[发明专利]一种纳秒级调制窄脉冲产生装置

说明书

本发明涉及雷达高度计线性调频产生器中所需调制脉冲产生装置，尤其涉及纳秒级调制窄脉冲产生装置。

雷达高度计是一种新型的、用来获取地球重要数据和信息的主动式微波遥感设备。在海洋遥感中，它能提供平均海平面高度、海面有效波高及后向散射系数等参数，其测量数据广泛应用于全球重力场、海洋地形、极地海冰的面积、边界线、风速、大地水准面、全球海况、大洋环流、全球气候变化和地球物理学的研究。

雷达高度计系统中，线性调频信号产生器产生的线性调频信号的带宽决定了雷达高度计的测量精度，而纳秒级调制窄脉冲又直接影响到线性调频信号的带宽。线性调频信号产生器的核心是一个声表面波色散延时线。因此，纳秒级调制窄脉冲装置产生的调制窄脉冲信号的质量直接影响到雷达高度计设备整机性能的优劣。

传统用于雷达高度计中激励声表面波色散延时线的方法有两种：一种是用非调制窄脉冲激励声表面波色散延时线，如文献1“地球遥感卫星1号雷达高度计线性调频信号产生器的研究报告”(Final Report of Feasibility Study of ChirpGenerator for ERS-1 Radar Altimeter,Option A.ELAB Report，STF44 F83 103,1983)。另一种是用调制窄脉冲激励声表面波色散延时线，如文献2“实验性脉冲压缩雷达高度计计划的研制报告＂(Final Report of the advanced Application FlightExperiment Breadboard Pulse Compression Radar AltimeterProgram.NASA CR-141399,1974)。用这种方法，调制窄脉冲激励声表面波色散延时线时，调制脉冲产生装置呈现由纳秒级上升沿引起波形的畸变，从而无法满足声表面波色散延时线产生的线性调频信号的带宽要求。上升沿引起波形的畸变，这可能出现在调制窄脉冲产生装置的延时电路、截取电路和调制电路中。电路中的畸变是由延时电路的延时响应特性、截取电路的开关特性以及调制电路的隔离特性引起的。同时，输入信号的电特性也会引起波形畸变。这些畸变表现为脉冲上升沿相对于理想值的变化。

本发明目的是对调制窄脉冲产生装置中的输入信号、延时电路、截取电路和调制电路提供补偿，以便降低输入信号、延时电路、截取电路和调制电路引起的总畸变量，使输出信号的上升沿接近于理想值，从而满足声表面波色散延时线产生的线性调频信号的带宽要求，保证雷达高度计系统的测量精度。

本发明目的是这样实现的：本发明提供的的纳秒级调制窄脉冲产生装置，包括一路将输入信号101整形的整形电路201，与整形电路201连接的电平转换电路203；另一路将输入信号101整形的整形电路202和与其相连的延时电路204，将延时电路204信号进行电平转换的电平转换电路205；一将两个电平转换电路203、205输出信号分别进行截取并输入另一电平转换电路207的截取电路206，一将电平转换电路207输出信号与324MHz射频输入信号109进行调制，并输送到放大电路209的调制电路208。

通过使用整形电路以及响应速度小于1纳秒的截取电路、隔离度大于35dB的调制电路来改善波形畸变。整形电路内部是一个纳秒有源延时线，将短脉冲串输入信号的上升沿整形，产生上升沿小于6纳秒的短脉冲串整形信号，整形后的短脉冲串信号通过响应速度小于1纳秒的截取电路产生一个上升沿、下降沿陡峭的8纳秒窄脉冲，隔离度大于35dB的调制电路将射频输入信号与纳秒级窄脉冲调制，经功率放大产生一个调制频率为324MHz，调制脉冲宽度为8纳秒的纳秒级调制窄脉冲信号，用于驱动雷达高度计中的声表面波色散延时线，产生满足测高要求的线性调频信号带宽。

本发明提供了一种雷达高度计中使用的纳秒级调制窄脉冲产生装置。该装置通过对输入信号、延时电路、截取电路和调制电路提供补偿，降低了输入信号、延时电路、截取电路和调制电路引起的总畸变量，使所得到的纳秒级调制窄脉冲信号满足雷达高度计系统中激励声表面波色散延时线产生的线性调频信号的带宽要求，改善了雷达高度计系统中线性调频信号的线性度和平坦度，减小了相位误差，保证了雷达高度计系统的测量精度和数据反演精度。

下面结合附图及具体实施方案详细说明本发明。

图1示出纳秒级调制窄脉冲产生装置的结构方框图。

图2(a)示出整形电路201的输出信号曲线。

图2(b)示出整形电路202的输出信号曲线。

图2(c)电路补偿前纳秒级调制窄脉冲产生装置的输出波形。