專(zhuān)利名稱(chēng)：雷達(dá)脈沖調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將直流高壓電壓調(diào)制成各種時(shí)間間隔和各種頻率的高壓脈
沖裝置，特別應(yīng)用于雷達(dá)發(fā)射機(jī)中。
背景技術(shù)：
脈沖調(diào)制器是以脈沖方式工作的雷達(dá)發(fā)射機(jī)中的主要部件，脈沖調(diào)制器所產(chǎn)生的
觸發(fā)脈沖的幅值、脈寬、波形和重復(fù)頻率值這些參數(shù)直接決定了雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率的大小，也
決定了雷達(dá)觀測(cè)距離的遠(yuǎn)近、雷達(dá)觀測(cè)方位及距離分辨率和雷達(dá)圖像質(zhì)量的好壞，因此，脈
沖調(diào)制器性能的優(yōu)劣，對(duì)于雷達(dá)發(fā)射機(jī)乃至雷達(dá)整機(jī)性能的優(yōu)劣具有決定的作用。 傳統(tǒng)的脈沖調(diào)制器是以人工線作為儲(chǔ)能和脈沖成形器件，以充氖閘流管作為開(kāi)關(guān)
的線性調(diào)制器。這種調(diào)制器的缺點(diǎn)是脈沖的幅值、脈寬、波形、重復(fù)頻率值不能予以靈活的
控制，穩(wěn)定性相對(duì)也比較差。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種控制靈活、抗干擾性好、 可靠性高的固態(tài)剛性管雷達(dá)脈沖調(diào)制器。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是信號(hào)接收模塊通過(guò)串行接口電路連接脈沖發(fā)生 器，脈沖發(fā)生器的輸出分別連接第一推動(dòng)電路和第二推動(dòng)電路，兩組推動(dòng)電路的輸出分別 連接脈沖變壓器，脈沖變壓器產(chǎn)生高壓觸發(fā)脈沖；所述推動(dòng)電路的高壓電源的輸出分別連 接MOSFET支路模塊和IGBT支路模塊，MOSFET支路模塊和IGBT支路模塊并聯(lián)后連接支路 切換控制器的輸入。 所述脈沖發(fā)生器具有FPGA芯片，該FPGA芯片包括內(nèi)嵌CPU模塊、邏輯控制器和脈 沖信號(hào)發(fā)生芯片，該FPGA芯片分別外接并行輸出接口 、并行輸入接口 、程序存儲(chǔ)器、切換控 制開(kāi)關(guān)和觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)。 所述第一推動(dòng)電路和第二推動(dòng)電路分別連接于脈沖變壓器的初級(jí)線圈端。 本實(shí)用新型的有益效果是 1、用FPGA(可編程邏輯器件)以及內(nèi)置式CPU(中央處理器)組成脈沖調(diào)制器的 脈沖發(fā)生器，以數(shù)字化指令控制脈沖發(fā)生器，所有程序都可用VHDL語(yǔ)言寫(xiě)成，用戶(hù)可以根 據(jù)使用的需要，方便地控制發(fā)射機(jī)的預(yù)熱時(shí)間、觸發(fā)脈沖的脈寬和觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率，抑 制同頻干擾，并且在調(diào)制成高壓的過(guò)程中獲得較好的波形，又可使雷達(dá)發(fā)射機(jī)在大的電壓 和電流下保持穩(wěn)定。 2、推動(dòng)電路采用高壓剛性開(kāi)關(guān)器件M0SFET(場(chǎng)效晶體管)支路和IGBT(晶體管) 支路的相互兼容性和相互切換的控制電路；具有較快的開(kāi)關(guān)速度以及更高的電壓和功率容 量，實(shí)現(xiàn)良好的波形且保證雷達(dá)發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性。 3、脈沖變壓器采用加法式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即由兩組推動(dòng)電路連至脈沖變壓器初級(jí)，以 在次級(jí)上形成電壓相加，當(dāng)初級(jí)與次級(jí)各設(shè)一層繞組時(shí)，可減小分布電容。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的連接示意圖。 圖2是圖1中信號(hào)接收模塊1、串行接口電路2與脈沖發(fā)生器3的具體結(jié)構(gòu)連接 圖。 圖3是圖1中脈沖發(fā)生器3的具體結(jié)構(gòu)圖。 圖4是圖1中脈沖發(fā)生器3、推動(dòng)電路4以及脈沖變壓器5的具體結(jié)構(gòu)連接圖。 圖5是圖1中推動(dòng)電路4與脈沖變壓器5的具體結(jié)構(gòu)連接圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示，信號(hào)接收模塊1通過(guò)RS422與串行接口電路2連接，串行接口電路2 連接脈沖發(fā)生器3，脈沖發(fā)生器3產(chǎn)生的脈沖信號(hào)輸出給推動(dòng)電路4，脈沖發(fā)生器3的輸出 分別連接兩組推動(dòng)電路，即第一推動(dòng)電路4-1和第二推動(dòng)電路4-2，這兩組推動(dòng)電路的輸出 分別連接脈沖變壓器5，脈沖變壓器5通過(guò)耦合產(chǎn)生高壓觸發(fā)脈沖6。 如圖2，信號(hào)接收模塊1包括控制信號(hào)發(fā)生器11和控制信號(hào)連接器12。串行 接口電路2包括時(shí)鐘21和UART芯片22 (UART Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter,通用異步接收/發(fā)送裝置，是一個(gè)并行與串行相互轉(zhuǎn)換的輸入輸出芯片)， UART芯片22分別連接控制信號(hào)發(fā)生器11、控制信號(hào)連接器12和脈沖發(fā)生器3。雷達(dá)用戶(hù) 的控制信號(hào)為RS422信號(hào)，送入U(xiǎn)ART芯片22， UART芯片22將串口信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?位并口數(shù) 據(jù)信號(hào)，送往脈沖發(fā)生器3。同樣，來(lái)自脈沖發(fā)生器3的應(yīng)答數(shù)據(jù)，經(jīng)UART芯片22轉(zhuǎn)為串口 信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)镽S422信號(hào)，回送給用戶(hù)。 如圖3，脈沖發(fā)生器3由FPGA以及內(nèi)置式CPU組成，具有一個(gè)FPGA芯片33，采用 Altera公司的FPGA，內(nèi)嵌NiosIICPU。 FPGA芯片33包括內(nèi)嵌CPU模塊331、邏輯控制器332 和脈沖信號(hào)發(fā)生芯片333，該FPGA芯片33分別外接并行輸出接口 31、并行輸入接口 32、程 序存儲(chǔ)器37，切換控制開(kāi)關(guān)34和觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)36。切換控制開(kāi)關(guān)34和觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)36 的輸出分別連接推動(dòng)電路4中的支路切換控制器41，以控制在不同脈寬和頻率下采用那一 種支路工作。 脈沖發(fā)生器3的控制輸入端通過(guò)串行接口電路2與雷達(dá)用戶(hù)以及來(lái)自雷達(dá)接收機(jī) 的信號(hào)相連接。用戶(hù)可以通過(guò)指令控制觸發(fā)脈沖的發(fā)生、脈沖寬度及其改變、脈沖的重復(fù)頻 率。在內(nèi)置CPU的程序存儲(chǔ)器37中裝有預(yù)置的以下程序 1、冷啟動(dòng)預(yù)熱時(shí)間控制程序?？梢愿鶕?jù)用戶(hù)發(fā)來(lái)的指令，靈活地控制冷啟動(dòng)時(shí)延 時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，既對(duì)發(fā)射機(jī)起到保護(hù)作用，又能夠快速地啟動(dòng)發(fā)射機(jī)，還可通過(guò)改變脈沖間 隔達(dá)到抑制同頻干擾的目的。 2、0. 05微秒至1. 5微秒寬度、600Hz至3000Hz頻率的觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生控制程序。 可以根據(jù)用戶(hù)發(fā)來(lái)的指令，控制產(chǎn)生出觸發(fā)脈沖。 3、雷達(dá)同頻干擾抑制程序。當(dāng)雷達(dá)接收機(jī)接收到雷達(dá)同頻干擾的信號(hào)時(shí)會(huì)發(fā)來(lái)指 令，啟動(dòng)這一程序，通過(guò)改變脈沖間隔達(dá)到抑制同頻干擾的目的。啟動(dòng)這一程序，也可以由 用戶(hù)的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。[0025] 如圖4所示，推動(dòng)電路4由高壓電源44、M0SFET支路模塊42、IGBT支路模塊43和 支路切換控制器41組成，其中MOSFET為場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是一種依靠多數(shù)載流子工作的增強(qiáng) 型器件，優(yōu)點(diǎn)是具有相對(duì)較快的開(kāi)關(guān)速度。IBGT也是一種壓控器件，它具有更高的電壓和 功率容量。M0SFET支路模塊42和IGBT支路模塊43并聯(lián)后分別接高壓電源44的輸出和 支路切換控制器41的輸入，支路切換控制器41的輸出連接脈沖變壓器5。支路切換控制 器41由二對(duì)高壓繼電器組成，繼電器的動(dòng)作由來(lái)自脈沖發(fā)生器3的信號(hào)控制，繼電器的開(kāi) 關(guān)將切換二條支路中的一條工作。推動(dòng)電路4調(diào)制成的高壓脈沖，也由支路切換控制器41 輸出，并和脈沖變壓器5相連接。 如圖5所示，推動(dòng)電路2調(diào)制出的觸發(fā)電壓脈沖與脈沖變壓器5相連接，通過(guò)脈沖 變壓器5的耦合，最終將觸發(fā)電壓脈沖升高至6000-8000V的高壓脈沖，來(lái)滿足發(fā)射機(jī)磁控 管發(fā)射的需要。脈沖變壓器5采用加法式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，第一推動(dòng)電路4-l和第二推動(dòng)電路4-2 這兩組推動(dòng)電路分別連至脈沖變壓器5的初級(jí)線圈端，以在次級(jí)上形成電壓相加。在次級(jí) 線圈端輸出高壓觸發(fā)脈沖6，初級(jí)與次級(jí)各設(shè)一層繞組。 本實(shí)用新型工作時(shí)，脈沖發(fā)生器3產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖為低壓脈沖，它與后續(xù)的推動(dòng) 電路2相連接，當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度比較小，重復(fù)頻率比較高的時(shí)候，為了獲得良好的脈沖波 形，需要的開(kāi)關(guān)速度較快，電壓和電流相對(duì)較小，這時(shí)推動(dòng)電路2由M0SFET支路模塊42實(shí) 現(xiàn)；當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度比較大，重復(fù)頻率比較低的時(shí)候，開(kāi)關(guān)速度相對(duì)比較慢，所需電壓和電 流很大，這時(shí)推動(dòng)電路2由IGBT支路模塊43實(shí)現(xiàn)，以保證雷達(dá)的穩(wěn)定性；二種支路的電路 在指令控制下混合使用，具有良好的波形和穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種雷達(dá)脈沖調(diào)制器，信號(hào)接收模塊(1)通過(guò)串行接口電路(2)連接脈沖發(fā)生器(3)，其特征是脈沖發(fā)生器(3)的輸出分別連接推動(dòng)電路(4)中的第一推動(dòng)電路(4-1)和第二推動(dòng)電路(4-2)，兩組推動(dòng)電路的輸出分別連接脈沖變壓器(5)，脈沖變壓器(5)產(chǎn)生高壓觸發(fā)脈沖(6)；所述推動(dòng)電路(4)的高壓電源(44)的輸出分別連接MOSFET支路模塊(42)和IGBT支路模塊(43)，MOSFET支路模塊(42)和IGBT支路模塊(43)并聯(lián)后連接支路切換控制器(41)的輸入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)脈沖調(diào)制器，其特征是所述脈沖發(fā)生器(3)具有FPGA 芯片(33)，該FPGA芯片(33)包括內(nèi)嵌CPU模塊(331)、邏輯控制器(332)和脈沖信號(hào)發(fā)生 芯片(333)，該FPGA芯片(33)分別外接并行輸出接口 (31)、并行輸入接口 (32)、程序存儲(chǔ) 器(37)、切換控制開(kāi)關(guān)(34)和觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)(36)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)脈沖調(diào)制器，其特征是所述第一推動(dòng)電路(4-1)和第 二推動(dòng)電路(4-2)分別連接于脈沖變壓器(5)的初級(jí)線圈端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種將直流高壓電壓調(diào)制成各種時(shí)間間隔和各種頻率的雷達(dá)脈沖調(diào)制器，信號(hào)接收模塊通過(guò)串行接口電路連接脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器的輸出分別連接第一推動(dòng)電路和第二推動(dòng)電路，兩組推動(dòng)電路的輸出分別連接脈沖變壓器的初級(jí)線圈端，推動(dòng)電路的高壓電源的輸出分別連接MOSFET支路模塊和IGBT支路模塊，兩支路模塊并聯(lián)后連接支路切換控制器的輸入。脈沖發(fā)生器的FPGA芯片分別外接并行輸出接口、并行輸入接口、程序存儲(chǔ)器、切換控制開(kāi)關(guān)和觸發(fā)脈沖開(kāi)關(guān)?？煞奖愕乜刂瓢l(fā)射機(jī)的預(yù)熱時(shí)間、觸發(fā)脈沖的脈寬和觸發(fā)脈沖的重復(fù)頻率，抑制同頻干擾，在調(diào)制成高壓的過(guò)程中獲得較好的波形；推動(dòng)電路具有較快的開(kāi)關(guān)速度以及更高的電壓和功率容量。
文檔編號(hào)G01S7/282GK201497808SQ200920231460
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者楊大寧 申請(qǐng)人:楊大寧