快前沿阶跃脉冲发生器制造技术

本发明专利技术提供了一种至少包括一脉冲信号发生电路的快前沿阶跃脉冲发生器。该脉冲信号发生电路包括：充放电电路，包括一第三充放电电容C3；雪崩三极管驱动脉冲形成电路，包括一雪崩三极管Q2；阶跃恢复二极管脉冲形成电路，包括一第一阶跃恢复二极管D1；以及耦合电路，包括一第五耦合电容C5和第六耦合电容C6。本发明专利技术快前沿阶跃脉冲发生器利用射频三极管的快速开关特性、雪崩三极管的雪崩效应以及阶跃恢复二极管的阶跃特性等产生大幅度的快前沿阶跃脉冲信号，其前沿陡峭，后沿相对较缓，且后沿几乎无高频过冲，与发射天线相连时，不会引入高频振铃，有利于提高系统的浅层探测能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种至少包括一脉冲信号发生电路的快前沿阶跃脉冲发生器。该脉冲信号发生电路包括：充放电电路，包括一第三充放电电容C3；雪崩三极管驱动脉冲形成电路，包括一雪崩三极管Q2；阶跃恢复二极管脉冲形成电路，包括一第一阶跃恢复二极管D1；以及耦合电路，包括一第五耦合电容C5和第六耦合电容C6。本专利技术快前沿阶跃脉冲发生器利用射频三极管的快速开关特性、雪崩三极管的雪崩效应以及阶跃恢复二极管的阶跃特性等产生大幅度的快前沿阶跃脉冲信号，其前沿陡峭，后沿相对较缓，且后沿几乎无高频过冲，与发射天线相连时，不会引入高频振铃，有利于提高系统的浅层探测能力。【专利说明】快前沿阶跃脉冲发生器
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种快前沿阶跃脉冲发生器。
技术介绍
超宽带技术采用亚纳秒级或皮秒级窄脉冲作为传输载体，具有低功耗、低成本、发射信号功率谱密度低、高距离分辨率、高隐蔽性、强穿透能力、强抗干扰能力等优点，可以有效地应用于无线通信、无线传感器网络、探地雷达、穿墙雷达、雷达定位、跟踪、穿透障碍物成像、军事领域、安检、灾害搜救等诸多领域。在超宽带技术的各项关键技术中，窄脉冲信号发生器的研制一直是超宽带研究领域中备受关注的技术问题。常用的脉冲产生方式有两种:一种是利用CMOS逻辑门电路的竞争-冒险现象以及组合逻辑功能产生窄脉冲；另一种是基于高速开关器件的充放电效应形成窄脉冲信号，常用的高速开关器件有雪崩三极管、射频三极管、隧道二极管、阶跃恢复二极管等，这些器件产生的脉冲特性也因其工作原理差异而各有所不同，适用于不同的需求。上述两种脉冲产生方式分别存在各自的缺陷。利用CMOS逻辑门电路产生窄脉冲的方法，产生脉冲的幅度较小，应用上具有很大的局限性。利用高速开关器件的充放电效应形成窄脉冲的方法，各种器件单独产生脉冲信号时，在脉冲幅度和宽度上总是相互制约，如利用雪崩三极管产生脉冲信号，输出脉冲的幅度较大，但是脉冲宽度多为纳秒量级；利用阶跃恢复二极管产生脉冲信号，输出脉冲的宽度为皮秒量级，但是脉冲幅度较小。在实现本专利技术的过程中， 申请人:发现现有技术中脉冲发生器输出的信号多为高斯型脉冲信号，其主脉冲后端不可避免地跟随着一些过冲，其与实际的偶极子发射天线相接时，存在主脉冲后端拖尾大、反射振荡严重等缺陷，影响了超宽带雷达系统浅层探测的能力。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种快前沿阶跃脉冲发生器，以尽可能减小主脉冲后端的拖尾。( 二 )技术方案本专利技术快前沿阶跃脉冲发生器至少包括一脉冲信号发生电路。该脉冲信号发生电路包括:充放电电路，包括:第三充放电电容C3，其第一端通过第四电阻R4和第一电感LI连接至高压供电电压HV，其第二端通过第六电阻R6连接至电源正极；雪崩三极管驱动脉冲形成电路，其中，雪崩三极管Q2的连接关系为:基极和发射极分别输入双端脉冲触发信号，其该发射极通过第五电阻R5连接至地；集电极连接至第三充放电电容C3的第一端；阶跃恢复二极管脉冲形成电路，包括:第一阶跃恢复二极管Dl，其正极端通过第七电阻R7连接至第三充放电电容C3的第二端；第二阶跃恢复二极管D2，其正极端连接至所述第一阶跃恢复二极管Dl的负极端，其负极端通过串联的第八电阻R8和第四电容C4连接至所述雪崩三极管Q2的发射极，所述第八电阻R8和第四电容C4之间通过第九电阻R9连接至地；以及耦合电路，包括:第五耦合电容C5，其第一端连接至所述第一阶跃恢复二极管Dl的正极端，其第二端作为快前沿阶跃脉冲发生器的负脉冲输出端；以及第六耦合电容C6，其第一端连接至所述第二阶跃恢复二极管D2的负极端，其第二端作为快前沿阶跃脉冲发生器的正脉冲输出端；其中，所述第五稱合电容C5的第二端和第六稱合电容C6的第二端之间设置电阻。(三)有益效果本专利技术快前沿阶跃脉冲发生器利用射频三极管的快速开关特性、雪崩三极管的雪崩效应以及阶跃恢复二极管的阶跃特性等产生大幅度的快前沿阶跃脉冲信号，其前沿陡峭，后沿相对较缓，且后沿几乎无高频过冲，与发射天线相连时，不会引入高频振铃，有利于提闻系统的浅层探测能力。【专利附图】【附图说明】图1为根据本专利技术实施例快前沿阶跃脉冲发生器的结构示意图；图2为图1所示快前沿阶跃脉冲发生器的电路图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。本专利技术采用射频三极管、雪崩三极管和阶跃恢复二极管等构成大幅度快前沿阶跃脉冲发生器，实现脉冲宽度和电压幅度可调，适合于脉冲型超宽带雷达系统的浅层探测应用。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种快前沿阶跃脉冲发生器。图1为根据本专利技术实施例快前沿阶跃脉冲发生器的结构示意图。图2为图1所示快前沿阶跃脉冲发生器的电路图。请参照图1和图2，本实施例快前沿阶跃脉冲发生器包括:触发信号产生电路，用于产生触发信号；触发信号整形电路，其前端电性连接至触发信号产生电路，用于对触发信号进行整形处理；脉冲信号发生电路，其前端电性连接至触发信号整形电路，用于利用整形处理后的脉冲触发信号触发产生快前沿阶跃脉冲信号。以下分别对本实施例快前沿阶跃脉冲发生器的各个组成部分进行详细说明。1、单端触发信号产生电路本实施例中，单端触发信号产生电路为一方波发生器，其产生幅度为5V,脉冲宽度为100ns，信号重复频率为500kHz的方波信号。本专利技术并不以此为限，该触发信号的幅度可以介于5V?IOV之间，脉冲宽度可以介于50ns?500ns之间，信号重复频率可以介于IOOKHz?IMHz之间。此外，本专利技术中也可以不包含该单端触发信号产生电路，而直接由外界输入满足上述条件的一触发信号，同样可以实现本专利技术。2、触发信号整形电路请参照图2，触发信号整形电路包括:变压器电路，其中，变压器Tl的初级线圈的同名端通过并联的第一电容Cl和第一电阻Rl连接至触发信号输入端，非同名端连接至地；射频三极管开关电路，其中，射频三极管Ql (BFG35)基极连接至变压器Tl次级线圈的同名端，发射极连接至变压器Tl的次级线圈的非同名端，集电极通过第二电阻R2连接至电源正极(+12V)，整形后的双端触发信号由射频三极管Ql的集电极和发射极输出。该触发信号整形电路中，变压器Tl将输入的单端脉冲触发信号转换为双端触发信号，控制着射频三极管电路的开启和关闭。射频三极管Ql有快速导通和闭合的功能，可以对触发信号进行整形，从而在集电极产生边沿快、相位相反的一负极性脉冲触发信号。本专利技术并不以此为限，触发信号整形电路还可以直接由PNP型射频三极管开关电路替代，去掉变压器电路，在PNP型射频三极管的集电极产生边沿快、相位相反的一正极性脉冲触发信号，提供给雪崩三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快前沿阶跃脉冲发生器，其特征在于，至少包括一脉冲信号发生电路，该脉冲信号发生电路包括：充放电电路，包括：第三充放电电容(C3)，其第一端通过第四电阻(R4)和第一电感(L1)连接至高压供电电压HV，其第二端通过第六电阻(R6)连接至电源正极；雪崩三极管驱动脉冲形成电路，其中，雪崩三极管(Q2)的连接关系为：基极和发射极分别输入双端脉冲触发信号，其该发射极通过第五电阻(R5)连接至地；集电极连接至第三充放电电容C3的第一端；阶跃恢复二极管脉冲形成电路，包括：第一阶跃恢复二极管(D1)，其正极端通过第七电阻(R7)连接至第三充放电电容(C3)的第二端；第二阶跃恢复二极管(D2)，其正极端连接至所述第一阶跃恢复二极管(D1)的负极端，其负极端通过串联的第八电阻(R8)和第四电容(C4)连接至所述雪崩三极管(Q2)的发射极，所述第八电阻(R8)和第四电容(C4)之间通过第九电阻(R9)连接至地；以及耦合电路，包括：第五耦合电容(C5)，其第一端连接至所述第一阶跃恢复二极管(D1)的正极端，其第二端作为快前沿阶跃脉冲发生器的负脉冲输出端；以及第六耦合电容(C6)，其第一端连接至所述第二阶跃恢复二极管(D2)的负极端，其第二端作为快前沿阶跃脉冲发生器的正脉冲输出端；其中，所述第五耦合电容(C5)的第二端和第六耦合电容(C6)的第二端之间设置电阻。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽华，夏新凡，管洪飞，张群英，方广有，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11