一种亚纳秒高重频低抖动脉冲信号发生器的设计与实现

发布时间：2020-08-22 15:08

【摘要】：时域超宽带技术是近数十年来电子领域涌现出的一项具有巨大应用潜力的技术,其原理是利用产生的极窄时域脉冲,形成超宽带信号进行应用。超宽带技术应用具有重要的商用和军用价值,成功应用在无线电通信、雷达、成像和高精度探测定位等系统中。时域超宽带技术中的一个关键技术是冲激信号的产生,常见的固态冲激信号源的实现是先将能量储存,然后快速放电,将能量瞬时有效地释放给负载,最终输出高幅值窄脉冲。本文以亚纳秒高重频低抖动脉冲信号发生器为研究对象,重点研究了脉冲信号发生器的产生方式。论文研究内容主要包括对时域高斯脉冲信号进行时域和频域的分析,对比不同电路实现的差异,最后针对Marx级联电路的雪崩效应原理等进行理论分析,提出了相应的设计方案以及实现方法,最后进行了样机测试试验,验证相关指标。文中设计的Marx级联电路利用雪崩晶体管的雪崩效应实现窄脉冲高电压信号,核心是将电容器并联充电后串联放电,利用电容上电压的叠加在最后一级电路输出高电压窄脉冲。先通过理论计算出电路中器件参数,利用PSpice软件对电路进行仿真,优化各项电路参数,验证实现目标。根据仿真结果,选择相应的电路器件,考虑信号的特性进行PCB布线,最后实现实物,完成输出脉冲幅值为382V、脉冲半峰值宽度为560ps、重复频率为10kHz信号的实现,最后编写论文。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN782
【图文】：

第一章 绪论程中探测到目标信号，目标就截获一部分雷达辐射信号，并且将截获电磁波重新全方位辐射出去，这种现象称为散射。其中会有一部分散射波返回雷达天线，被雷达天线收集，再经过收发开关送往雷达接收机，在雷达接收机中形成目标回波。经过接收机处理采集后，把结果送到显示器显示出来，此时在显示器的荧光屏上就可以看到目标的回波。

图 1-1 脉冲雷达探测目标的工作流程脉冲雷达系统包括了 7 大组成部分：激励和同步器、发射机、接收机（含信号处理机）、显示器、天线、天线收发转换开关、天线控制系统。

第一章 绪论放能量，以高温度、闪光或巨大的声响形式呈现，粒子高速运动，产生极大的力量。为新概念武器和新装备提供技术支持，用于驱动激光器完成切割与焊接等工作、为癌症患者提供 X 射线治疗、为呼吸系统疾病以及粉碎结石患者引入 NO 吸入疗法，心脏起搏器、去纤颤器等也都用到功率脉冲技术。在我们日常的生活或工作中，都早已渗透脉冲功率技术，与人类密切相关[4]。典型的脉冲功率系统的组成框图如图 1-3 所示，初级能源在相对较长的时间内进行 D.C 充电，将低功率水平的电能储存起来，继而对大容量的电容器组充电，形成μs 脉冲信号，将信号输送到负载以高功率的脉冲信号输出，完成信号从低功率转换为高功率的过程。正如电力系统的储能系统原理，可以持续提供长时间的电容供以使用[5]。

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 王杰;;PSpice在软件电路设计中的应用[J];电子科技;2012年09期

2 李楠;韩绍坤;赵文;宛旭;杨昆;;大电流纳秒级脉宽激光二极管驱动电路的设计[J];光学技术;2012年01期

3 杨雁;李盛涛;;高频印制电路基板研究进展[J];绝缘材料;2007年06期

4 许艳华,马建民;晶体管雪崩状态及应用[J];中国科技信息;2005年18期

5 梁步阁,陈小娟,朱畅,袁乃昌;超宽带雷达实验系统中大功率纳秒级脉冲源的研制[J];微波学报;2005年01期

本文编号：2800817