[發明專利]超寬帶脈沖信號發射裝置及超寬帶脈沖雷達系統

有效

• 申請號: 201910181487.0
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN110045372B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉馬良;肖金海;高吉;朱樟明;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/282
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種超寬帶脈沖信號發射裝置及超寬帶脈沖雷達系統，所述超寬帶脈沖信號發射裝置包括脈沖信號產生模塊，用于產生具有一定單脈沖數目的超寬帶脈沖信號；驅動模塊，用于對所述超寬帶脈沖信號進行信號放大；功率放大模塊，用于對經信號放大的所述超寬帶脈沖信號進行功率放大，以產生發射信號；開關控制模塊，用于控制所述驅動模塊和所述功率放大模塊在預設時段內關斷。該超寬帶脈沖信號發射裝置采用全數字邏輯電路實現的超寬帶脈沖信號產生電路，其只在工作過程中產生瞬態功耗，無直流功耗，能夠顯著降低系統功耗。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，具體涉及一種超寬帶脈沖信號發射裝置及一種超寬帶脈沖雷達系統。

背景技術

超寬帶脈沖雷達是一種工作于納秒級脈沖體制下的時域成像探測系統，其在實現短距離高精度測距定位、非接觸式醫療監測、穿墻探測等領域具有廣泛應用。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)技術的應用能夠顯著降低超寬帶脈沖雷達的體積和功耗，滿足便攜式、長續航時間的特性需求，得到更多人的關注。

一般來說，應用于穿墻探測等的超寬帶脈沖雷達，其發射功率要求較大，一般在15dBm以上。為實現高的發射功率，考慮到功率放大器的功率附加效率，需要功耗非常大的功率放大器，從而增加了系統功耗。通常，針對功率放大器進行優化，提升其工作效率的方式對降低整體系統功耗而言效果非常有限。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種超寬帶脈沖信號發射裝置及一種超寬帶脈沖雷達系統。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種超寬帶脈沖信號發射裝置，包括：

脈沖信號產生模塊，用于產生具有一定單脈沖數目的超寬帶脈沖信號；

驅動模塊，用于對所述超寬帶脈沖信號進行信號放大；

功率放大模塊，用于對經信號放大的所述超寬帶脈沖信號進行功率放大，以產生發射信號；

開關控制模塊，用于控制所述驅動模塊和所述功率放大模塊在預設時段內關斷。

在本發明的一個實施例中，還包括譯碼器模塊，連接所述脈沖信號產生模塊，用于確定形成所述超寬帶脈沖信號的單脈沖數目。

在本發明的一個實施例中，還包括信號發射模塊，用于發射所述發射信號。

在本發明的一個實施例中，所述脈沖信號產生模塊包括延時鏈子模塊、單脈沖產生子模塊和脈沖組合子模塊，其中，

所述延時鏈子模塊包括依次連接的N個延時單元，用于產生N個延時信號；

所述單脈沖產生子模塊包括與所述N個延時單元一一對應連接的N個單脈沖產生單元，用于根據所述N個延時信號產生N個單脈沖信號；

所述脈沖組合子模塊分別連接所述N個脈沖產生單元的輸出端，用于對所述N個單脈沖信號進行拼接，以形成所述超寬帶脈沖信號。

在本發明的一個實施例中，所述延時單元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反向器，其中，

所述第一PMOS管的源極連接電源端，所述第一PMOS管的柵極作為所述延時單元的第一輸入端以輸入觸發信號，所述第一PMOS管的漏極連接所述第一反相器的輸入端；所述第一NMOS管的源極連接所述第一反相器的輸入端，所述第一NMOS管的漏極連接所述第二NMOS管的源極；所述第一NMOS管的柵極作為所述延時單元的第二輸入端以輸入電壓控制信號；所述第二NMOS管的柵極連接所述第一PMOS管的柵極，所述第二NMOS管的漏極連接接地端；