用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及雷達探測技術領域，其公開了一種用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，解決傳統(tǒng)技術中對空反隱身沖激雷達系統(tǒng)的脈沖源峰值低，功率小的問題。該脈沖源包括：DC?DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊；所述DC?DC模塊和驅動隔離模塊與脈沖產生模塊電連接；所述脈沖整形模塊與所述脈沖產生模塊電連接。本發(fā)明采用22級基于雪崩三極管的Marx電路實現高電壓峰值和窄半峰值寬度，脈沖峰值電壓大于2kV，能大大增加雷達系統(tǒng)的作用距離；產生的沖激信號頻譜在0.1GHz?1GHz范圍內，頻帶范圍寬，能達到反隱身的要求，適用于反隱雷達探測。
【專利說明】
用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及雷達探測技術領域，具體涉及用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源。
【背景技術】
[0002]由于對空反隱身沖激雷達系統(tǒng)要求輻射出信號頻譜寬和電壓峰值高，所以輸出信號為高電壓峰值窄脈沖信號；而一般的射頻前端電路不能實現。這就需要專門設計高峰值的沖激脈沖源對天線進行信號輸入，該脈沖源要滿足高電壓峰值，頻譜寬、抖動小以及拖尾小的特點。
[0003]但國內外時域探測雷達的脈沖源通常幅度只有一千多伏，而且脈沖寬度幾納秒；這樣導致脈沖源的功率不夠探測距離太短和低頻信號太低而輻射很低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提出一種用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，解決傳統(tǒng)技術中對空反隱身沖激雷達系統(tǒng)的脈沖源峰值低，功率小的問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，包括:DC_DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊;所述DC-DC模塊和驅動隔離模塊與脈沖產生模塊電連接;所述脈沖整形模塊與所述脈沖產生模塊電連接。
[0006]作為進一步優(yōu)化，所述DC-DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊集成在一個電路板上，且所述電路板被封裝在金屬鋁盒中。
[0007]作為進一步優(yōu)化，所述金屬鋁盒上設置有DC12V電源接口，以及用于輸入驅動信號的SMA接頭和用于輸出脈沖的SMA接口。
[0008]作為進一步優(yōu)化，所述電路板采用型號為R04350B的高頻板。
[0009]作為進一步優(yōu)化，所述DC-DC模塊為12V轉300VDC-DC模塊。
[0010]作為進一步優(yōu)化，所述金屬招盒的尺寸為:底厚4_，側邊厚6_，蓋板厚2_。
[0011]作為進一步優(yōu)化，所述驅動隔離模塊包括電源模塊以及順次級聯的FPGA方波電路、微分電路、功率放大電路和隔離變壓器;所述電源模塊與所述FPGA方波電路和功率放大電路相連。
[0012]作為進一步優(yōu)化，所述脈沖產生模塊包括22級Marx電路，所述22級Marx電路由22級串聯的分支電路構成，其中第I級分支電路包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻，第一電容、第二電容和雪崩三極管;所述雪崩三極管的集電極通過第一電阻連接至電源，并通過第一電容和第二電阻接地;所述雪崩三極管的基極通過第二電容連接至其發(fā)射極;所述第三電阻串接在所述雪崩三極管的基極與發(fā)射極之間；
[0013]第2級至第22級分支電路中的每一級分支電路均包括一個雪崩三極管、一個電容和兩個電阻；其中雪崩三極管的基極連接其發(fā)射極，雪崩三極管的集電極通過一個電阻連接至電源，并通過電容和另外一個電阻接地，還通過該級分支電路中的所述電容連接上一級分支電路中雪崩三極管的發(fā)射級。
[0014]作為進一步優(yōu)化，所述雪崩三極管采用型號為FMMT415的三極管。
[0015]作為進一步優(yōu)化，所述脈沖整形模塊采用雪崩二極管和濾波器以及1/4微帶線實現對波形整形和與天線之間的寬帶匹配。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、采用22級基于雪崩三極管的Marx電路實現高電壓峰值和窄半峰值寬度，脈沖峰值電壓大于2kV，能大大增加雷達系統(tǒng)的作用距離;產生的沖激信號頻譜在0.1GHz-lGHz范圍內，頻帶范圍寬，能達到反隱身的要求；
[0018]2、將DC-DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊集成在電路板上，減小設備體積;為了減小脈沖源輻射對天線和系統(tǒng)整個影響，將整個電路板封裝在金屬鋁盒中，而且方便設備的拆裝；
[0019]3、使用驅動隔離電路和12V轉300VDC-DC芯片高壓供電模塊減小時間抖動和幅度抖動。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明中用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源結構框圖；
[0021 ]圖2為驅動隔離模塊結構框圖；
[0022]圖3為驅動隔離模塊中的微分電路求導示意和輸入輸出波形圖；
[0023]圖4為22級Marx電路結構示意圖；
[0024]圖5為采用OrCad對Marx電路輸出的仿真結果圖；
[0025]圖6為本發(fā)明高功率沖激脈沖源測試單級脈沖結果示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明高功率沖激脈沖源測試雙級脈沖結果示意圖。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明旨在提出一種用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，解決傳統(tǒng)技術中對空反隱身沖激雷達系統(tǒng)的脈沖源峰值低，功率小的問題。
[0028]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的方案作進一步的描述:
[0029]如圖1所示，本發(fā)明中的高功率沖激脈沖源包括DC-DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊;所述DC-DC模塊和驅動隔離模塊與脈沖產生模塊電連接;所述脈沖整形模塊與所述脈沖產生模塊電連接；
[0030]12V電源從接口進入分兩路，一路連接DC-DC升壓芯片產生300V高壓給脈沖產生模塊的Marx電路中電容充電，另外一路給驅動隔離電路供電；驅動信號從SMA接口進入，連接驅動隔離電路，通過驅動隔離電路給Marx電路中的雪崩三極管驅動;Marx電路產生脈沖信號經過整形電路以后通過兩邊都有SMA的2cm同軸線連接到屏蔽盒上的SMA接頭。
[0031]其中，所述驅動隔離模塊如圖2所示，包括電源模塊以及順次級聯的FPGA方波電路、微分電路、功率放大電路和隔離變壓器;所述電源模塊與所述FPGA方波電路和功率放大電路相連。如圖3所示，FPGA方波電路產生3.3V方波，通過微分電路求導以后波形通過隔離變壓器輸出波形如圖3右下所示，最終輸出的波形，上升沿為1ns，幅值為9V。
[0032]圖4示意了22級Marx電路結構，其中驅動信號經過一個微分電路觸發(fā)Ql的be級觸發(fā)整個Marx電路雪崩；在沒有觸發(fā)之前，雪崩三極管斷開，300V高壓電源通過電阻Rc和Re給電容C充電；當雪崩三極管Ql觸發(fā)時，整個Marx電路中的雪崩三極管發(fā)生雪崩效應，雪崩三極管導通，于是所有電容串聯給負載電阻放電產生單級脈沖波。
[0033]如圖5所示的Marx電路經過用OrCad仿真結果圖，其中上升沿3.78ns，電壓幅度是2253V，半峰值寬度為4.26ns;實際電路經過整形電路以后輸出波形如圖6所示，上升沿883ps，電壓幅度為2076V，半峰值寬度為1.429ns，而且脈沖拖尾信號只有2.06%,幅度抖動為4.7%，時間抖動3.9%o經過同軸反射線設計出來的雙極脈沖信號如圖7所示，其中632ps的上升沿，峰峰值電壓2.16kV，峰峰值寬度1.49ns幅度抖動2%，脈寬抖動3.6%,雙極脈寬比1:2.65，雙極幅度比1.45:1。
【主權項】
1.用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，包括:DC-DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊;所述DC-DC模塊和驅動隔離模塊與脈沖產生模塊電連接;所述脈沖整形模塊與所述脈沖產生模塊電連接。2.如權利要求1所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述DC-DC模塊、驅動隔離模塊、脈沖產生模塊和脈沖整形模塊集成在一個電路板上，且所述電路板被封裝在金屬招盒中，所述金屬招盒的尺寸為:底厚4mm，側邊厚6mm，蓋板厚2_。3.如權利要求2所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述金屬鋁盒上設置有DC12V電源接口、用于輸入驅動信號的SMA接頭和用于輸出脈沖的SMA接口。4.如權利要求2所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述電路板采用型號為R04350B的高頻板。5.如權利要求1所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述DC-DC模塊為12V轉300V的DC-DC模塊。6.如權利要求1所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述驅動隔離模塊包括電源模塊以及順次級聯的FPGA方波電路、微分電路、功率放大電路和隔離變壓器;所述電源模塊與所述FPGA方波電路和功率放大電路相連。7.如權利要求1所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述脈沖產生模塊包括22級Marx電路，所述22級Marx電路由22級串聯的分支電路構成，其中第I級分支電路包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻，第一電容、第二電容和雪崩三極管;所述雪崩三極管的集電極通過第一電阻連接至電源，并通過第一電容和第二電阻接地;所述雪崩三極管的基極通過第二電容連接至其發(fā)射極;所述第三電阻串接在所述雪崩三極管的基極與發(fā)射極之間； 第2級至第22級分支電路中的每一級分支電路均包括一個雪崩三極管、一個電容和兩個電阻；其中雪崩三極管的基極連接其發(fā)射極，雪崩三極管的集電極通過一個電阻連接至電源，并通過電容和另外一個電阻接地，還通過該級分支電路中的所述電容連接上一級分支電路中雪崩三極管的發(fā)射級。8.如權利要求7所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述雪崩三極管采用型號為FMMT415的三極管。9.如權利要求1所述的用于對空反隱身雷達系統(tǒng)的高功率沖激脈沖源，其特征在于，所述脈沖整形模塊采用雪崩二極管和濾波器以及1/4微帶線實現對波形整形和與天線之間的寬帶匹配。
【文檔編號】G01S7/28GK106059537SQ201610453682
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】鄭俊, 胡湘平, 劉兵, 金力, 徐建, 彭瑞金, 黃夢琪, 李加能, 張之峰, 劉永強
【申請人】四川電子軍工集團裝備技術有限公司