CN203840287U - 一种高频脉冲调制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高频脉冲调制电路。该电路为雷达天线收发组件（TR组件）关键模块，包括收发脉冲开关驱动器、发射脉冲驱动、接收脉冲驱动、发射负载以及接收负载。具有用于控制脉冲电压输出的频率和用于控制脉冲电压频率的占空比。控制脉冲电压频率从1Hz-1MHz，控制脉冲电压频率的占空比从1%-100%。该电路可以搭配FPGA做逻辑控制电路，可以实现单独接收脉冲电压使能、单独发射脉冲电压使能、接收脉冲电压与发射脉冲电压同时使能等多种工作状态，可以满足雷达TR组件各种工作状态需要。

Description

一种高频脉冲调制电路

技术领域

本实用新型涉及一种调制电路，尤其涉及一种高频脉冲调制电路。该电路为雷达天线收发组件（TR组件）关键模块，可将直流电压转换成不同频率和不同占空比输出的脉冲调制电压，特别应用于有源相控阵雷达天线中。 

背景技术

有源相控阵天线技术是近年来发展的新技术，具有比传统火控雷达更多的优势。TR组件是有源相控阵天线中的关键组件，该组件中包含电源、控制以及脉冲调制等电路，尤其是脉冲调制电路对整个TR组件的工作起着非常重要的作用。

脉冲调制电路是以脉冲方式工作的有源相控阵雷达TR组件的主要部件，脉冲调制电路所产生的脉冲的幅值、脉冲宽度、时域波形以及重复频率等参数直接决定了有源相控阵雷达天线发射和接收的能力，同时也决定了雷达观测距离、方位、距离分辨率和图像质量的好坏，因此脉冲调制电路性能的优劣直接决定了雷达系统天线的整机性能，对系统起着决定性作用。

传统的脉冲调制电路架构复杂、效率低、重频低、占空比调节范围比较窄以及元器件繁多。在严酷的高低温环境下，器件失效率比较高，可靠性非常低，同时，重频比较低，导致雷达测量距离和测距分辨率非常有限，最终实用性不强。 

发明内容 

本实用新型的主要目在于克服传统的脉冲调制电路架构复杂、效率低、重频低，元器件繁多的缺点，提供一种控制灵活、抗干扰性强、可靠性高的高频脉冲调制电路。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种高频脉冲调制电路，包括收发脉冲开关驱动器、发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器、发射负载、接收负载、四个驱动电阻、四个MOSFET开关元件、用于输入开关脉冲信号的开关脉冲输入端、用于输入负压保护使能信号的负压保护输入端、用于输入发射脉冲驱动使能信号的发射使能输入端、用于输入接收脉冲驱动使能信号的接收使能输入端、漏极加电接口；

所述开关脉冲输入端连接收发脉冲开关驱动器的输入端，所述负压保护输入端连接收发脉冲开关驱动器的使能端，收发脉冲开关驱动器的两个输出端口分别连接发射脉冲驱动器的输入端、接收脉冲驱动器的输入端；

所述发射使能输入端、接收使能输入端分别连接发射脉冲驱动器的使能端、接收脉冲驱动器的使能端；

发射脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第一驱动电阻、第二驱动电阻连接到第一MOSFET开关元件的栅极、第二MOSFET开关元件的栅极，接收脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第三驱动电阻、第四驱动电阻连接到第三MOSFET开关元件的栅极、第四MOSFET开关元件的栅极；

所述第一MOSFET开关元件的源极与第二MOSFET开关元件的漏极连接，并同时连接发射负载；所述第三MOSFET开关元件的源极与第四MOSFET开关元件的漏极连接，并同时连接接收负载；

所述漏极加电接口分别连接所述第一MOSFET开关元件的漏极、第三MOSFET开关元件的漏极。

本实用新型通过负压保护使能信号对整个电路进行负压保护，当雷达天线在上电时，保证后级负压提前上电，通过负压保护使能信号控制开关驱动器。当没有负压时，整个电路即使在施加了开关脉冲信号、接收使能信号和发射使能信号情况下也不工作。

本实用新型还通过发射脉冲驱动使能信号、接收脉冲驱动使能信号分别控制发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器的使能状态，根据调制脉冲信号的状态实现对雷达TR组件的功能控制，如下：

当输入收发脉冲开关驱动器的调制脉冲为低电平时，收发脉冲开关向发射脉冲驱动输出为低电平信号，发射路不工作；同时向接收脉冲驱动输出高电平信号，雷达天线处于连续接收工作状态；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收使能，发射禁用时，雷达天线处于脉冲选通接收状态，无发射功率输出；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收禁用，发射使能时，雷达天线处于脉冲选通发射状态，接收通路不工作；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收、发射使能时，雷达天线处于接收、发射脉冲工作状态，有发射功率输出；

本实用新型具有以下有益效果：该电路可以通过单独接收脉冲使能、单独发射脉冲使能、接收脉冲与发射脉冲同时使能等方式实现相控阵雷达的连续接收、脉冲选通接收、脉冲选通发射、脉冲接收发射等多种工作状态，可控制脉冲电压频率从1Hz-1MHz，控制脉冲电压频率的占空比从1%-100%。可有效满足有源相控雷达TR组件各种工作状态需要。

附图说明

图1是本实用新型所述一种高频脉冲调制电路框架图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括收发脉冲开关驱动器，发射脉冲驱动器，接收脉冲驱动器（其中收发脉冲开关驱动器采用LTC4449芯片，发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器均采用LTC4442芯片），四个驱动电阻R1、R2、R3、R4，四个MOSFET开关元件Q1、Q2、Q3、Q4（实际采用两个SI7216DN芯片，每个SI7216DN芯片含有两个独立的MOSFET开关元件），用于输入开关脉冲信号的开关脉冲输入端SWITCH，用于输入负压保护使能信号的负压保护输入端EN，用于输入发射脉冲驱动使能信号的发射使能输入端T_EN，用于输入接收脉冲驱动使能信号的接收使能输入端R_EN（以上SWITCH输入端、T_EN输入端、R_EN输入端的输入信号均由上位FPGA芯片输出），漏极加电接口VDD；

开关脉冲输入端SWITCH连接收发脉冲开关驱动器的输入端，负电保护使能信号输入端EN连接收发脉冲开关驱动器的使能端Vlogic端口，收发脉冲开关驱动器的两个输出端口分别连接发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器的输入端；

发射使能输入端T_EN、接收使能输入端R_EN分别连接发射脉冲驱动器的使能端Vlogic端口、接收脉冲驱动器的使能端Vlogic端口；

发射脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第一驱动电阻R1、第二驱动电阻R2连接到第一MOSFET开关元件Q1的栅极、第二MOSFET开关元件Q2的栅极，接收脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第三驱动电阻R3、第四驱动电阻R4连接到所述第三MOSFET开关元件Q3的栅极、第四MOSFET开关元件Q4的栅极；

第一MOSFET开关元件Q1的源极与第二MOSFET开关元件Q2的漏极连接，并同时连接发射负载；第三MOSFET开关元件Q3的源极与第四MOSFET开关元件Q4的漏极连接，并同时连接接收负载；

漏极加电接口VDD分别连接所述第一MOSFET开关元件Q1的漏极、第三MOSFET开关元件Q3的漏极。

本实用新型通过负压保护使能信号对整个电路进行负压保护，当雷达天线在上电时，保证后级负压提前上电，通过负压保护使能信号控制开关驱动器。当没有负压时，整个电路即使在施加了开关脉冲SWITCH信号、接收使能信号和发射使能信号情况下也不工作。

本实用新型还通过发射脉冲驱动使能信号、接收脉冲驱动使能信号分别控制发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器的使能状态，根据调制脉冲信号的状态实现对雷达TR组件的功能控制，如下：

当输入收发脉冲开关驱动器的调制脉冲为低电平时，收发脉冲开关向发射脉冲驱动输出为低电平信号，发射路不工作；同时向接收脉冲驱动输出高电平信号，雷达天线处于连续接收工作状态；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收使能，发射禁用时，雷达天线处于脉冲选通接收状态，无发射功率输出；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收禁用，发射使能时，雷达天线处于脉冲选通发射状态，接收通路不工作；

当调制脉冲为脉冲状态，且接收、发射使能时，雷达天线处于接收、发射脉冲工作状态，有发射功率输出；

本实用新型具有以下有益效果：该电路可以通过单独接收脉冲使能、单独发射脉冲使能、接收脉冲与发射脉冲同时使能等方式实现相控阵雷达的连续接收、脉冲选通接收、脉冲选通发射、脉冲接收发射等多种工作状态，可控制脉冲电压频率从1Hz-1MHz，控制脉冲电压频率的占空比从1%-100%。可有效满足有源相控雷达TR组件各种工作状态需要。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种高频脉冲调制电路，其特征在于：包括收发脉冲开关驱动器,发射脉冲驱动器、接收脉冲驱动器、发射负载、接收负载、四个驱动电阻、四个MOSFET开关元件、用于输入开关脉冲信号的开关脉冲输入端、用于输入负压保护使能信号的负压保护输入端、用于输入发射脉冲驱动使能信号的发射使能输入端、用于输入接收脉冲驱动使能信号的接收使能输入端、漏极加电接口；

所述开关脉冲输入端连接收发脉冲开关驱动器的输入端，所述负压保护输入端连接收发脉冲开关驱动器的使能端，收发脉冲开关驱动器的两个输出端口分别连接发射脉冲驱动器的输入端、接收脉冲驱动器的输入端；

所述发射使能输入端、接收使能输入端分别连接发射脉冲驱动器的使能端、接收脉冲驱动器的使能端；

发射脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第一驱动电阻、第二驱动电阻连接到第一MOSFET开关元件的栅极、第二MOSFET开关元件的栅极，接收脉冲驱动器的两个输出端口分别通过第三驱动电阻、第四驱动电阻连接到第三MOSFET开关元件的栅极、第四MOSFET开关元件的栅极；

所述第一MOSFET开关元件的源极与第二MOSFET开关元件的漏极连接，并同时连接发射负载；所述第三MOSFET开关元件的源极与第四MOSFET开关元件的漏极连接，并同时连接接收负载；

所述漏极加电接口分别连接所述第一MOSFET开关元件的漏极、第三MOSFET开关元件的漏极。