行波管发射机保护功能的设计

对某雷达行波管发射机的工作原理进行了简要介绍,针对发射机比较常见的高压打火现象进行研究分析,对打火导致的“压差过压”故障进行故障机理分析,设计了一种保护电路,可有效避免打火击毁控制电路。

应用于5.8 GHz雷达传感器的中频信号滤波处理

针对5.8 GHz多普勒雷达传感器的应用需求,设计完成了雷达传感器的数字电路部分。整个数字电路分为两大部分功能,一是控制雷达传感器进入不同的工作模式,满足不同的功耗需求;二是对雷达传感器采样得到的中频信号进行滤波以及算法处理,使得能够在一定距离内感应人体移动。文中对其中的中频信号滤波处理展开详细论述,该部分采用陷波滤波器、低通滤波器、全通均衡器级联的IIR滤波结构,用较低的滤波器阶数实现了对工频干扰的46 dB衰减,在100 Hz处的衰减能够达到38 dB,并且通过全通均衡器对系统的群时延进行了一定的补偿。整个设计采用dongbu011rf工艺,在8 MHz和32 kHz的时钟频率约束下,版图面积约为475 200μm^(2),经流片测试,动态功耗约为0.41 mW,实现的功能与应用需求一致。

24 GHz频段高性能压控振荡器的设计

设计了一种基于SMIC 40 nm射频CMOS工艺的低功耗、低噪声、宽调谐范围压控振荡器模块,可应用于24 GHz频段的多普勒或调频连续波雷达系统。分别从电路架构优化、电容电感等无源器件分析,介绍了提高电路性能的具体实现方式。采用了四位电容阵列,实现了6 GHz的宽调谐范围;通过可配置电容偏置电压的方法,使得相邻子带频率重叠范围达到41.8%。为了提高压控振荡器的噪声性能,采用了自行设计的高Q值八字电感,EMX仿真下Q值为27.12。通过Cadence仿真软件对电路进行仿真优化,实际芯片流片测试结果表明,该VCO实现了23.77~30.05 GHz的宽调谐范围,1.1 V电源下工作电流为2.2 mA,功耗为2.42 mW,相位噪声为-103.05 dBc/Hz@1 MHz和-123.27 dBc/Hz@10 MHz。

应用于汽车FMCW雷达的超前进位锁相环研究

近年来汽车FMCW雷达广泛应用于新能源及智能网联领域,来测量外部目标的相对间距和速度。针对当前FMCW雷达系统灵敏度差、缺少灵活性、测量范围窄的问题,设计了一种应用于FMCW雷达领域的超前进位全数字锁相环。根据雷达对物体距离和速度的测量原理,采取集成电路芯片技术实现了对该环路结构的设计,利用Matlab软件搭建环路系统Z域模型并进行了稳定性分析对比,通过硬件描述语言(VHDL)编写环路程序,并联合调用Modelsim软件完成了仿真试验,最后结合仿真结果在硬件上验证设计的准确性。实验结果表明,基于超前进位的全数字锁相环有效提高了锁相频率,降低了系统延时,大幅度拓展了调频范围。

大功率刚管脉冲调制器小型化设计与应用

脉冲调制器是大功率真空管发射机必不可少的核心组成单元,设计改进调制器的性能是提升发射机性能的关键途径之一。本文介绍了脉冲调制器原理和类型,并对不同类型调制器特点作了相关介绍,探讨主流的刚管脉冲调制器相关技术。经分析研究,设计开发一种新型小型化大功率刚管脉冲调制器,重点介绍了调制器核心电路设计方案和实验结果。实验表明,该型调制器相比传统固态刚管脉冲调制器具有电路简单、重量轻、体积小、性能优越等特点,在确保发射机的工作性能及可靠性的前提下,满足了高机动雷达对小型化、集成化的需求。

一种红外反射式倒车极速声光报警电路研究

为确保汽车倒车安全,在车内搭载一种声光报警装置,以便在车辆倒车时根据实际环境给出安全提示。文章设计一种红外反射式倒车极速声光报警电路,该电路由红外发射、红外接收、信号处理、比较输出及报警指示等构成。其中军用级SE555组成振荡器实现红外信号发射,工业级LM224运放组成放大及比较电路,实现声光报警功能。测试结果表明,电路性能稳定、可靠性高、反应灵敏,能实现极速报警。

An Experimental Study of the Printed-Circuit Elliptic Dipole Antenna with 1.5-16 GHz Bandwidth

Printed-circuit board (PCB) elliptic antennas with useful bandwidth exceeding 10:1 ratio are suitable for wideband radar, wireless ultra wideband (UWB) and other wireless communication applications. We present wideband PCB elliptic dipole antennas which are capable of achieving the bandwidth requirements for all the applications. A set of elliptic dipole antennas with varying eccentricities have been fabricated for demonstration. We find one specific size (specific eccentricity) dipole that can yield an impressive 1.5-16 bandwidth exceeding the currently available. A couple of elliptic dipole antennas suitable for UWB application have been presented. We have measured swept frequency response, impedance and radiation patterns of all dipoles. An empirical formula is given for calculating the starting resonant frequency within the operating band. The calculated values are found in good agreement with measured results.

毫米波太赫兹集成电路与工艺

近年来,毫米波已逐渐成为5G/6G移动通信、卫星通信、下一代无线互联网、智慧交通、制导、射电天文等重大工程应用领域的核心支撑技术,太赫兹也逐渐成为研究热点。毫米波太赫兹集成电路(芯片)又是推动各种毫米波太赫兹应用系统快速演进的关键。文章对毫米波太赫兹技术的一些重要应用领域和毫米波太赫兹集成电路的研究进展及相关工艺进行了简要综述,分析了不同工艺下芯片的性能特点及其合适的应用场景。

基于CPLD技术的某雷达发射机控制箱设计

针对某型雷达发射机脱离终端显控台无法单独操控的问题,在CPLD技术的基础上实现了雷达发射机控制箱的设计。控制箱可产生发射机正常工作时所需的各种定时信号和控制信号,控制发射机的工作状态转换,起到了“终端显控台”的操作效果。控制箱在检测和老练发射机行波管的过程中,无需终端显控台的操作即可完成,具有较好的时效性和便捷性,可应用于日常发射机的检测和维修。

全固态刚管调制器的电路设计与实现

随着现代化技术以及信息化手段的飞速发展,雷达作为获取海陆空战场全天候、全天时战略和战术情报的重要手段之一,存在巨大的军事价值。发射机作为产生大功率射频信号的雷达设备,在雷达组成中起到了“核心”作用。在发射机实际使用过程中,调制器作为发射机的“心脏”,电路设计和实现后的稳定性对发射机而言至关重要。本文介绍了某型最近研制成功的一种全固态刚管调制器的电路拓扑和相关电路设计,调制器采用IGBT串并接技术,其输出脉冲电压20kV,脉冲电流100A,可满足某型发射机的实际使用需求。

一种低温漂的小型化接收前端调试方法研究

针对非相参雷达输出频率变化范围很大造成系统不能稳定工作这一难题,介绍了一种低温漂的小型化毫米波接收前端的调试方法。对VCO调控电路进行了理论分析,采用“先调调谐斜率、再调温度系数、最后调中心频率”的“三步”调试法,完美解决了定型项目中调试难度大、生产性差、故障返修率高等问题。

40kV/20kW开关型脉冲成形网络充电高压电源

采用软开关恒流充电技术,研制了一台40kV/20kW开关型脉冲成形网络(PFN)充电高压电源装置,该装置在重复频率范围、PFN电容容量较大变动时,都能达到高的稳定性,并具有体积小、效率高、可并联运行的特点,可用于环型加速器注入引出、直线加速器、雷达发射等领域。介绍了该装置的研制及带PFN负载的实验状况。

探地雷达高功率高稳定度脉冲源设计

对于探地雷达,脉冲源的功率和稳定度直接影响其作用距离和探测精度,对目标成像时进行相干积累有着重要意义。采用雪崩三极管设计的全固态脉冲源具有很高的稳定度指标,但输出功率较低,使用Marx电路可以提高其输出峰值电压幅度。梳状PCB(印刷电路板)电路是一种结构紧凑具有自相似性的电路形式,有利于进一步提高脉冲源的稳定度指标,也有利于脉冲源的小型化设计。根据某探地雷达要求,采用梳状PCB电路形式,实现了12级Marx电路的脉冲源,采用欠电荷法对脉冲波形进行了优化设计,其输出峰值电压大于400 V(50Ω负载),脉冲宽度为600 ps,重复频率大于25 kHz;并且具有良好的时基稳定度和波形稳定度,脉冲宽带抖动小于1%,峰值抖动小于1%。

FMCW雷达测距系统的中频信号处理电路设计

中频信号处理电路是雷达测距系统的核心硬件。在计算得到滤波及放大电路的关键参数后,基于双运放MC33078,设计实现了包含高通和低通2个单元的滤波电路;利用可调增益放大器AD603和静电计级运算放大器OPA128等设计实现了可调增益放大器、峰值检波电路和AD/DA转换电路。对所设计的关键电路进行了模拟验证,并通过对静态目标的测距实验,验证了中频信号处理电路对雷达测距的适用性和测试值相对于计算值的准确性。

探地雷达超宽带高斯脉冲信号源的设计

脉冲源作为探地雷达的核心部件,其高功率和超宽频带可保证探测距离和探测分辨率,波形的光滑性与稳定性同时也影响着目标成像质量。选用雪崩三极管组成Marx电路输出单极性脉冲,采取措施优化波形中的不光滑部分,精确计算传输线延迟时间,信号反向叠加形成双极性脉冲,设计梳状PCB形式有利于脉冲源的小型化。测量结果表明:脉冲波形平滑对称,正负峰间脉宽为1.64ns,幅度为812V(50Ω负载),拖尾振荡低于总体幅值的10%,和仿真结果吻合较好,符合探地雷达的需求。

格栅结构吸波性能探索研究

探索研究了格栅结构作为吸波结构的可能性,利用F loquet定理分析格栅结构传播电磁波的特性,通过传输线和等效电路法设计格栅结构,为展宽吸波频带和提高吸波性能,将电路屏引入格栅结构,结果表明当电路屏与格栅结构匹配时,含有电路屏的格栅结构在8~18GHz内反射率≤-5dB,在频率点为16.4GHz时最大峰值为-24.4dB。

电路模拟结构在结构吸波材料中的应用探索研究

研究了电路模拟结构(电路屏)在结构吸波复合材料中应用的可行性。重点研究了电路屏结构尺寸、电路屏所处位置及复合材料体系各层中吸收剂配比对吸波特性的影响,结果表明,电路屏在雷达吸波材料中起到了以下的作用:电路屏能引起入射电磁波与反射电磁波的干涉,起到又一反射屏的作用;电路屏的加入能增大吸波结构的表面输入阻抗。通过合理的设计电路屏及使电路屏结构尺寸与吸波结构中的介质层相匹配,电路模拟结构可以有效地提高吸波结构的吸波性能。

雷达图法在轨道电路分路不良预警中的应用

针对道床漏泄较严重,道砟电阻变化较大的特殊区段的"红光带"与分路不良故障问题,以25Hz相敏轨道电路为例,选取主要影响因素,将其设为预警指标,并利用改进的层次分析法确定各个预警指标的权重;结合现场情况,根据微机监测系统中轨道电压监测曲线图界定电压预警区域及警限,为了使各指标具有可比性,对指标数据进行正向或负向的归一化处理;在此基础上,提出利用雷达图建立轨道电路分路不良预警模型的图形化预警思想,在预警定量评估中引入4个预警等级的参考样本,定量并直观地表示轨道区段所处的预警等级范围,从而实现轨道电路故障危险性评价及预警。计算结果表明基于雷达图的轨道电路分路不良预警是直观、可行的,可为轨道电路日常维护和故障及时发现处理提供理论依据。

FMCW雷达系统的双模方向判断模块研究

方向判断模块是雷达防撞系统中的一个重要功能模块。为实现该模块,完成了对差频信号频率及相位与目标运动方向关系的理论推导,得到并验证了频率及相位与目标靠近或远离关系的2种判定法则。利用这2种法则,设计了基于频率和相位变化判断目标运动方向的双模判断模块。该模块集成了2种模式的方向判断电路,连接计频器得到用于DSP计算的频率,并利用光电报警器直观显示目标的运动方向,可极大地提高方向判断的准确性。对电路的模拟结果验证了利用双模理论实现方向判断模块设计的可行性。

相控阵雷达阵面电源保护电路的研制

阵面电源的保护电路关系到阵面电源的可靠性和安全性,关系到雷达的安全性和可靠性,文中提出了比较新颖的阵面电源的防浪涌电流的软启动电路、输入过欠压电路和缺相保护电路,并进行了仿真分析和试验研究,为阵面电源的设计提供了经验。