基于Marx电路的亚纳秒级脉冲源研制

发布时间：2023-11-12 19:38

　　近年来,超宽带探地雷达在军事和民用领域都得到了广泛的应用,这得益于超宽带探地雷达具有频谱分布较宽、穿透能力强、抗干扰性能好、结构轻巧简便、易于操作等优势。随着人们对超宽带探地雷达的探测分辨率的要求日渐提高,雷达系统中的信号发射机,即脉冲信号源不断得到改进和完善,其脉宽的设计从纳秒级别发展到亚纳秒级别。本文就双极性亚纳秒级脉冲信号源的研制,做了如下工作:首先是对各阶高斯信号的波形函数及其频谱分布进行了分析,其中一阶高斯信号波形不含有直流成分、正负双极性且电路制作简单,因此将一阶高斯脉冲信号作为本次设计的发射波形,并对实际电路测试得到的高斯上升沿和指数下降沿的脉冲波形进行了介绍。接着介绍了几种超宽带脉冲信号的产生方法,经过对比项目指标要求和电路优缺点,选择了基于雪崩三极管的Marx电路作为时域脉冲信号产生的技术途径。随后研究了雪崩三极管的雪崩倍增效应及其三种导通方式,在对Marx电路的充放电结构进行介绍之后,理论计算了基于雪崩三极管的Marx电路主要器件参数,并分析了级数和储能电容对Marx电路的影响,为后续的仿真提供了理论依据。第四章为Marx电路的仿真计算部分,在Marx电路仿真之前,...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
        1.1.1 探地雷达技术简介
        1.1.2 窄脉冲器设计的意义
    1.2 超宽带脉冲信号源的国内外研究历史与现状
        1.2.1 超宽带探地雷达发展现状
        1.2.2 时域脉冲信号源发展现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 超宽带脉冲的理论分析
    2.1 超宽带信号的定义
    2.2 高斯波形及频谱分析
        2.2.1 各阶高斯信号波形函数
        2.2.2 实际电路中的脉冲信号时频分析
        2.2.3 对称双极脉冲信号的时频分析
    2.3 超宽带脉冲信号的产生方法介绍
    2.4 本章小结
第三章 脉冲信号源方案设计
    3.1 三极管的雪崩理论
    3.2 三极管雪崩基本电路
    3.3 脉冲信号产生电路
    3.4 脉冲源电路参数计算
    3.5 本章小结
第四章 脉冲信号源仿真分析
    4.1 仿真准备
        4.1.1 雪崩三极管选型
        4.1.2 杂散参数计算
    4.2 仿真电路搭建
    4.3 零阶高斯信号仿真结果
    4.4 压缩脉宽的仿真分析
    4.5 仿真波形优化
    4.6 整形电路的设计
        4.6.1 短路枝节法
        4.6.2 RL微分电路
        4.6.3 RC微分电路
        4.6.4 一阶高斯信号仿真结果
    4.7 本章小结
第五章 实物加工及测试
    5.1 PCB的设计
        5.1.1 PCB的布局和走线
        5.1.2 PCB的制作
    5.2 实验测试
        5.2.1 实验平台简介
        5.2.2 实验测试结果
    5.3 脉冲源信号抖动分析
        5.3.1 抖动产生的原因
        5.3.2 降低抖动的办法
    5.4 脉冲源信号拖尾分析
        5.4.1 拖尾信号的产生
        5.4.2 改善拖尾的办法
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3863811