论文摘要
发射信号源作为探地雷达系统中一个核心组件,其性能指标对整个雷达探测有着重要的影响。现在主流的探地雷达体制有无载波冲击脉冲探地雷达和步进频率信号探地雷达。无载波冲击脉冲探地雷达发射的是纳秒级的冲击脉冲,通过时域回波信号来对目标识别,如何研制高稳定度的纳秒级脉冲源是一个关键,本文采用雪崩管Marx级联加末端反射线的方式产生了高功率超宽带的纳秒级双极性冲击脉冲源,并且采用微波功率合成的方式对雪崩管Marx脉冲源进行了功率合成实验;步进频率探地雷达利用离散的步进频率信号合成一维距离像,由于较高的平均功率,解决了冲击脉冲雷达系统不能兼顾高分辨率和远距离穿透探测性能的要求,研究和设计宽频带、大功率、捷变频的步进频率源有着十分重要的意义。本文主要分为六个章节。第一章绪论,主要介绍了论文的研究背景、意义以及研究现状。第二章介绍了一些常用超宽带探地雷达信号及其产生技术。接下来两章详细介绍了冲击脉冲信号源和步进频率信号源的设计过程。最后对信号源性能指标进行了测试。针对冲击脉冲信号源的设计,选用了雪崩管Marx电路的方式,本文首先对雪崩管脉冲产生原理进行详细的介绍,并且进行了相关参数的理论计算,其次,使用Orcad Pspice仿真软件进行了一些仿真优化,最后采用Altium designer进行了PCB的设计,详细介绍了雪崩管Marx电路产生双极性类高斯脉冲的设计过程,设计出了高稳定度的双极性冲击脉冲源,峰峰值电压大于1kV,拖尾小于峰峰值10%,时基抖动小于50ps,峰值幅度抖动小于峰峰值幅度5%。接下来考虑了雪崩管Marx电路在脉冲峰值功率提升方面的限制,设计了一种采用多节威尔金森的宽带功率合成器,通过对雪崩管Marx电路子模块进行功率合成,以此来提高峰值输出功率,峰值电压叠加效率为66%,峰值功率叠加效率为80%。然后,针对步进频率信号源的设计,采用了跳频速度快的直接数字频率合成方法,进行了详细的方案设计,包括DDS信号源电路、PLL参考时钟电路、宽带功率放大电路以及电源电路。最后,进行了相关性能指标的测试,步进频率源具体指标为:输出频率100M-1.4GHz;相位噪声小于-125dBc@50kHz;宽带杂散抑制小于-50dBc;输出平均功率1W。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 徐文强
导师: 赵青
关键词: 探地雷达,超宽带,大功率,冲击脉冲,步进频率
来源: 电子科技大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 地质学,地球物理学,矿业工程
单位: 电子科技大学
分类号: P631.3
总页数: 78
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