專利名稱：隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雷達與通信用的射頻脈沖源，特別是一種隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器。
現有技術中，隨機脈位信號的產生通常是采用噪聲技術來實現，脈沖的調制采用PIN二極管器件。如美國專利US4423419，名稱為“隨機脈位固定式無線電導航系統”，它介紹的隨機脈位的產生與調制的實現主要是由一個模擬噪聲源，通過數字采樣、比較之后，得到數字式隨機脈位信號，然后由該隨機脈位信號控制PIN管調制器，通過PIN管的導通與截止使連續振蕩的高頻信號被脈位隨機變化的脈沖信號調制，然后輸出給天線發射。上述隨機脈位脈沖信號產生及調制的方法存在的缺點是模擬噪聲數字化后統計特性不穩定，不利于雷達的信號處理，另外，PIN管調制器的微波開關速度慢，一般開關時間大于20ns，并且通斷的隔離度小，通常只在30～40dB左右，這樣就使得雷達的靈敏度較差，抗干擾能力不強，同時使雷達的作用距離很短。
本實用新型的目的在于提供一種隨機性好的脈沖信號，它可以實現無速度和距離模糊且適于窄脈沖調制的微波脈沖振蕩器。
本實用新型的目的是通過以下措施實現的，隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器主要由隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器構成，其特征是隨機脈位調制器由晶振、分頻器、隨機數產生器、計數器和比較器組成，微波脈沖振蕩器由砷化鎵雙柵FET、四個阻抗以及低通濾波器組成，上述各器件的電連接關系是，晶振的輸出端分別與分頻器與計數器的輸入端相接，分頻器的輸出端與隨機數產生器的輸入端相接，隨機數產生器和計數器的輸出端分別與比較器的兩個輸入端相接，四個阻抗分別與砷化鎵雙柵FET的兩個柵極以及源極、漏極相接，其中與砷化鎵雙柵FET的第二柵相接的阻抗的另一端與低通濾波器的輸出端相接，與雙柵FET源極相接的阻抗的另一端接地，與雙柵FET漏極相接的阻抗的另一端接負載，低通濾波器的輸入端通過一個箝位電路與比較器的輸出端相接。本實用新型采用隨機數產生器產生隨機脈位脈沖信號，并對砷化鎵雙柵FET管進行調制，它可以產生很窄的脈沖信號，達幾個ns級。具體工作原理是通電后，由隨機數產生器電路的N位碼組輸出一隨機數，其值范圍為1，……2n，其中隨機數產生器的時鐘頻率是由晶振輸出經2n次分頻后得到，而計數器是以晶振的時鐘頻率來進行的，兩者通過一并行數值比較器作比較，當計數器的計數值與隨機數產生器的隨機數相一致時，比較器輸出一個脈沖碼元，之后隨機數產生器狀態翻轉，再給出下一個隨機數，這樣經比較器輸出的脈沖信號就為隨機脈位變化的脈沖序列信號。該隨機脈沖信號產生后首先進入箝位電路，由箝位電路將它們的正電位箝至零電位，零電位箝至負電位，然后通過低通濾波器輸給雙柵FET的第二柵極，低通濾波器在向雙柵FET輸送隨機脈沖的同時，還可以有效地防止雙柵FET的高頻振蕩反饋至隨機脈位調制器中，并由一個與雙柵FET第二柵相接的阻抗，保證雙柵的一柵對高頻接地。在脈沖調制振蕩器中，由雙柵FET的第二柵構成一個微波高速開關，第一柵與源極、漏極以及與它們相接的阻抗一起構成一個微波振蕩電路，當隨機脈位調制器產生的隨機脈沖信號經箝位電路后輸出脈沖為零伏時，FET振蕩電路開始振蕩，產生連續波振蕩信號，當箝位電路輸出的脈沖為負值時，FET處于截止狀態，振蕩電路停振。這樣連續不斷地進行，就可向負載輸出一個脈寬較窄的隨機射頻微波脈沖串。
本實用新型與現有技術相比，其顯著優點是(1)由于采用了砷化鎵雙柵FET作為微波源，其開關速度比現有技術中PIN管提高了二個數量級，所以適于窄脈沖的調制；(2)由于采用了砷化鎵雙柵FET管，振蕩器輸出的脈沖信號通斷比可達∞，大大地提高了雷達接收機的靈敏度和測距分辨率，可以做到無速度、距離模糊，同時增強了抗干擾能力，能廣泛地應用于隨機脈位調制的脈沖多卜勒引信、雷達和通信系統中。
本實用新型的具體結構由以下附圖
和實施例給出。
附圖是根據本實用新型提出的隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器的結構原理示意圖。
參照附圖，隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器主要由隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器兩大部份構成。本實用新型的設計要求是工作波段為X波段，脈沖寬度為50ns，輸出脈位間隔50ns～3200ns，根據上述要求，隨機脈位調制器是由晶振1、分頻器2、隨機數產生器3、計數器4和比較器5組成，微波脈沖振蕩器由砷化鎵雙柵FET6、四個阻抗(7、8、9、10)以及一個低通濾波器11組成，在隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器之間還設置一個箝位電路12。隨機脈位調制器中的各器件均為集成電路器件，各器件之間的電連接關系依照本說明書第五部份中所述連接方式連接，微波脈沖振蕩器中的砷化鎵雙柵FET管的型號選擇WC63系列，四個阻抗(7、8、9、10)都為50Ω，阻抗的電長度分別為0.16λg、0.15λg、0.54λg和0.7λg，分別接在砷化鎵雙柵FET的兩個柵極以及源極、漏極上，其中阻抗9的另一端接地，阻抗10另一端接負載，低通濾波器11由一段 (λg)/8 波長傳輸線構成的電感13、14和 (λg)/4 波長終端開路線構成的電容15、16組成，低通濾波器11的輸出端與雙柵FET第二柵相接的阻抗8的另一端相接，低通濾波器11的輸入端與箝位電路12的輸出端相接，箝位電路12的輸入端接隨機脈位調制器中比較器5的輸出端。另外，微波脈沖振蕩器的工作頻率為10GHZ，脈沖寬度為50ns，輸出脈沖間隔50ns～3200ns，振蕩器輸出脈沖功率為20mw，高頻抑制度為∞。
權利要求一種隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器，它主要由隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器構成，其特征是隨機脈位調制器由晶振[1]、分頻器[2]、隨機數產生器[3]、計數器[4]和比較器[5]組成，它們的電連接關系是，晶振[1]的輸出端分別與分頻器[2]和計數器[4]的輸入端相接，分頻器[2]的輸出端與隨機數產生器[3]的輸入端相接，隨機數產生器[3]的輸出端和計數器[4]的輸出端分別與比較器[5]的兩個輸入端相接；微波脈沖振蕩器由砷化鎵雙柵FET[6]、阻抗[7、8、9、10]以及低通濾波器[11]組成，它們的電連接關系是，阻抗[7、8、9、10]分別與砷化鎵雙柵FET[6]的兩個柵極及源極、漏極相接，其中與砷化鎵雙柵FET[6]的第二柵相接的阻抗[8]的另一端與低通濾波器[11]的輸出端相接，與砷化鎵雙柵FET[6]的源極相接的阻抗[9]的另一端接地，與砷化鎵雙柵FET[6]的漏極相接的阻抗[10]的另一端接負載；隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器之間還有一個箝位電路[12]，箝位電路[12]的輸入端接隨機脈位調制器中比較器[5]的輸出端，箝位電路[12]的輸出端接微波脈沖振蕩器中低通濾波器[11]的輸入端。
專利摘要本實用新型公開了一種雷達與通信系統中用的隨機脈位調制的微波脈沖振蕩器，它主要由隨機脈位調制器和微波脈沖振蕩器兩大部分構成，隨機脈位脈沖信號通過隨機數產生器經比較后產生，并由此信號調制雙柵FET管振蕩器，產生脈位隨機變化的微波脈沖信號，與現有技術相比，該振蕩器的發射信號具有無速率、距離模糊的特點，抗干擾能力強，能廣泛應用于隨機脈位調制的脈沖多卜勒引信、雷達與通信系統中。
文檔編號H03K3/84GK2186974SQ94241579
公開日1995年1月4日 申請日期1994年4月5日 優先權日1994年4月5日
發明者是湘全, 牟善祥 申請人:南京理工大學