一種脈沖信號發(fā)生器，包括：驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，用于生成平衡觸發(fā)脈沖信號；脈沖信號產(chǎn)生電路，用于將平衡觸發(fā)脈沖信號轉(zhuǎn)化為非平衡脈沖信號；過沖抑制電路，用于抑制非平衡脈沖信號的過沖以輸出過沖抑制后的非平衡脈沖信號；以及平衡脈沖產(chǎn)生電路，用于將所述過沖抑制后的非平衡脈沖信號轉(zhuǎn)化為平衡脈沖信號。還提供一種包括上述脈沖信號發(fā)生器的雷達。本發(fā)明專利技術(shù)的發(fā)生器產(chǎn)生的平衡脈沖波形對稱、拖尾和過沖小、幅度大，適用于適合于中層深度超寬帶雷達的探測應用系統(tǒng)，滿足不同深度的探測需求。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電子
，尤其涉及一種脈沖信號發(fā)生器，以及一種包含該脈沖信號發(fā)生器的雷達。
技術(shù)介紹
超寬帶技術(shù)是一種通過亞納秒級或皮秒級窄脈沖信號進行數(shù)據(jù)通信的無線技術(shù)，廣泛應用于日常生活中，如穿墻雷達、探地雷達、生命探測雷達、雷達成像等。脈沖發(fā)生器是超寬帶系統(tǒng)的重要組成部分，在一定程度上，脈沖發(fā)射機的輸出脈沖帶寬決定了超寬帶系統(tǒng)的工作帶寬，故脈沖信號的選取與設計對于超寬帶雷達系統(tǒng)至關重要。當前，利用半導體器件產(chǎn)生脈沖信號的方法大概分為兩類：一種是用CMOS邏輯門電路的競爭冒險現(xiàn)象以及組合邏輯功能產(chǎn)生窄脈沖；另一種是基于高速開關器件的充放電效應形成窄脈沖信號，常用的高速開關器件有雪崩三極管、階躍恢復二極管等，這些器件產(chǎn)生的脈沖特性也因其工作原理差異而各有所不同，適用于不同的需求。現(xiàn)有的大功率超寬帶雷達所需高斯信號大多依靠雪崩三極管產(chǎn)生，通過串聯(lián)雪崩三極管單元來獲得更大的幅度，但是單個晶體管產(chǎn)生的幅度較小，且雪崩三極管本身的特性導致產(chǎn)生的脈沖在一定延時后會有一個過沖產(chǎn)生，會影響雷達對較深地下目標探測的精度。
技術(shù)實現(xiàn)思路
(一)要解決的技術(shù)問題鑒于以上問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種脈沖信號發(fā)生器以及包含該脈沖信號發(fā)生器的雷達。(二)技術(shù)方案根據(jù)本專利技術(shù)的一方面，提供一種脈沖信號發(fā)生器，包括：驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，用于生成平衡觸發(fā)脈沖信號；脈沖信號產(chǎn)生電路，用于將平衡觸發(fā)脈沖信號轉(zhuǎn)化為非平衡脈沖信號；過沖抑制電路，用于抑制非平衡脈沖信號的過沖以輸出過沖抑制后的非平衡脈沖信號；以及平衡脈沖產(chǎn)生電路，用于將所述過沖抑制后的非平衡脈沖信號轉(zhuǎn)化為平衡脈沖信號。優(yōu)選的，所述驅(qū)動信號脈沖產(chǎn)生電路包括單端觸發(fā)脈沖信號產(chǎn)生電路和觸發(fā)脈沖整形電路，其中，所述單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生觸發(fā)信號；所述觸發(fā)脈沖整形電路，其前端電性連接至單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，用于對觸發(fā)信號整形生成所述平衡觸發(fā)脈沖信號。優(yōu)選的，所述觸發(fā)脈沖整形電路包括第一電阻R1、第一電容C1和第一變壓器T1，所述第一電阻R1的第一端連接至觸發(fā)信號輸出端，第二端通過第一電容C1連接至第一變壓器T1初級線圈同名端，變壓器初級線圈非同名端接地；第一電容C1用于對輸入的觸發(fā)信號整形，變壓器T1用于將輸入的觸發(fā)信號轉(zhuǎn)換為雙端的平衡觸發(fā)脈沖信號。優(yōu)選的，所述脈沖信號產(chǎn)生電路包括雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路，該雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路包括第一雪崩三極管Q3和第二雪崩三極管Q4，第一雪崩三極管的基極連接平衡觸發(fā)脈沖信號，在第一雪崩三極管的發(fā)射極連接至第二雪崩三極管的基極，在第二雪崩三極管的集電極連接至脈沖信號產(chǎn)生電路的輸出端，輸出非平衡脈沖信號。優(yōu)選的，雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路還包括第一充放電電容C4，所述第一雪崩三極管發(fā)射極經(jīng)第一充放電電容C4連接至第二雪崩三極管集電極。優(yōu)選的，雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路還包括第二充放電電容C6，所述第二雪崩三極管集電極經(jīng)第二充放電電容C6連接至脈沖信號產(chǎn)生電路的輸出端。優(yōu)選的，所述過沖抑制電路包括由并聯(lián)端接電阻和肖特基二極管構(gòu)成的過沖抑制模塊，過沖抑制模塊的輸入端輸入非平衡脈沖信號，輸出端輸出過沖抑制后的非平衡脈沖信號。優(yōu)選的，所述平衡脈沖產(chǎn)生電路包括變壓器電路，所述變壓器電路包括第二變壓器T2，第二變壓器T2初級線圈的同名端輸入過沖抑制后的非
平衡脈沖信號，初級線圈的非同名端接地；第二變壓器T2次級線圈的同名端連接至平衡脈沖信號的第一脈沖輸出端，第二變壓器T2次級線圈的非同名端連接至衡脈沖信號的第二脈沖輸出端。優(yōu)選的，所述脈沖信號發(fā)生器為超寬帶100M雷達脈沖源。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，還提供一種雷達，包括以上任意一種脈沖信號發(fā)生器。(三)有益效果由以上技術(shù)方案可知，本專利技術(shù)脈沖信號發(fā)生器具有以下有益效果：(1)本專利技術(shù)利用兩級級聯(lián)的雪崩三極管構(gòu)建脈沖信號發(fā)生電路，與普通的雪崩三極管電路相比，該脈沖信號發(fā)生電路在產(chǎn)生同樣的高重頻信號基礎下，脈沖幅度更大、重頻更高、可靠性更高；(2)本專利技術(shù)的過沖抑制電路由端接電阻和肖特基二極管組成，用于減弱由雪崩三極管固有特性產(chǎn)生的過沖，此過沖幅度較小，但對較深距離的探測會產(chǎn)生誤判的效果，因此需要使用的過沖抑制電路將其減弱，克服了現(xiàn)有以三極管雪崩級聯(lián)為原理制作的脈沖源幅度低、重頻低以及具有過沖的問題；(3)本專利技術(shù)設置平衡脈沖產(chǎn)生電路，現(xiàn)有超寬帶雷達天線大多為平衡天線，而從過沖抑制電路中產(chǎn)生的窄脈沖是不平衡形式的，如果直接接入平衡天線的話，在接入電纜上會有高頻電流在其屏蔽層流過，會產(chǎn)生對應的輻射分量，甚至影響天線的極化方向，因此需要利用平衡脈沖產(chǎn)生電路，將不平衡信號轉(zhuǎn)化成平衡信號，從而扼制掉電纜屏蔽層外皮的高頻電流，保證信號傳輸效果；(4)本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、電路穩(wěn)定性好，產(chǎn)生的平衡脈沖波形對稱、拖尾和過沖小、幅度大，適用于適合于中層深度超寬帶雷達的探測應用系統(tǒng)，滿足不同深度的探測需求。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例的脈沖信號發(fā)生器的電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)實施例的脈沖信號發(fā)生器的電路圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術(shù)進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬
中普通人員所熟知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應了解，參數(shù)無需確切等于相應的值，而是可在可接受范圍的誤差容限或設計約束內(nèi)近似于相似的值。本專利技術(shù)的基本原理在于提供了一種脈沖信號發(fā)生器，利用兩級串聯(lián)雪崩三極管作為一個信號發(fā)生器電路構(gòu)建納秒級脈沖信號發(fā)生器，過沖抑制電路采用并聯(lián)端接結(jié)構(gòu)，利用端接電阻對負載端阻抗的匹配來彌補雪崩三極管阻抗失配的影響，從而減小過沖的幅度，并利用平衡脈沖產(chǎn)生電路中變壓器的作用，能夠產(chǎn)生符合要求的電壓幅度和脈沖寬度。在本專利技術(shù)的一個示范性實施例中，提供了一種脈沖信號發(fā)生器。圖1為本專利技術(shù)實施例脈沖信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本專利技術(shù)實施例脈沖信號發(fā)生器的電路圖。請參照圖1和圖2，本實施例脈沖信號發(fā)生器包括：驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，其包括單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路和觸發(fā)脈沖整形電路；單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路：用于產(chǎn)生觸發(fā)信號；觸發(fā)脈沖整形電路，其前端電性連接至觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，用于對觸發(fā)信號進行整形處理；脈沖信號產(chǎn)生電路，其前端電性連接至觸發(fā)脈沖整形電路，用于利用整形后的觸發(fā)信號產(chǎn)生納秒級的不平衡的高斯信號(也即平衡觸發(fā)脈沖信號)；過沖抑制電路，其前端電性連接至脈沖信號產(chǎn)生電路，用于對產(chǎn)生的脈沖信號整形，抑制信號的過沖幅度；平衡脈沖產(chǎn)生電路，其前端電性連接至過沖抑制電路，用于將產(chǎn)生的不平衡脈沖信號轉(zhuǎn)化為平衡脈沖信號。以下分別對本實施例脈沖信號發(fā)生器的各個組成部分進行詳細說明。(1)驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路(a)單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路本實施例中，單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生器可以為一任意波形發(fā)生器，其產(chǎn)生幅度為2.5V，脈沖寬度為200ns，信號重復頻率為200kHz的方波信號。本專利技術(shù)并不以此為局限，觸發(fā)信號的幅度可以介于2.5V～5V之間，脈沖寬度可以介于50ns～500ns之間，信號重復頻率可以介于20kHz～320kHz之間。(b)觸發(fā)脈沖整形電路請參照圖2，觸發(fā)脈沖整本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種脈沖信號發(fā)生器，其特征在于包括：驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，用于生成平衡觸發(fā)脈沖信號；脈沖信號產(chǎn)生電路，用于將平衡觸發(fā)脈沖信號轉(zhuǎn)化為非平衡脈沖信號；過沖抑制電路，用于抑制非平衡脈沖信號的過沖以輸出過沖抑制后的非平衡脈沖信號；以及平衡脈沖產(chǎn)生電路，用于將所述過沖抑制后的非平衡脈沖信號轉(zhuǎn)化為平衡脈沖信號。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種脈沖信號發(fā)生器，其特征在于包括：驅(qū)動脈沖產(chǎn)生電路，用于生成平衡觸發(fā)脈沖信號；脈沖信號產(chǎn)生電路，用于將平衡觸發(fā)脈沖信號轉(zhuǎn)化為非平衡脈沖信號；過沖抑制電路，用于抑制非平衡脈沖信號的過沖以輸出過沖抑制后的非平衡脈沖信號；以及平衡脈沖產(chǎn)生電路，用于將所述過沖抑制后的非平衡脈沖信號轉(zhuǎn)化為平衡脈沖信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖信號發(fā)生器，其特征在于，所述驅(qū)動信號脈沖產(chǎn)生電路包括單端觸發(fā)脈沖信號產(chǎn)生電路和觸發(fā)脈沖整形電路，其中，所述單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生觸發(fā)信號；所述觸發(fā)脈沖整形電路，其前端電性連接至單端脈沖觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，用于對觸發(fā)信號整形生成所述平衡觸發(fā)脈沖信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖信號發(fā)生器，其特征在于，所述觸發(fā)脈沖整形電路包括第一電阻R1、第一電容C1和第一變壓器T1，所述第一電阻R1的第一端連接至觸發(fā)信號輸出端，第二端通過第一電容C1連接至第一變壓器T1初級線圈同名端，第一變壓器T1初級線圈非同名端接地；第一電容C1用于對輸入的觸發(fā)信號整形，變壓器T1用于將輸入的觸發(fā)信號轉(zhuǎn)換為雙端的平衡觸發(fā)脈沖信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖信號發(fā)生器，其特征在于，所述脈沖信號產(chǎn)生電路包括雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路，該雪崩三極管脈沖產(chǎn)生電路包括第一雪崩三極管Q3和第二雪崩三極管Q4，第一雪崩三極管的基極連接平衡觸發(fā)脈沖信號，在第一雪崩...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉盛波，劉晉偉，張群英，董澤華，方廣有，
申請(專利權(quán))人：中國科學院電子學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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