改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置及其改善方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于單脈沖二次雷達系統領域，特別涉及一種改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置及其改善方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的進步，航空運輸業的飛速發展，航空運輸日益繁忙，為保障航空運輸安全，空管雷達廣泛應用于民用和軍事航空領域，各個機場都安裝有二次雷達，二次雷達的使用量越來越大。二次雷達發射組件通常使用的功率管是LD MOS功率晶體管，LD MOS功率晶體管是電壓控制導通型功率管，具有輸出功率大、功率增益高、頂降小、脈沖上升沿和下降沿小、且不隨功率晶體管的工作狀態變化的技術特點。
[0003]但由于LDMOS功率晶體管的輸出信號的上升沿和下降沿在8ns左右，而二次雷達的脈沖上升沿指標要求為50ns?10ns，下降沿指標要求為50ns?500ns ；因此LD MOS功率晶體管的上升沿和下降沿不能滿足二次雷達的使用要求，因此使用時需要對射頻信號上升沿和下降沿進行改善處理。
【發明內容】
[0004]本發明為了克服上述現有技術的不足，提供了一種改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置，本發明不僅改善了二次雷達脈沖信號的上升和下降沿，使上升沿和下降沿滿足50ns?10ns的指標要求，而且具備結構簡單、使用方便、成本低廉的特點。
[0005]為實現上述目的，本發明采用了以下技術措施:
[0006]—種改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置，包括PIN開關單元和功率放大器單元，所述PIN開關單元的信號輸入端、控制端分別連接射頻輸入信號、TTL控制信號，所述PIN開關單元的信號輸出端連接功率放大器單元的信號輸入端，所述功率放大器單元的信號輸出端輸出射頻輸出信號。
[0007]優選的，所述PIN開關單元包括PIN二極管，所述PIN二極管的正極端連接第十四電容、第一電感的一端，所述第十四電容的另一端連接射頻輸入信號，第一電感的另一端連接第十五電容、第十六電容的一端、以及TTL控制信號，所述第十五電容、第十六電容的另一端均接地，所述PIN 二極管的負極端連接第二電感的一端、功率放大器單元的信號輸入端，所述第二電感的另一端接地。
[0008]優選的，所述功率放大器單元包括功率晶體管，所述功率晶體管的柵極連接第一電容、第一電阻、第四電容、第五電容的一端，所述第一電容的另一端連接PIN 二極管的負極端以及第二電感的一端，所述第一電阻的另一端、以及第二電容、第三電容的一端均連接所述功率晶體管的柵極輸入電壓，所述第二電容、第三電容、第四電容、第五電容的另一端均接地，所述功率晶體管的漏極連接第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第i^一電容、第十二電容、第十三電容的一端、以及漏極供電電源，所述第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第十一電容、第十二電容、第十三電容的另一端均接地，所述第六電容的另一端輸出射頻輸出信號。
[0009]進一步的，所述PIN二極管的型號為美國M/A-C0M公司生產的MADP-042405-13060。
[0010]進一步的，所述功率晶體管為500W的LDMOSRF功率晶體管。
[0011]本發明還同時提供了上述一種改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置的改善方法，所述改善方法具體步驟包括:
[0012]S1、所述PIN開關單元的信號輸入端接收射頻輸入信號，PIN開關單元的控制端輸入TTL控制信號，所述射頻輸入信號的前沿的輸入時間提前于所述TTL控制信號的前沿的輸入時間，且射頻輸入信號的后沿的輸入時間滯后于TTL控制信號的后沿的輸入時間；
[0013]S2、當所述TTL控制信號為低電平時，PIN開關單元內部的PIN 二極管處于狀態，所述射頻輸入信號停止通過PIN開關單元；
[0014]S3、所述TTL控制信號的前沿到來時，PIN 二極管的導通能力逐漸增加，通過PIN開關單元的射頻輸入信號的電流逐漸增加，直至射頻輸入信號的電流達到最大值，所述射頻輸入信號從電流最大值的10%至電流最大值的90%所需要的時間即為改善后的射頻輸入信號的上升沿；
[0015]S4、所述TTL控制信號為高電平時，PIN開關單元內部的PIN 二極管處于導通狀態，所述射頻輸入信號通過PIN開關單元；
[0016]S5、所述TTL控制信號的后沿到來時，PIN二極管的導通能力逐漸減弱，通過PIN開關單元的射頻輸入信號的電流逐漸從最大值變為最小值，所述射頻輸入信號從電流最大值的90%至電流最大值的10%所需要的時間即為改善后的射頻輸入信號的下降沿；
[0017]S6、設置功率放大器單元中的功率晶體管工作在線性區;所述PIN開關單元的信號輸出端輸出改善后的射頻輸入信號至功率放大器單元的信號輸入端，所述功率放大器單元的信號輸出端輸出功率放大后的射頻輸出信號。
[0018]優選的，所述射頻輸入信號的前沿的輸入時間提前于所述TTL控制信號的前沿的輸入時間為0.3ys，射頻輸入信號的后沿的輸入時間滯后于TTL控制信號的后沿的輸入時間為0.3ys。
[0019]本發明的有益效果在于:
[0020]I)、本發明包括PIN開關單元和功率放大器單元，所述PIN開關單元的信號輸入端、控制端分別連接射頻輸入信號、TTL控制信號，所述PIN開關單元的信號輸出端連接功率放大器單元的信號輸入端，所述功率放大器單元的信號輸出端輸出射頻輸出信號。通過TTL控制信號來控制PIN開關單元的導通和截止，不僅改善了二次雷達脈沖信號的上升和下降沿，使上升沿和下降沿滿足50ns?10ns的指標要求，而且本發明具備結構簡單、使用方便、成本低廉的特點。
[0021]2)、所述PIN 二極管的型號為美國M/A-C0M公司生產的MADP-042405-13060，所述功率晶體管為500W的LDMOS RF功率晶體管。本發明通過以上元器件互相配合使用，實現了本發明的最優設計，使得最終輸出的射頻輸出信號的各個指標達到最優值。
[0022]3)、設置功率放大器單元中的功率晶體管工作在線性區，在不同的輸入功率下，功率放大器單元的輸出功率增益都相同，使得上升沿和下降沿改善后的射頻輸入信號經過功率放大器單元后，上升沿和下降沿保持不變。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的原理框圖；
[0024]圖2為本發明的TTL控制信號與射頻輸入信號和射頻輸出信號的相對位置圖；
[0025]圖3為本發明的PIN開關單元的原理圖；
[0026]圖4為本發明的功率放大器單元的原理圖。
[0027]圖中標記符號的含義如下:
[0028]10—PIN開關單元20—功率放大器單元
[0029]30 一 IRIG-B碼接收模塊C1?C16 一第一電容?第十六電容
[0030]LI?L2—第一電感?第二電感 Vl—功率晶體管[0031 ]V2—PIN 二極管
【具體實施方式】
[0032]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0033]如圖1所示，一種改善二次雷達脈沖信號上升和下降沿的裝置，包括PIN開關單元10和功率放大器單元20，所述PIN開關單元10的信號輸入端、控制端分別連接射頻輸入信號、TTL控制信號，所述PIN開關單元10的信號輸出端連接功率放大器單元20的信號輸入端，所述功率放大器單元20的信號輸出端輸出射頻輸出信號。
[0034]如圖3所示，所述PIN開關單元10包括PIN 二極管V2，所述PIN 二極管V2的正極端連接第十四電容C14、第一電感LI的一端，所述第十四電容C14的另一端連接射頻輸入信號，第一電感LI的另一端連接第十五電容C15、第十六電容C16的一端、以及TTL控制信號，所述第十五電容C15、第十六電容C16的另一端均接地，所述PIN 二極管V2的負極端連接第二電感L2的一端、功率放大器單元20的信號輸入端，所述第二電感L2的另一端接地。
[0035]如圖4所示，所述功率放大器單元20包括功率晶體管VI，所述功率晶體管Vl的柵極連接第一電容Cl、第一電阻Rl、第四電容C4、第五電容C5的一端，所述第一電容Cl的另一端連接PIN 二極管V2的負極端以及第二電感L2的一端，所述第一電阻Rl的另一端、以及第二電容C2、第三電容C3的一端均連接所述功率晶體管Vl的柵極輸入電壓，所述第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5的另一端均接地，所述功率晶體管VI的漏極連接第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一電容CU、第十二電容C12、第十三電容C13的一端、以及漏極供電電源，所述第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13的另一端均接地，所述第六電容C6的另一端輸出射頻輸出信號。
[0036]所述PIN 二極管V2的型號為美國M/A-C0M公司生產的MADP