亚纳秒时域信号源设计与研制

发布时间：2020-06-20 10:11

【摘要】：当今世界,不论是能源领域还是医疗方面甚至军事领域的反恐维和事业的发展,均对雷达探测技术提出了较高的要求。新型时域超宽带冲激雷达系统具备频带宽、抗辐射干扰强、分辨力远、功耗和截获率低等优点,在雷达成像探测领域脱颖而出。时域穿墙雷达系统主要分为发射机、接收机、天线三大架构。本文主要针对系统中的信号源进行各项工作。近年来,对于超宽带信号源来讲,其发展并不十分迅速,信号源的输出电压、半峰值(峰峰值)脉宽、抖动、辐射是其最主要的代表指标,但是多数研究都很难做到将这些指标中的某一个做的很突出。大多是以折中的方式进行。本文首先从超宽带技术的发展入手,分析了几种典型的超宽带信号及其频谱特征,并确定了基于高斯上升沿指数下降沿的UWB信号经典模型。随后介绍了三种主要的电脉冲技术,其中以固态快速器件为代表的电脉冲技术更适合本文。其中着重研究了雪崩三极管的基本机理与其特性。在第三章中,确定使用Marx电路作为信号产生电路。从Marx电路的基本器件的选型开始,结合实际电路的动静态特征从充放电两角度对各个元器件的参数进行了详细系统地计算、分析、推导。在仿真章节中,对之前分析过的各个指标进行了进一步地仿真验证比对,并将比对确定后的结果作为实物的参数。本文的主要新思想是对传统的Marx电路进行改良。在查阅大量文献的基础上,详细分析各器件参数特性,不再像往常一样取随机值来对Marx电路进行模糊的实践。并且在波形整形电路中考虑使用欠电荷耦合法和串联电感法进行脉宽压缩与波形整形,且仿真效果良好。最后,根据仿真和计算得出的参考值完成实际电路的制作。测试的指标及参数符合预期,达到了实验室项目以及科研的需求。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN95
【图文】：

联邦通信委员会规定将3.1-10.6 GHz 这一无需政府执照的带宽分给UWB系统使用，美国开始了超宽带通信技术研究。概括来讲，我们的超宽带技术经历了从宽带到窄带再到宽带最后发展成为超宽带的过程，如图1-1所示。图1-1 无线通信技术的发展历程因此超宽带信号显然具备着一定的优势。它有着较低的功率密度、较高的分辨率、较高的带宽。其一，相对于窄带接收机而言，超宽带信号的功率密度近似于窄带接收机感受到的噪声信号；其二，一些超宽带信号的时域波形脉宽非常窄，通常为纳秒甚至亚纳秒量级，这使得使超宽带系统的分辨率可以达到厘米甚至毫米量级；其三，超宽带信号具有极宽的带宽，这使得采用超宽带信号的局域无线网数据传输速率可以达到吉字节。超宽带信号具备如此多且实用的优点，也正是这些优点使得它发展如此迅速、使用如此普遍、更加的造福于人类，我们对于它的研究也更加的迫切且势在必得。

是变相的提升了我们发射机中雷达或者天线的中心频率了，这就使得天线的有效频带得以拓展，这样一来我们的天线就更加容易小型化制作了。图1-2 超宽带穿墙雷达基本工作原理框图因此，作为时域雷达技术中的关键部分，超宽带时域脉冲源的研究的工程价值信号控制系统Encoder 延时电路 信号源 发射天线延采集电路低噪放限幅滤波接收天线时电路A/D 转换 Decoder数据处理

【参考文献】

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本文编号：2722269