一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器制造技术

本发明专利技术公开了一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，解决了传统冲激脉冲产生器峰值功率低、半高宽宽、频谱分布窄、抖动大的问题。该冲激脉冲产生器包括：高压触发电路、超宽带分路器、冲激脉冲产生单元和超宽带合路器。本发明专利技术采用高压触发电路经过超宽带分路分别驱动4个冲激脉冲产生单元，经过超宽带合路器实现高峰值功率的输出。本发明专利技术具有7kV的输出峰值功率，半高宽500ns，频谱分布宽度由DC到3GHz，脉冲抖动小于30ps，重频20kHz等特点，能够适合用于各种需要大功率冲激脉冲产生器的系统中。种需要大功率冲激脉冲产生器的系统中。种需要大功率冲激脉冲产生器的系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器


[0001]本专利技术涉及电子侦察探测和电子对抗
，特别是一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，可实现高压大功率的冲激脉冲信号产生，具有峰值功率高、半高宽窄、频谱分布宽、脉冲抖动小的特点。

技术介绍

[0002]在超宽带雷达领域和超宽带电子干扰
中，使用超宽带冲激脉冲信号作为发射源，其输出峰值功率的大小直接决定了设备的性能。常规的冲激脉冲电路受器件性能和电路本身充放电时间的限制，其峰值功率、频谱宽度、半高宽相互制约，很难在高峰值功率输出的同时窄半高宽和频谱分布宽度。
[0003]目前国内外冲激脉冲信号输出幅度均在2.5kV左右，其脉冲宽度在1ns以上，其频谱宽度最高到1GHz，这就导致探测雷达探测距离短，干扰系统干扰距离近。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，解决了传统冲激脉冲产生技术中脉冲源输出峰值功率低、频谱分布窄、脉冲抖动大的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，包括高压触发电路01、超宽带分路器02、冲激脉冲产生单元03~06和超宽带合路器07；所述的高压触发电路01与超宽带分路器02连接，所述的冲激脉冲产生单元03~06与超宽带分路器02和超宽带合路器07连接；使用高压触发电路01驱动4路冲激脉冲产生单元03~06，减小抖动提高脉冲合成效率；使用4路冲激脉冲产生单元03~06通过超宽带合路器07进行功率合成，实现7kV的峰值功率输出。
[0006]进一步地，所述高压触发电路01包括驱动电路和25级Marx电路；所述的驱动电路包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第二电阻R2、第一电容C1和变压器T1；第一三极管Q1基极通过第一电阻R1接地，并与外部触发信号TTL连接，第一三极管Q1发射极直接接地，第一三极管Q1集电极通过第二电阻R2连接电源，并通过第一电容C1连接变压器T1的1管脚，变压器T1的2管脚接地，变压器T1的3管脚和4管脚连接25级Marx电路；所述的25级Marx电路由25级串联的分支电路构成，每一级Marx电路中均采用2只三极管并联结构；其中第1级分支电路包括第二电容C2、第三电阻R3、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四电阻R4；所述的第二三极管Q2和第三三极管Q3相同级并联，所述的第二三极管Q2和第三三极管Q3的集电极通过第三电阻R3与电源连接，并通过第二电容C2接地；所述的第二三极管Q2和第三三极管Q3的发射极通过第四电阻R4接地，并与驱动电路中变压器T1的4管脚连接；所述的第二三极管Q2和第三三极管Q3的基极与驱动电路中变压器T1的3管脚连接；第2级到第25级分支路中每一级分支路均包括2个三极管、1个电容和2个电阻；2只三极管均为并联结构，相同极短接，并且本级三极管的发射极与本极三极管的基极连接；2
只三极管的集电极通过电阻与电源连接，并通过电容连接上一级三极管的发射极。
[0007]进一步地，所述冲激脉冲产生单元03~06包括40级Marx电路；所述的40级Marx电路由40级串联的分支电路构成，每一级Marx电路中均采用2只三极管并联结构；第1级到第40级分支路中每一级分支路均包括2个三极管、1个电容和2个电阻；2只三极管均为并联结构，相同极短接，并且本级三极管的发射极与本极三极管的基极连接；2只三极管的集电极通过电阻与电源连接，并通过电容连接上一级三极管的发射极。
[0008]进一步地，所述超宽带合路器07包括两级共3路二合路器，2个第一级二合路器的输出连接第二级二合路器的输入，每一级二合路器采用14级阻抗变换形式的威尔金森合路器结构；超宽带合路器07电路上使用高压绝缘胶灌封。
[0009]本专利技术相比现有技术具有如下优点：1、本专利技术采用4路冲激脉冲产生单元进行功率合成，其输出峰值功率可达7kV；采用高压触发电路同时触发4路冲激脉冲产生单元，可有效减小脉冲抖动提高合成效率。
[0010]2、本专利技术电路中使用的Marx单路全部采用2只三极管并联结构形式，可有效提高电路的峰值功率、缩短脉冲前沿、拓宽频谱分布宽度。
[0011]3、本专利技术控制信号通过三极管、微分电路和变压器触发脉冲产生电路，可有效改善冲激脉冲产生器的脉冲抖动，提高其工作稳定性和前后电路的隔离度，便于使用此脉冲信号产生器进行阵列合成。
[0012]4、本专利技术采用宽带分/合路器进行冲激脉冲信号的分路和合成，其工作频带可达5倍频程，使脉冲信号产生器的合成效率达80%以上。
附图说明
[0013]图1 本专利技术冲激脉冲产生器组成框图。
[0014]图2是本专利技术高压触发器电路图示意图。
[0015]图3是本专利技术高压触发器电路触发信号波形图示意图。
[0016]图4是本专利技术冲激脉冲产生单元电路图。
[0017]图5是本专利技术4合路器电路示意图。
[0018]图6是本专利技术7kV冲击脉冲输出波形示意图。
具体实施方式
[0019]一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，其使用高压触发电路产生较高的触发信号，通过宽带分路器分路后分别驱动4路冲激脉冲产生单元，再通过宽带合路器进行功率合成，实现高峰值功率的输出。采用高压触发电路可有效降低冲激脉冲产生单元内的脉冲抖动，提高合成效率。
[0020]其中，高压触发电路和冲激脉冲产生单元，采用多级Marx电路级联提高单路输出的峰值电压，单级Marx电路采用2只三极管并联的结构，提高单次单次放电的峰值电流、功率和雪崩速度，通过合理调节储能电容和电路的分布参数，可进一步改善电路的输出波形特性。
[0021]宽带分路器和宽带合路器，采用2级二合/分路的方式，每级二分/合路采用14级阻抗变换形式的威尔金森分/合路电路，通过优化电路的分布参数使其工作带宽达16倍频程
以上，可有效提高冲激脉冲信号的合成效率。
[0022]具体来说，该7kV高峰值功率冲激脉冲产生器包括高压触发电路、超宽带分路器、冲激脉冲产生单元和超宽带合路器；所述的高压触发电路与超宽带分路器连接，所述的冲激脉冲产生单元与超宽带分路器和超宽带合路器连接；使用高压触发电路驱动4路冲激脉冲产生单元，减小抖动提高脉冲合成效率；使用4路冲激脉冲产生单元通过超宽带合路器进行功率合成，实现7kV的峰值功率输出。
[0023]高压触发电路通过TTL控制信号控制三极管基极电压进而控制三极管的通断，通过三极管集电极电阻电容微分电路产生触发脉冲信号，该信号电压达10V以上，通过变压器加载到第一级Marx电路中的触发端，可起到有效的隔离作用，减少高压冲激脉冲信号对TTL控制信号的干扰。
[0024]高压触发电路采用25级Marx电路产生高压触发信号，其输出电压达2kV，脉冲前沿500ps，可有效减小4路冲激脉冲单元的脉冲抖动，提高合成效率。冲激脉冲产生单元中采用40级Marx电路，单路输出电压在4kV以上。为了提高Marx电路的脉冲前沿和输出峰值功率，每一级Marx本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，其特征在于，包括高压触发电路（01）、超宽带分路器（02）、冲激脉冲产生单元（03~06）和超宽带合路器（07）；所述的高压触发电路（01）与超宽带分路器（02）连接，所述的冲激脉冲产生单元（03~06）与超宽带分路器（02）和超宽带合路器（07）连接；使用高压触发电路（01）驱动4路冲激脉冲产生单元（03~06），减小抖动提高脉冲合成效率；使用4路冲激脉冲产生单元（03~06）通过超宽带合路器（07）进行功率合成，实现7kV的峰值功率输出。2.根据权利要求1所述的一种7kV高峰值功率冲激脉冲产生器，其特征在于，所述高压触发电路（01）包括驱动电路和25级Marx电路；所述的驱动电路包括第一电阻（R1）、第一三极管（Q1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）和变压器（T1）；第一三极管（Q1）基极通过第一电阻（R1）接地，并与外部触发信号（TTL）连接，第一三极管（Q1）发射极直接接地，第一三极管（Q1）集电极通过第二电阻（R2）连接电源，并通过第一电容（C1）连接变压器（T1）的1管脚，变压器（T1）的2管脚接地，变压器（T1）的3管脚和4管脚连接25级Marx电路；所述的25级Marx电路由25级串联的分支电路构成，每一级Marx电路中均采用2只三极管并联结构；其中第1级分支电路包括第二电容（C2）、第三电阻（R3）、第二三极管（Q2）、第三三极管（Q3）、第四电阻（R4）；所述的第二三极管（Q2）和第三三极管（Q3）相同级并联，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏利郝，敦书波，王军峰，马振鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：