脉冲雷达信号发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了脉冲雷达信号发生装置及方法，本发明专利技术涉及测井技术领域，时钟电路用于产生时钟信号CLK+、CLK

【技术实现步骤摘要】
脉冲雷达信号发生装置及方法


[0001]本专利技术涉及测井
，具体为脉冲雷达信号发生装置及方法。

技术介绍

[0002]脉冲雷达是当前时域雷达中最常见的一种，脉冲雷达从天线发射电磁脉冲，当在其传播路径中遇到电学参数不同的目标时，电磁脉冲会在传播媒质与目标分界面处形成反射，反射波经过收信机前端的放大、采样后，并对回波信号中包含被探测目标的相关信息进行数据处理，以此达到对目标进行探测的目的。而发射机的是整个脉冲雷达系统里最为重要的部分，发射信号的时基稳定性、幅度稳定性都会影响接收机的接收能力。一阶高斯脉冲信号是脉冲雷达系统中应用较为广泛的激励信号样式，如何产生一个稳定的高斯脉冲信号是脉冲雷达研发阶段备受关注的核心问题之一。传统的高斯脉冲产生方式是通过雪崩晶体管级联组成Marx电路来产生，通常Marx电路产生的脉冲信号的峰值功率很高，峰值功率达千瓦级别。然而Marx电路的脉冲电路大多采用单层板布局，正面电路走线就与背面的金属板地面相当于一个微带天线，它会产生很高的电磁脉冲并向周围辐射，因此可对脉冲源周围电路产生严重影响，以至可使周围电路停止工作。同时过高的电压也会时不时击穿损坏雪崩晶体管造成器件损伤。可见，抑制电磁泄漏方法是研制高品质脉冲信号的核心关键技术。
[0003]为了减小对外的电磁泄漏，出现了一种Marx电路的PCB板电磁辐射与抑制方法1，该方法改变布线方式，将Marx级联的微带线设计成一个对称的微带线，使上下流过的电流方向相反，则辐射到空间的电磁波可以部分相互抵消，从而达到减小电磁泄漏的目的。随着数字电路发展，也出现了另一种数字式脉冲产生方法2。该方法包括脉冲产生和脉冲功率放大两个阶段，用FPGA和高速率DAC产生高斯脉冲信号，用宽带衰减器降低DAC输出信号功率，用低噪放和功率放大器对信号进行放大。
[0004]然而上述的两个方法，第一个方法也不能将电磁泄漏降低到基本不影响周围设备工作的程度，依然维持着较高的电磁辐射量；第二个方法大大提高了成本和设计难度，一块FPGA和高速率DAC的成本是普通Marx电路的十几倍。
[0005]因此现有技术需要一个既降低电磁泄漏又能维持较低成本的方法，来产生脉冲雷达所用的高斯脉冲信号。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供脉冲雷达信号发生装置及方法，以解决现有技术不足。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种脉冲雷达信号发生装置，包括：时钟电路、电荷泵电路、第一阻抗匹配网络、耦合反射线、第二阻抗匹配网络、放大链路单元，所述时钟电路用于产生时钟信号CLK+、CLK
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来控制电荷泵电路；所述电荷泵电路用于产生负极性零阶高斯脉冲；所述耦合反射线，用于耦合生成一阶高斯脉冲信号，所述放大链路单元用于将双极性一阶高斯脉冲信号进行信号
放大和功率放大，所述电荷泵电路与时钟电路相连，所述耦合反射线与第一阻抗匹配网络、第二阻抗匹配网络相连接。
[0009]进一步地，所述电荷泵电路包括三个小功率MOS管、MOS电容，时钟电路控制MOS管的导通以及MOS电容的充放电，最终通过MOS管的快速导通和MOS电容的充电产生负极性零阶高斯脉冲。
[0010]进一步地，所述的耦合反射线包括短路支节线、微带线，短路支节线将第一匹配网络的负极性零阶高斯脉冲进行延迟和极性翻转，再与正常微带线传输线上的原脉冲一起耦合成一阶高斯脉冲信号。
[0011]进一步地，所述的放大链路单元包括一级低噪声放大器和一级功率放大器，所述低噪声放大器与第二阻抗匹配网络相连接，低噪声放大器将一阶高斯脉冲信号进行前级放大，到达功率放大器完成最后的功率放大。
[0012]本专利技术的优点在于：本专利技术由于只用了三级电荷泵电路和耦合反射线生成低电压微功率的一阶高斯脉冲信号，这里减小了一部分的微带线长度，再用固态微波器件完成功率放大，整体微带线长度相比Marx电路急剧减小，消除了Marx电路不可避免的过长微带线而产生的天线效应，从而消除了脉冲高峰值功率带来的巨大电磁辐射。本专利技术也可用在穿墙探测、水下探测、生物医疗等领域。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是脉冲雷达信号产生装置的框图；
[0015]图2是三级电荷泵电路示意图；
[0016]图3是电荷泵电路产生的负极性零阶高斯脉冲的时域波形图；
[0017]图4是耦合反射线示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术专利实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术专利实施例中的附图，对本专利技术专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术专利保护的范围。
[0019]如图1
‑
4所示，本实施例具体公开的一种脉冲雷达信号发生装置，包括：时钟电路，电荷泵电路，第一阻抗匹配网络，耦合反射线，第二阻抗匹配网络，放大链路单元，所述时钟电路用于产生时钟信号CLK+、CLK
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来控制电荷泵电路；所述电荷泵电路用于产生负极性零阶高斯脉冲；所述耦合反射线，用于耦合生成一阶高斯脉冲信号，所述放大链路单元用于将双极性一阶高斯脉冲信号进行信号放大和功率放大，所述电荷泵电路与时钟电路相连，所述耦合反射线与第一阻抗匹配网络、第二阻抗匹配网络相连接。
[0020]本实施例进一步地，所述电荷泵电路包括三个小功率MOS管、MOS电容，时钟电路控制MOS管的导通以及MOS电容的充放电，最终通过MOS管的快速导通和MOS电容的充电产生负极性零阶高斯脉冲。
[0021]本实施例进一步地，所述的耦合反射线包括短路支节线、微带线，短路支节线将第一匹配网络的负极性零阶高斯脉冲进行延迟和极性翻转，再与正常微带线传输线上的原脉冲一起耦合成一阶高斯脉冲信号。
[0022]本实施例进一步地，所述的放大链路单元包括一级低噪声放大器和一级功率放大器，所述低噪声放大器与第二阻抗匹配网络相连接，低噪声放大器将一阶高斯脉冲信号进行前级放大，到达功率放大器完成最后的功率放大。
[0023]还提供了另外一个实施例，一种脉冲雷达信号发生方法：
[0024]步骤一：使用电荷泵电路产生负极性零阶高斯脉冲信号；
[0025]步骤二：使用阻抗匹配网络完成电荷泵电路输出阻抗与传输线的特征阻抗匹配；
[0026]步骤三：将负极性零阶高斯脉冲信号输入耦合反射线耦合产生双极性一阶高斯脉冲信号；
[0027]步骤四：使用阻抗匹配网络，将耦合反射线输出阻抗与放大链路单元输入阻抗达到阻抗匹配；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲雷达信号发生装置，其特征在于：包括：时钟电路、电荷泵电路、第一阻抗匹配网络、耦合反射线、第二阻抗匹配网络、放大链路单元，所述时钟电路用于产生时钟信号CLK+、CLK
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来控制电荷泵电路；所述电荷泵电路用于产生负极性零阶高斯脉冲；所述耦合反射线，用于耦合生成一阶高斯脉冲信号，所述放大链路单元用于将双极性一阶高斯脉冲信号进行信号放大和功率放大，所述电荷泵电路与时钟电路相连，所述耦合反射线与第一阻抗匹配网络、第二阻抗匹配网络相连接。2.根据权利要求1所述的一种脉冲雷达信号发生装置，其特征在于：所述电荷泵电路包括三个小功率MOS管、MOS电容，时钟电路控制MOS管的导通以及MOS电容的充放电，最终通过MOS管的快速导通和MOS电容的充电产生负极性零阶高斯脉冲。3.根据权利要求1所述的一种脉冲雷达信号发生装置，其特征在于：所述的耦合反射线包括短路支节线、微...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连生，王红艳，严文龙，
申请(专利权)人：山东滨州胜滨石油仪器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：