改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置及其改善方法
【技术领域】
[0001]本发明属于单脉冲二次雷达系统领域，特别涉及一种改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置及其改善方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步，航空运输业的飞速发展，航空运输日益繁忙，为保障航空运输安全，空管雷达广泛应用于民用和军事航空领域，各个机场都安装有二次雷达，二次雷达的使用量越来越大。二次雷达发射组件通常使用的功率管是LD MOS功率晶体管，LD MOS功率晶体管是电压控制导通型功率管，具有输出功率大、功率增益高、顶降小、脉冲上升沿和下降沿小、且不随功率晶体管的工作状态变化的技术特点。
[0003]但由于LDMOS功率晶体管的输出信号的上升沿和下降沿在8ns左右，而二次雷达的脉冲上升沿指标要求为50ns?10ns，下降沿指标要求为50ns?500ns ；因此LD MOS功率晶体管的上升沿和下降沿不能满足二次雷达的使用要求，因此使用时需要对射频信号上升沿和下降沿进行改善处理。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置，本发明不仅改善了二次雷达脉冲信号的上升和下降沿，使上升沿和下降沿满足50ns?10ns的指标要求，而且具备结构简单、使用方便、成本低廉的特点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施:
[0006]—种改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置，包括PIN开关单元和功率放大器单元，所述PIN开关单元的信号输入端、控制端分别连接射频输入信号、TTL控制信号，所述PIN开关单元的信号输出端连接功率放大器单元的信号输入端，所述功率放大器单元的信号输出端输出射频输出信号。
[0007]优选的，所述PIN开关单元包括PIN二极管，所述PIN二极管的正极端连接第十四电容、第一电感的一端，所述第十四电容的另一端连接射频输入信号，第一电感的另一端连接第十五电容、第十六电容的一端、以及TTL控制信号，所述第十五电容、第十六电容的另一端均接地，所述PIN 二极管的负极端连接第二电感的一端、功率放大器单元的信号输入端，所述第二电感的另一端接地。
[0008]优选的，所述功率放大器单元包括功率晶体管，所述功率晶体管的栅极连接第一电容、第一电阻、第四电容、第五电容的一端，所述第一电容的另一端连接PIN 二极管的负极端以及第二电感的一端，所述第一电阻的另一端、以及第二电容、第三电容的一端均连接所述功率晶体管的栅极输入电压，所述第二电容、第三电容、第四电容、第五电容的另一端均接地，所述功率晶体管的漏极连接第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第i^一电容、第十二电容、第十三电容的一端、以及漏极供电电源，所述第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容的另一端均接地，所述第六电容的另一端输出射频输出信号。
[0009]进一步的，所述PIN二极管的型号为美国M/A-C0M公司生产的MADP-042405-13060。
[0010]进一步的，所述功率晶体管为500W的LDMOSRF功率晶体管。
[0011]本发明还同时提供了上述一种改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置的改善方法，所述改善方法具体步骤包括:
[0012]S1、所述PIN开关单元的信号输入端接收射频输入信号，PIN开关单元的控制端输入TTL控制信号，所述射频输入信号的前沿的输入时间提前于所述TTL控制信号的前沿的输入时间，且射频输入信号的后沿的输入时间滞后于TTL控制信号的后沿的输入时间；
[0013]S2、当所述TTL控制信号为低电平时，PIN开关单元内部的PIN 二极管处于状态，所述射频输入信号停止通过PIN开关单元；
[0014]S3、所述TTL控制信号的前沿到来时，PIN 二极管的导通能力逐渐增加，通过PIN开关单元的射频输入信号的电流逐渐增加，直至射频输入信号的电流达到最大值，所述射频输入信号从电流最大值的10%至电流最大值的90%所需要的时间即为改善后的射频输入信号的上升沿；
[0015]S4、所述TTL控制信号为高电平时，PIN开关单元内部的PIN 二极管处于导通状态，所述射频输入信号通过PIN开关单元；
[0016]S5、所述TTL控制信号的后沿到来时，PIN二极管的导通能力逐渐减弱，通过PIN开关单元的射频输入信号的电流逐渐从最大值变为最小值，所述射频输入信号从电流最大值的90%至电流最大值的10%所需要的时间即为改善后的射频输入信号的下降沿；
[0017]S6、设置功率放大器单元中的功率晶体管工作在线性区;所述PIN开关单元的信号输出端输出改善后的射频输入信号至功率放大器单元的信号输入端，所述功率放大器单元的信号输出端输出功率放大后的射频输出信号。
[0018]优选的，所述射频输入信号的前沿的输入时间提前于所述TTL控制信号的前沿的输入时间为0.3ys，射频输入信号的后沿的输入时间滞后于TTL控制信号的后沿的输入时间为0.3ys。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]I)、本发明包括PIN开关单元和功率放大器单元，所述PIN开关单元的信号输入端、控制端分别连接射频输入信号、TTL控制信号，所述PIN开关单元的信号输出端连接功率放大器单元的信号输入端，所述功率放大器单元的信号输出端输出射频输出信号。通过TTL控制信号来控制PIN开关单元的导通和截止，不仅改善了二次雷达脉冲信号的上升和下降沿，使上升沿和下降沿满足50ns?10ns的指标要求，而且本发明具备结构简单、使用方便、成本低廉的特点。
[0021]2)、所述PIN 二极管的型号为美国M/A-C0M公司生产的MADP-042405-13060，所述功率晶体管为500W的LDMOS RF功率晶体管。本发明通过以上元器件互相配合使用，实现了本发明的最优设计，使得最终输出的射频输出信号的各个指标达到最优值。
[0022]3)、设置功率放大器单元中的功率晶体管工作在线性区，在不同的输入功率下，功率放大器单元的输出功率增益都相同，使得上升沿和下降沿改善后的射频输入信号经过功率放大器单元后，上升沿和下降沿保持不变。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的原理框图；
[0024]图2为本发明的TTL控制信号与射频输入信号和射频输出信号的相对位置图；
[0025]图3为本发明的PIN开关单元的原理图；
[0026]图4为本发明的功率放大器单元的原理图。
[0027]图中标记符号的含义如下:
[0028]10—PIN开关单元20—功率放大器单元
[0029]30 一 IRIG-B码接收模块C1?C16 一第一电容?第十六电容
[0030]LI?L2—第一电感?第二电感 Vl—功率晶体管[0031 ]V2—PIN 二极管
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]如图1所示，一种改善二次雷达脉冲信号上升和下降沿的装置，包括PIN开关单元10和功率放大器单元20，所述PIN开关单元10的信号输入端、控制端分别连接射频输入信号、TTL控制信号，所述PIN开关单元10的信号输出端连接功率放大器单元20的信号输入端，所述功率放大器单元20的信号输出端输出射频输出信号。
[0034]如图3所示，所述PIN开关单元10包括PIN 二极管V2，所述PIN 二极管V2的正极端连接第十四电容C14、第一电感LI的一端，所述第十四电容C14的另一端连接射频输入信号，第一电感LI的另一端连接第十五电容C15、第十六电容C16的一端、以及TTL控制信号，所述第十五电容C15、第十六电容C16的另一端均接地，所述PIN 二极管V2的负极端连接第二电感L2的一端、功率放大器单元20的信号输入端，所述第二电感L2的另一端接地。
[0035]如图4所示，所述功率放大器单元20包括功率晶体管VI，所述功率晶体管Vl的栅极连接第一电容Cl、第一电阻Rl、第四电容C4、第五电容C5的一端，所述第一电容Cl的另一端连接PIN 二极管V2的负极端以及第二电感L2的一端，所述第一电阻Rl的另一端、以及第二电容C2、第三电容C3的一端均连接所述功率晶体管Vl的栅极输入电压，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5的另一端均接地，所述功率晶体管VI的漏极连接第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容CU、第十二电容C12、第十三电容C13的一端、以及漏极供电电源，所述第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13的另一端均接地，所述第六电容C6的另一端输出射频输出信号。
[0036]所述PIN 二极管V2的型号为美国M/A-C0M公司生产的MADP