CN101630952A

CN101630952A - 一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法

Info

Publication number: CN101630952A
Application number: CN200810150302A
Authority: CN
Inventors: 刘百玉; 阮驰; 赵卫
Original assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Current assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-20

Abstract

本发明涉及一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法，其解决了现有技术中工作器件极易损坏、可靠性低，难以实现高重复频率超宽带电脉冲输出的技术问题。包括以下步骤：1]多路超宽带电磁脉冲源分别得到具有输出重复频率的皮秒级高压电脉冲输出；2]用两级脉冲级联的方法产生皮秒级高压电脉冲；3]用频率合成实现高重频脉冲输出。能够获得高重复频率超宽带电脉冲输出，拓宽了超宽带电脉冲技术的应用领域，可广泛应用于超快诊断与超宽带电磁脉冲电子对抗领域中；可输出具有一定输出功率，同时又具有高重复频率的超宽带电脉冲；工作寿命长，可靠性好；便于扩展，便于进一步提高重复频率；能够实现小型化、全固化，便于与其它系统搭载配接。

Description

一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法

技术领域

本发明涉及一种利用多路超宽带电脉冲产生源，通过频率合成技术实现高重复频率超宽带电脉冲输出的方法。

背景技术

超宽带电脉冲，也称为超短电脉冲或超快电脉冲，通常是指带宽与中心频率之比大于25％的电磁波，在时域上表现为脉宽可达皮秒量级的窄脉冲，在频域上则具有达到GHz甚至THz量级的极宽频带。超宽带电脉冲在电子对抗、反隐形、电磁武器、穿透性攻击武器引信、地下探测、通信、医学成像、工业自动化、无损检测、安全检查、运输、材料估计等诸多领域具有重要应用。

超宽带电脉冲信号持续时间很短，电脉冲信号所覆盖的工作频率范围很宽，要实现具有一定输出功率的超宽带电脉冲较为困难，如果要求输出的脉冲同时要具有较高重复频率则更为困难。因为，重复频率开关、大容量下的快速充放电、重复率负载的选取等关键器件不仅要求能在高重频下重复运行，而且要具有长寿命、高可靠性等，现有的器件很难达到这些要求。超宽带电脉冲的实现方法较多，常用的有用超短脉冲激光触发光导开关和用超快电子元器件作为快速开关两种方法。主要存在如下缺点：

1.现有技术一般是用具有更好功率特性的电子元器件来制作单路超宽带脉冲电源，或通过改善工作电路特性来努力发挥现有器件的工作潜力，例如：合理布置电路，有效的散热措施等。但是，单个脉冲源的输出重复频率有限，不可能无限提高重复频率，要获得高重复频率输出的超宽带电脉冲非常困难。

2.在高重复频率工作条件下，工作器件极易损坏，使用寿命短。

3.现有技术的实现方法所用器件的工作可靠性无法确保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高重复频率超宽带电脉冲的实现方法，其解决了现有技术中工作器件极易损坏、可靠性低，难以实现高重复频率超宽带电脉冲输出的技术问题。

本发明的技术实现方案如下：

一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法，其特殊之处是，包括以下步骤：

1]多路超宽带电磁脉冲源分别得到具有输出重复频率的皮秒级高压电脉冲输出；

2]用两级脉冲级联的方法产生皮秒级高压电脉冲；

3]用频率合成实现高重频脉冲输出。

上述高重复频率超宽带电脉冲实现方法的步骤2]为步骤：

201]用电子学大功率电子开关得到纳秒级前沿的高压超短电脉冲；

202]再用该高压超短电脉冲二次驱动电子开关脉冲形成电路，得到亚纳秒高压电脉冲。

上述高重复频率超宽带电脉冲实现方法的步骤3]为步骤：

301]分别对各个超宽带电脉冲源的输出进行延时控制，使每路输出在时间上互相错开，每路脉冲信号之间形成一定时间间隔；

302]用同步延迟控制装置控制之后的多个超宽带电脉冲源再经多路耦合电路合成一路输出，以提高输出脉冲重复频率，获得高功率、高重频的超宽带电磁脉冲输出。

本发明具有如下优点：

1.能够获得高重复频率超宽带电脉冲输出，拓宽了超宽带电脉冲技术的应用领域，可广泛应用于超快诊断与超宽带电磁脉冲电子对抗领域中。例如，对于超快诊断高速相机，超宽带电脉冲具有超短脉冲宽度和超快的脉冲前沿，可提高超快诊断设备的时间分辨率。提高脉冲重复频率能够提高扫描电路的速度，可应用于连续高速诊断图像获取技术。针对同步光源的弱光测量，利用高重频脉冲能够实现同步扫描条纹相机，对弱光信号的多次采样叠加，以提高信噪比。超宽带、高重频干扰，也是目前电子干扰中的最佳技术方案。

2.可输出具有一定输出功率，同时又具有高重复频率的超宽带电脉冲。

3.工作寿命长，可靠性好。

4.所采用的器件单元模块化，便于扩展，便于进一步提高重复频率。

5.能够实现小型化、全固化，便于与其它系统搭载配接。

附图说明

图1、为本发明实现原理的示意图；

图2、为本发明实现方法的示意图。

发明内容

由于单个超宽带电脉冲源受功率限制，输出脉冲重复频率有限，故本发明采用多个源同时输出，通过频率合成来获得高重复频率超宽带电脉冲输出。

具体装置包括超宽带电脉冲产生模块、同步延时控制装置、多路信号耦合器。

首先，多路超宽带电磁脉冲源分别得到具有输出重复频率的皮秒级高压电脉冲输出；

用两级脉冲级联的方法产生皮秒级高压电脉冲：

两级脉冲级联的方法，具体是：首先，用电子学大功率电子开关得到纳秒级前沿的高压超短电脉冲；

再用该高压超短电脉冲二次驱动电子开关脉冲形成电路，得到亚纳秒高压电脉冲。

由于所产生的脉冲频谱很宽，高频成分丰富，所设计的电路与其中的电子器件的选取都要保证一定的工作频率带宽。

用频率合成实现高重频脉冲输出：

分别对各个超宽带电脉冲源的输出进行延时控制，使每路输出在时间上互相错开，每路脉冲信号之间形成一定时间间隔；

用同步延迟控制装置控制之后的多个超宽带电脉冲源再经多路耦合电路合成一路输出，以提高输出脉冲重复频率，获得高功率、高重频的超宽带电磁脉冲输出。控制每路脉冲源输出时间，

每个超宽带电脉冲源均工作于正常状态，因此可保证整个系统的工作寿命及可靠性。多个脉冲源，经过时间延迟控制，再将所有脉冲合成一路输出，得到高重频信号输出。由于利用多个脉冲源来共同承担输出功率，因此脉冲源的寿命将大大提高，实用性增强。

Claims

1、一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

2]用两级脉冲级联的方法产生皮秒级高压电脉冲；

3]用频率合成实现高重频脉冲输出。

2、根据权利要求1所述的一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法，其特征在于：所述高重复频率超宽带电脉冲实现方法的步骤2]为：

3、根据权利要求1或2所述的一种高重复频率超宽带电脉冲实现方法，其特征在于：所述高重复频率超宽带电脉冲实现方法的步骤3]为：

302]控制之后的多个超宽带电脉冲源再经多路耦合电路合成一路输出，以提高输出脉冲重复频率，获得高功率、高重频的超宽带电磁脉冲输出。