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S波段窄脉冲信号源设计

刘聪  
【摘要】:近年来,高功率微波(HPM)作为一种新技术而受到关注。它是20世纪70年代以来随着脉冲功率技术的发展而产生的一门新兴学科,是脉冲功率技术与等离子体物理学以及电真空技术相结合的产物。可能的军事以及工业应用为高功率微波学科的发展提供了基本的动力,基于这种需求的驱动,HPM的相关研究取得了飞速的发展。 相对论磁控管(RM)是一种发展最好的高功率正交场器件。在可调谐相对论磁控管实验系统中,测试从辐射喇叭到接收喇叭之间的衰减以及同轴电缆的衰减时,需要利用已标定好的微波源产生同频、同模式的信号注入,在另一段用峰值功率计测试获得功率。同时,在测量衰减后的微波功率时,要利用检波器灵敏度折算,而检波器灵敏度也需要用微波源产生的同频、脉宽相近的微波脉冲标定。常见的信号源很难实现上述频率可变,脉宽可调的要求,因此本文设计了一种S波段窄脉冲信号源来满足测试需要。该脉冲信号源分为频率合成器和高速微波开关两大部分。频率合成器部分采用DDS作PLL的激励源方式,可以实现很小的频率步进;开关部分的设计以产生快前沿的窄脉冲为目的,选用了GaAs高速开关。其中控制功能由单片机来实现,根据芯片时序关系编写单片机程序。该信号源具有控制简便,输出脉冲宽度较窄,衰减器通过单片机控制实现1dB-15dB的连续可调衰减,每个模块都加工了腔体作为屏蔽等特点。 经过测试,脉冲信号源的输出频率为2.1GHz-3.7GHz,相位噪声优于-85dBc/Hz@1kHz,,输出脉冲脉宽最小可以达到20ns。


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