[實(shí)用新型]一種用于脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的差頻時(shí)基產(chǎn)生電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520234950.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN204679628U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津菲特測(cè)控儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S13/34
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于工業(yè)自動(dòng)化控制的脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的差頻時(shí)基產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)

目前，市場(chǎng)上的脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)物位儀表種類比較多，高精度雷達(dá)大多采用昂貴的調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)方案，成本高，不易推廣。普通雷達(dá)大多采用脈沖體制，使用兩個(gè)晶體，用相位鎖相環(huán)PLL或延時(shí)鎖相環(huán)DLL技術(shù)產(chǎn)生兩路相參的信號(hào)，一路相參信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，另一路相參信號(hào)作為本振信號(hào)，反射信號(hào)經(jīng)下變頻后，進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器通過后續(xù)的處理得到測(cè)量的距離。但此種脈沖體制技術(shù)的不足之處在于：相位鎖相環(huán)或延時(shí)鎖相環(huán)電路功耗過大，以及相位鎖相環(huán)或延時(shí)鎖相環(huán)電路溫度特性明顯，造成全工作溫度范圍內(nèi)精度下降，電路的不斷調(diào)整使得采樣速度下降。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)物位儀表普遍設(shè)計(jì)成4mA-20mA兩線制儀表，儀表使用安全柵供電。儀表功耗致使其需使用電源信號(hào)回路約18V到21V電壓，但主流安全柵輸出電壓為16-17V或更低，使得儀表不得不使用價(jià)格高的特殊安全柵，并且限制了用戶在信號(hào)回路添加負(fù)載的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種用于脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的差頻時(shí)基產(chǎn)生電路，能夠有效減少電路功耗，使其可以滿足通用安全柵16V電源的要求，擴(kuò)大了用戶可應(yīng)用的范圍，拓展了市場(chǎng)；同時(shí)有效減小溫度特性對(duì)于采樣速度的影響，提高了測(cè)量速度，增加了樣本量，從理論上提高了產(chǎn)品的可靠性，保證測(cè)量結(jié)果更加精準(zhǔn)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的差頻時(shí)基產(chǎn)生電路，包括第一晶體振蕩電路單元、第二晶體振蕩電路單元、第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元、第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元、差頻捕獲單元和差頻測(cè)量單元；所述第一晶體振蕩電路單元和所述第二晶體振蕩電路單元的電路結(jié)構(gòu)一致，所述第一晶體振蕩電路單元的信號(hào)輸出端與所述第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元的輸入端連接，所述第二晶體振蕩電路單元的信號(hào)輸出端與所述第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元的輸入端連接，所述第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元和所述第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元的輸出端接入所述差頻捕獲單元的輸入端，所述差頻捕獲單元的輸出端接入所述差頻測(cè)量單元。

進(jìn)一步的，所述第一晶體振蕩電路單元包括第一晶體振蕩源Y1、第一電容C1、第二電容C2和第一放大器U1,所述第一晶體振蕩源Y1的兩端分別串接有所述第一電容C1和所述第二電容C2，所述第一放大器U1并接在所述第一晶體振蕩源Y1的兩端，所述第一放大器U1的輸出端接入所述第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元的輸入端。

進(jìn)一步的，所述第二晶體振蕩電路單元包括第二晶體振蕩源Y2、第三電容C3、第四電容C4和第三放大器U3,所述第二晶體振蕩源Y2的兩端分別串接有所述第三電容C3和所述第四電容C4，所述第三放大器U3并接在所述第二晶體振蕩源Y2的兩端，所述第三放大器U3的輸出端接入所述第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元的輸入端。

進(jìn)一步的，所述第一晶體振蕩源Y1和所述第二晶體振蕩源Y2為封裝在同一個(gè)金屬元件殼內(nèi)的石英晶體振蕩源。

進(jìn)一步的，所述第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元為第二放大器U2，所述第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元為第四放大器U4，且所述第二放大器U2和所述第四放大器U4的輸出端都接入所述差頻捕獲單元。

進(jìn)一步的，所述差頻捕獲單元為單片機(jī)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的用于脈沖雷達(dá)和導(dǎo)波雷達(dá)的差頻時(shí)基產(chǎn)生電路具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本實(shí)用新型利用第一晶體振蕩電路單元和第二晶體振蕩電路單元產(chǎn)生兩路相參信號(hào)，一路相參信號(hào)作為發(fā)射信號(hào)，另一路相參信號(hào)作為本振信號(hào)，本實(shí)用新型的信號(hào)產(chǎn)生方法能夠有效減小電路的功耗，使其可以滿足通用安全柵16V電源的要求，擴(kuò)大了用戶可應(yīng)用的范圍，拓展了市場(chǎng)，在第一晶體振蕩源Y1的兩端連接有第一電容C1和第二電容C2，在第二晶體振蕩源Y2的兩端連接有第三電容C3和第四電容C4，通過電容的偏置作用，使得兩路相參信號(hào)存在頻差，兩路相參信號(hào)分別經(jīng)過具有放大作用的第一隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元和第二隔離驅(qū)動(dòng)級(jí)單元隔離輸出到差頻捕獲單元，差頻捕獲單元捕獲兩路頻率差信號(hào)，差頻測(cè)量單元能夠測(cè)量到周期參數(shù)，反射后的發(fā)射信號(hào)，經(jīng)接收后形成反射信號(hào)，反射信號(hào)和本振信號(hào)變頻成低頻信號(hào)，發(fā)射信號(hào)和本振信號(hào)形成高頻信號(hào)，差頻測(cè)量單元能夠計(jì)算低頻信號(hào)和高頻信號(hào)的時(shí)間差，以時(shí)間差除以周期參數(shù)得到與實(shí)際距離成正比的測(cè)量距離，該測(cè)量距離是經(jīng)過多次采樣獲得，結(jié)果更加精準(zhǔn)。