[实用新型]一种用于脉冲雷达和导波雷达的差频时基产生电路

说明书

技术领域

本实用新型属于工业自动化控制的脉冲雷达和导波雷达的设备领域，尤其是涉及一种用于脉冲雷达和导波雷达的差频时基产生电路。

背景技术

目前，市场上的脉冲雷达和导波雷达物位仪表种类比较多，高精度雷达大多采用昂贵的调频连续波FMCW雷达方案，成本高，不易推广。普通雷达大多采用脉冲体制，使用两个晶体，用相位锁相环PLL或延时锁相环DLL技术产生两路相参的信号，一路相参信号作为发射信号，另一路相参信号作为本振信号，反射信号经下变频后，进入A/D转换器，A/D转换器通过后续的处理得到测量的距离。但此种脉冲体制技术的不足之处在于：相位锁相环或延时锁相环电路功耗过大，以及相位锁相环或延时锁相环电路温度特性明显，造成全工作温度范围内精度下降，电路的不断调整使得采样速度下降。在工业现场应用时，脉冲雷达和导波雷达物位仪表普遍设计成4mA-20mA两线制仪表，仪表使用安全栅供电。仪表功耗致使其需使用电源信号回路约18V到21V电压，但主流安全栅输出电压为16-17V或更低，使得仪表不得不使用价格高的特殊安全栅，并且限制了用户在信号回路添加负载的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于脉冲雷达和导波雷达的差频时基产生电路，能够有效减少电路功耗，使其可以满足通用安全栅16V电源的要求，扩大了用户可应用的范围，拓展了市场；同时有效减小温度特性对于采样速度的影响，提高了测量速度，增加了样本量，从理论上提高了产品的可靠性，保证测量结果更加精准。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于脉冲雷达和导波雷达的差频时基产生电路，包括第一晶体振荡电路单元、第二晶体振荡电路单元、第一隔离驱动级单元、第二隔离驱动级单元、差频捕获单元和差频测量单元；所述第一晶体振荡电路单元和所述第二晶体振荡电路单元的电路结构一致，所述第一晶体振荡电路单元的信号输出端与所述第一隔离驱动级单元的输入端连接，所述第二晶体振荡电路单元的信号输出端与所述第二隔离驱动级单元的输入端连接，所述第一隔离驱动级单元和所述第二隔离驱动级单元的输出端接入所述差频捕获单元的输入端，所述差频捕获单元的输出端接入所述差频测量单元。

进一步的，所述第一晶体振荡电路单元包括第一晶体振荡源Y1、第一电容C1、第二电容C2和第一放大器U1,所述第一晶体振荡源Y1的两端分别串接有所述第一电容C1和所述第二电容C2，所述第一放大器U1并接在所述第一晶体振荡源Y1的两端，所述第一放大器U1的输出端接入所述第一隔离驱动级单元的输入端。

进一步的，所述第二晶体振荡电路单元包括第二晶体振荡源Y2、第三电容C3、第四电容C4和第三放大器U3,所述第二晶体振荡源Y2的两端分别串接有所述第三电容C3和所述第四电容C4，所述第三放大器U3并接在所述第二晶体振荡源Y2的两端，所述第三放大器U3的输出端接入所述第二隔离驱动级单元的输入端。

进一步的，所述第一晶体振荡源Y1和所述第二晶体振荡源Y2为封装在同一个金属元件壳内的石英晶体振荡源。

进一步的，所述第一隔离驱动级单元为第二放大器U2，所述第二隔离驱动级单元为第四放大器U4，且所述第二放大器U2和所述第四放大器U4的输出端都接入所述差频捕获单元。

进一步的，所述差频捕获单元为单片机。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于脉冲雷达和导波雷达的差频时基产生电路具有以下优势：

(1)本实用新型利用第一晶体振荡电路单元和第二晶体振荡电路单元产生两路相参信号，一路相参信号作为发射信号，另一路相参信号作为本振信号，本实用新型的信号产生方法能够有效减小电路的功耗，使其可以满足通用安全栅16V电源的要求，扩大了用户可应用的范围，拓展了市场，在第一晶体振荡源Y1的两端连接有第一电容C1和第二电容C2，在第二晶体振荡源Y2的两端连接有第三电容C3和第四电容C4，通过电容的偏置作用，使得两路相参信号存在频差，两路相参信号分别经过具有放大作用的第一隔离驱动级单元和第二隔离驱动级单元隔离输出到差频捕获单元，差频捕获单元捕获两路频率差信号，差频测量单元能够测量到周期参数，反射后的发射信号，经接收后形成反射信号，反射信号和本振信号变频成低频信号，发射信号和本振信号形成高频信号，差频测量单元能够计算低频信号和高频信号的时间差，以时间差除以周期参数得到与实际距离成正比的测量距离，该测量距离是经过多次采样获得，结果更加精准。