基于固态开关器件的纳秒脉冲源设计

发布时间：2017-06-05 22:12

  本文关键词：基于固态开关器件的纳秒脉冲源设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超宽带冲激雷达频带分布范围较广,具有强抗干扰性能力、极高的距离分辨力、功耗小、低截获率以及对其它通信系统干扰小等特点。因此超宽带冲激雷达被广泛的应用在地下探测、生物医学、仪表检测、电子对抗等领域。超宽带冲激雷达系统主要是由发射机、接收机、天线等模块组成。本文主要讨论了冲激雷达系统中脉冲源的研制。1.基于雪崩晶体管的高功率脉冲源本文对几种常见的高功率脉冲产生电路进行了研究。详细分析了雪崩晶体三极管的基本结构、击穿电压、雪崩充放电的过程、工作点的动态变化等。针对XXX雷达系统的项目需求,设计了9个相同的高功率脉冲源。电路选用了传统的Marx电路,使用型号为FMMT415的雪崩晶体管作为开关。分别进行了理论计算,电路仿真,器件选型,电路板制作及实验测试。最终实验测试结果为,当充电电压为300 V时,在50?的负载上可以产生峰值电压为2.2 kV的准零阶高斯脉冲,脉冲半高宽为1 ns,重复频率为10 kHz(频率可调),电路板大小为295×78 cm2。2.基于阶跃恢复二极管(SRD)的双极性脉冲源本文详细阐述了阶跃恢复二极管的工作原理,并介绍了典型的SRD脉冲源电路。根据教研室XXX雷达系统中信号采集部分的需求,在典型的SRD脉冲源电路基础上,设计了一款双极性脉冲源。实验结果表明,当直流偏置为12V时,脉冲源输出的负脉冲幅度为-4.3 V,脉冲底宽为300 ps;正脉冲的幅度为4.2 V,脉冲底宽为295 ps,两输出脉冲具有良好的对称性,并且重频在1 kHz-5 MHz内可调。该脉冲源具有电路结构简单、成本低、体积小、性能优越等优点。
【关键词】：冲激雷达 脉冲源 雪崩晶体三极管 阶跃恢复二极管
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.2 冲激雷达的发展历史与国内外研究现状况11-14
• 1.3 冲激雷达系统的基本结构14-16
• 1.4 本文的主要工作16
• 1.5 论文的结构与安排16-18
• 第二章 超宽带脉冲的理论研究和产生方法18-34
• 2.1 超宽带脉冲信号18-23
• 2.1.1 多周期脉冲信号18-19
• 2.1.2 升余弦脉冲信号19
• 2.1.3 高斯脉冲信号19-23
• 2.2 超宽带脉冲信号产生技术23-24
• 2.3 几种常见的固态开关24-33
• 2.3.1 可控硅和可关断可控硅24-27
• 2.3.2 半导体开路开关27-29
• 2.3.3 漂移阶跃恢复二极管29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于雪崩晶体三极管的高功率脉冲源34-60
• 3.1 雪崩晶体三极管34-44
• 3.1.1 雪崩晶体三极管的一般特性34-41
• 3.1.2 雪崩晶体三极管工作点的动态过程41-44
• 3.2 雪崩晶体三极管的导通方式44-45
• 3.3 基于雪崩晶体管的高功率Marx脉冲发生器45-53
• 3.3.1 触发脉冲电路46-47
• 3.3.2 脉冲产生电路及理论计算47-50
• 3.3.3 脉冲电路仿真50-52
• 3.3.4 脉冲整形52-53
• 3.4 电路板的制作及测试53-59
• 3.4.1 元器件的选择53-55
• 3.4.2 电路板的制作55-56
• 3.4.3 实验测试56-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 基于阶跃恢复二极管的脉冲源60-72
• 4.1 阶跃恢复二极管的结构和物理机制60-64
• 4.2 基于阶跃恢复二极管的脉冲源设计64-69
• 4.2.1 基于阶跃恢复二极管的脉冲电路64-66
• 4.2.2 改进型SRD脉冲电路66-69
• 4.3 双极性脉冲电路仿真69-70
• 4.4 双极性脉冲电路测试结果70-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 全文总结72-73
• 5.2 后续工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的成果79-80

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