍

微波电控移相器是一种二端口网络，用于提供输出和输入信号之间的相位差，可由控制信号（一般为直流偏置电压）来控制。相移量可以随控制信号连续变化，也可以在预先规定的离散值上进行变化。其分别称为模拟式移相器和数字式移相器。调相器就是微波通信系统中的二进制相移键控调制器，用连续方波来调制载波信号。调相器是实现载波的相角按照所需传送信号的变化规律而变化的调相装置。正弦波调相可以分为直接调相和间接调相，利用正弦波幅角为瞬时频率的积分这一关系，可以把调频波转变成调相波（反之，亦可把调相波转变成调频波）。最常用的直接调相电路是变容二极管调相器。间接调相电路比直接调相电路复杂，其原理为载波信号的一路经90°移相器移相后进入平衡调幅器进行抑制载波调幅，再经适当衰减后，得到的信号与载波的另一路相加，即可输出调幅一调相信号，然后用限幅器削掉幅度变化，即得到等幅的调相波。这种电路的特点是频率稳定度高，但相移不能太大（一般小于15°）否则严重失真。简接调相器常用于调频广播发射机中。

变容二极管

变容二极管为和电容相连接伴随额外附带的偏压非线形而产生改变的二极管，能够对信道微波形成变频，频率翻倍之类的改变，同时适用于电调谐，也就是用在压控振荡器(VCO)，同时也适用在限幅器，调制器，调谐无线电信号，输出频率更改调增，参数放大器之类。变容二极管严格依照 PN 结的密度含量大小来进行部署，基本上分成线性缓变结，突变结还有超突变结，后两者基于电调谐之类的系统线路里面得到普及广泛的使用和推广。切的结型二极管的物理方面的原理都存在相同的性质，这就是：具备一个PIN 结，一个展开系统监控的外延层与非常低的电阻基底，大致上PIN 平台架，在这里面 P+与 N+代表的是密度较高的层，I 层为低浓度层，通过控制I 层的杂质浓度大小、分布和宽度等形成不同的性能。变容管主要通过 PN 结与金属-半导体这两部分结合起来。其在理想前提下的电路模式架构能够展现为一个结电容 Cj 与电阻 Rs 彼此之间形成串联的线路，联想到封装电感 Ls 与封装电容Cp 的作用问题。Rs 等同于 P 型与 N 型半导体的体电阻与引线接触电阻的总和，往往是(1~5)Ω ；Ls 代表的是封装电感。对应的电流属性特征和普通类型的半导体二极管的差异并不大，彼此之间的差异就在于变容二极管 PN 结势垒电容 Cj，因为额外附带的反向偏置电压的改变从而产生调整。

调相器电路

卫星应答机及传统调相器电路介绍

航天测控系统主要是针对航天器飞行轨道，形式和不同的下属架构即时状况展开追踪监测，观察与把控管理的科技体系架构。测控系统包含三种基本的功能：第一是跟踪（Tracking），是指对航天器跟踪、观测，以获得其相对于地面的运动信息，借以了解、预报航天器的轨迹和运行情况；第二为遥测（Telemetering），利用各种传感器获取航天器内部技术工程参数，借以了解航天器各部件的工作状态；第三为控制（Command），即对航天器进行必要的指令控制，按照任务需要改变其轨迹、姿态及安全控制等。因此，国际上一般将测控称之为 TT&C。

在人类宇航领域的崛起阶段，用得最普及的为分离测控系统，也就是组成的测控设备之间主要是彼此之间分离的追踪测轨设备，遥测装置以及遥控装置。伴随航天事业的不断进步和与时俱进，高轨卫星，同步卫星，宇宙飞船的测控体系架构的基本需求就是有效范围要足够大，精准度要足够高，模块功能完善齐全，平台运行环境要可靠稳定，但是分离测控系统架构的航天器装备还是非常繁杂的，彼此存在较为严重的频道信号干扰，并且有效范围内的局限性也很强，无法实现最新测控的种种需求。航天测控技术基于上述的内容，于上个世纪六十年代，通过种种努力获取了不菲的科研收获，将追踪测轨，遥测与遥控三者合一的统一载波测控体制研发出来，同时“阿波罗”号宇宙飞船的登月任务圆满成功。

在这里所指的统一载波测控体制，所指的是采用某一指定的载波去调控诸多测控测频信号，从而由此来实现追踪测轨，遥测，遥控，通信之类平台模块功能齐全的多元化无线电测控系统。较分离测控体制而言，统一载波测控体制还具备一种载波完成多项测控测频任务的优势，能够有效减缓靶场信道的拥堵的现象，同时简化了地面装备设施的运行，维护，使用，同时简化了装备设施的系统架构，大大规避了分离设施所造成的电磁兼容不良现象。

统一载波测控体制在技术成熟之后普及程度也是相当好的，全球无线电监管协会于一九七九年决定将空间业务频段设定为 S 频段，也就是 S 频段一致性载波测控的平台架构(USB)，USB 于上个世纪八十年代被正式编进空间信息平台架构咨询委员会的对应指标。现阶段，中国创设以及健全了 C 频段统一载波测控体制(UCB)，为努力支持载人航天航空领域的不断进步，同时创设了 USB 载人航天测控的信息网络服务系统。其中应答机作为测控系统中关键单机，是测控系统中的飞行器载设备，其和地面站配合起来共同工作，并一起实现对于距离有效范围，速率、角度方位的有效测量，同时达到遥测以及遥控的目的。为了实现对有效范围和距离的精准测量评估，它要完成解调上行测距信号同时经过调制的基础上转发至地球；在上行未发射信号时它可以兼作信标用；为了实现遥控功能，要求它能完成对遥控信号的接收、解调：

为了实现遥测功能要求，它能把飞行器的遥测信息调制下发。应答机的主要技术要求有：捕获灵敏度、发射功率、频率捕获范围和捕获时间、距离零值漂移、发射信号的短稳以及体积、重量、耗电、可靠性等特殊要求。其具体指标要求，视不同的飞行器和不同的任务而异频率很低的频率分量，一般不宜于直接在信道内传输，因此需要进行某种形式的调制，即把携带有信息的信号调制到较高频率的载波上。根据信号、信道的特性，需要选择合适的调制方式。为了区分的方便，将调制过程之前的信号简称为基带信号，把已调信号则称为频带信号。

调制主要分两种：模拟调制以及数码信息调制。通过持续性基带信号，让载波特定的一个参照系数不断更改和调整的调制途径称为模拟调制。通过数字基带信号让载波的相应的参数因数字基带信号产生改变的调制途径称为数字调制。振幅调制是指载波的振幅受信息的控制而变化。严格依照频谱的特殊属性的差异，往往有普通调幅 AM，双边带抑制载波调幅 DSB，单边带调幅 SSB，残留边带调幅 VSB 等。调频（FM）以及调相（PM），指的是让高频振荡信号所对应的输出频率或者是相位根据调制信号的变化规则产生反应和作用，而幅度不变的调制技术。当前商用卫星应答机调制器采用调相体制（PM）。调相器主要功能是对测距和遥测信号的调制。电路工作正常与否以及指标优劣均会影响到星地之间的正常通信。

应用

调相器在回热式气体制冷机的应用

调相器是用于在回热式气体制冷机中为制冷工质提供正确的相位，以实现高效的制冷效应的部件。在传统的低温制冷机（例如斯特林制冷机或G-M制冷机）中，依靠在膨胀气缸中往复运动的排出器实现调相。而在脉管制冷剂中则设置了小孔-气库调相器、双向进气、惯性管等。

在回热式气体制冷机中为制冷工质提供正确的相位，以实现高效制冷效应。在斯特林制冷机当中，相位调节是通过排出器来实现回热器中压力波动和体积流率的行波相位。在脉管制冷机中通过设置小孔-气库调相器、双向进气、惯性管等进行相位调节。小孔-气库是在脉管和热端换热器之间设置节流小孔，并在热端增加了一个气库，在进气过程中进入脉管热端的高压气流通过小孔流经热端换热器，而后进入气库。而在低压放气工程中，部分气库中的气体会通过小孔返回脉管进行膨胀。双向进气中来自压缩机的高压气体在进入膨胀机前就分成两路，一股气体进入回热器，另一股气体经第二进气口直接进入脉管热端，从而旁通了部分原来流经回热器的气流，使得回热器的负荷减小。在脉管制冷机中采用称之为“惯性管”或“长颈管”的细长管子代替小孔阀也可以实现相位的调节。

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