一种新型的超宽带传感器时域信号装置的制作方法

1.本发明涉及超宽带传感器信号技术领域，尤其涉及一种新型的超宽带传感器时域信号装置。


背景技术：

2.随着超宽带技术应用的不断深入，超宽带传感信号的发射、接收以及采集处理技术成为该技术领域国内外研究的热点之一，超宽带传感器技术具有超宽带技术本身特性的高分辨性能，可获得复杂目标的精细回波响应，对于目标的识别和成像具有极为有利，加之其高数据传输速率、低功耗和低成本等优势，在高数据通信系统、地面探测、穿墙成像和生物医疗成像等领域都具有广泛的应用。
3.针对超宽带传感技术的信号收发装置的设计问题，近年来对于信号发生处理电路结构的设计、信号调节的简便性提出了更高的要求，从而实现技术实时精准的采集能力。在超宽带传感器的各项关键技术中，信号发生技术一直是超宽带电路研究领域中备受关注的技术问题，以时域脉冲序列为例，高脉冲宽度的时域脉冲可以提供良好的穿透深度，而窄时域脉冲可以提高距离分辨率。此外，高功率时域脉冲可以改善传感器的检测范围以及脉冲穿透深度。目前该技术已广泛应用于超宽带(uwb)传感器收发器中，用于不同的应用，例如地下传感，无损检查，地球物理勘探，油井检查，油砂中的蒸汽测绘以及医疗应用等。
4.然而不同类型的应用需要不同的时域脉冲特性，包括半峰全宽(fwhm)脉冲宽度，振铃电平以及输出功率和幅度。目前已经有许多方法来从周期性的矩形或正弦信号生成一系列时域脉冲，a.一种具有低振铃电平的发射时域脉冲将提供更好的信噪比，以及更简单的校准和信号处理算法；b.在雪崩击穿区域使用双极结型晶体管(bjt)可以以低脉冲重复频率(prf)产生具有高耗散功率的高压脉冲；c.基于隧道二极管(td)设计的脉冲发生器可以产生快速上升时间，脉冲幅度低至几十皮秒左右；d.使用差分晶体管对在cmos技术中在线性区域和截止区域之间切换.e.使用与传输线平行的反向偏置变容二极管或肖特基二极管,这种结构建立了非线性传输线(nltl)，并用于缩短给定输入脉冲的上升时间。目前，产生时域脉冲的最常用方法是将其从正向偏置切换为反向偏置。与以上各种方法相比，本发明提出的基于二极管的技术是设计和开发脉冲发生器的更直接，更有效的方法。现有的脉冲发生电路结构较复杂，不利于调节信号幅度和脉冲宽度，且成本很高，不适合商用小型化超宽带传感器的应用。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种新型的超宽带传感器时域信号装置，用以克服现有技术中脉冲发生器结构较复杂，不易于调节的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种新型的超宽带传感器时域信号装置，包括：
7.时域脉冲信号发生器，其包括至少一个周期性方波发生器和至少一个时域脉冲整形网络，用以在接收到触发信号时产生可调时域脉冲信号；
8.所述周期性方波发生器包括至少一个由所述触发信号驱动的单稳态电路、至少一个耦合器电容和至少一个发射极跟随器，周期性方波发生器用以在接收到触发信号时产生周期性方波信号；
9.所述时域脉冲信号发生器为基于二极管的脉冲整形网络，所述脉冲整形网络包括基于二极管的组合电路、转折点控制电路以及输出二极管网络，所述时域脉冲整形器用以根据所述周期性方波发生器的激励生成时域脉冲信号。
10.进一步地，还包括用以根据生成的所述时域脉冲信号对所述时域脉冲信号发生器输出的信号进行控制的控制模块，所述控制模块分别与所述周期性方波发生器中的单稳态电路和所述时域脉冲信号发生器中的二极管电路及转折点控制电路连接，该控制模块用以根据使用需求设置所述时域脉冲信号发生器生成的时域脉冲信号，并在使用过程中对所述单稳态电路的占空比、基于二极管的组合电路的通电时长和/或转折点控制电路的电阻值进行调节。
11.进一步地，所述控制模块用以在使用时将所述时域脉冲信号的脉冲宽度设置为第一脉冲宽度h1，脉冲幅度设置为f1，并获取信号发射预设时长t时的返回信号的脉冲宽度h和脉冲幅度f，所述控制模块在获取返回信号完成时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和脉冲幅度差值
△
f，设定
△
h＝h1-h，
△
f＝f1-f，并将该脉冲宽度差值
△
h与预设脉冲宽度差值
△
h0进行比对，将该脉冲幅度差值
△
f与预设脉冲幅度差值
△
f0进行比对，并根据该比对结果判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号是否合格，
12.若
△
h＜
△
h0和/或
△
f＜
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号不合格；
13.若
△
h≥
△
h0或
△
f≥
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号合格。
14.进一步地，所述控制模块还用以在所述时域脉冲信号不合格且
△
h＜
△
h0时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和预设脉冲宽度差值
△
h0之比bh，并根据该比值bh与预设宽度差比值的比对结果选取对应的通电时长调节系数对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节，所述控制模块将调节后的通电时长设置为t1，设定t1＝t
×
khi，其中t1为所述基于二极管的组合电路的初始通电时长，khi为通电市场调节系数；
15.所述控制模块还用以在所述所述时域脉冲信号不合格且
△
f＜
△
f0时，计算所述脉冲幅度差值
△
f和预设脉冲幅度差值
△
f0之比bf，并根据该比值与预设幅度差比值的比对结果选取对应的调节系数对转折点控制电路的电阻值进行调节，所述控制模块将调节后的电阻值设置为r1，设定r1＝r
×
kfj，其中r为所述转折点控制电路的初始电阻值，kfj为电阻值调节系数。
16.进一步地，所述控制模块还设有最大通电时长tmax，所述控制模块还用以在对通电市场调节完成时，将调节后的通电时长t1与最大通电时长进行比对，若t1＞tmax，所述控制模块计算所述通电时长t1与最大通电时长tmax的时长差值
△
t，设定
△
t＝t1-tmax，并根据该时长差值与预设时长差值的比对结果选取对应的占空比调节系数对单稳态电路的占空比进行调节，所述控制模块将调节后的所述占空比设置为d1，设定d1＝d
×
ktn，其中d为单稳态电路的初始占空比，ktn为占空比调节系数。
17.进一步地，所述单稳态电路包括至少一个电容、至少两个晶体管以及至少四个电
阻，且由负电平供电，其中第二电阻、第三电阻以及第五电阻并联连接并分别与所述负电平供电电路连接，所述第二电阻与第二晶体管串联并与触发信号电路连接，所述第三电阻与第三晶体管串联并与出发信号电路经第四电阻连接，所述第二电阻和第三电阻之间设置有第二电容，所述第二晶体管和第三晶体管分别接地，所述单稳态电路用以将触发信号转换为占空比可调的尖方脉冲，。
18.进一步地，所述发射极跟随器包括至少一个晶体管和至少两个电阻，所述发射极跟随器与所述单稳态电路连接，并在所述发射极跟随器与所述单稳态电路之间并联有耦合电容器，其中第四晶体管与所述第六电阻并联，所述第四晶体管与第七电阻连接并接地，所述发射极跟随器通过调节输出电流以增加输出功率，所述发射极跟随器用以输出方波信号。
19.进一步地，所述基于二极管的组合电路为并联和串联的二极管组合，包括至少一个电容、至少一个电阻、至少两个二极管以及至少三个电感且由负电平供电，其中第四电容串联第一电感、第三电感以及第五晶体管，所述第一电感和第三电感之间并联第五晶体管并接地，所述第三电感与第六晶体管并联，所述供电电路上设置第二电感和第八电阻并连接在所述第三电感与第六晶体管。
20.进一步地，并联二极管生成急剧上升沿，串联二极管生成下降沿。
21.进一步地，所述转折点控制电路与所述组合电路连接且包括至少一个与所述第六晶体管链接的第九电阻，且第九电阻接地，所述电阻与电路并联，所述输出二级管网络与所述转折点控制电路连接，所述输出二极管网络包括至少一个电容和至少一个晶体管，所述二极管根据正向电流与反向电流之比调节过渡时间。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置包括周期性方波发生器和基于脉冲整形网络的时域脉冲信号发生器，以将方波转换为时域脉冲。并且时域整形网路，分别具有偏置网络，转折点控制和输出二极管网络。该新型脉冲信号发生器产生的时域脉冲信号幅度和脉冲宽度可调节，振铃幅度小，可满足不同超宽带(uwb)传感器系统发射机的应用需求。
23.尤其，通过控制模块对所述时域脉冲信号发生器在使用时，根据返回信号与发射信号的比对结果判定生成的时域脉冲信号是否合格进行判定，并在判定结果不合格时，对时域脉冲发生器的时域脉冲信号的脉冲宽度和脉冲幅度进行调整，提高了对该信号装置的控制精度，提升了信号装置的可使用性。
24.进一步地，本发明通过基于二极管的并联和串联组合的方法，采用包括可变电阻器，电感器和肖特基二极管的输出网络来产生可变脉冲宽度和幅度，同时具有极小的振铃水平，以克服现有的脉冲发生器结构较复杂，不易于调节的缺陷。本发明的脉冲发生器结构简单，成本低廉，适合小型化超宽带传感器的应用，可满足不同的超宽带传感器发射机的应用需求。
25.进一步地，本发明中基于二极管的脉冲整形网络利用二极管的并联和串联组合，这二极管使用基于晶体管的方波发生器来激励。转折点控制电路用于控制二极管和二极管的正向和反向电流比，调整时域输出脉冲的脉冲宽度和幅度。使用输出二极管网络可降低脉冲的振铃电平。二极管之间的互连经过设计和优化，可以改善幅度和脉冲宽度。因此可以实现了从60皮秒到300皮秒以上的脉冲宽度，从1伏到15伏的脉冲幅度，且振铃水平小于
11％的可变脉冲宽度和幅度的时域脉冲。
附图说明
26.图1为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的时域脉冲发生器整体结构框图；
27.图2为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的周期性法波发生器的结构框图；
28.图3为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的时域脉冲整形网络的结构框图；
29.图4为本发明所述周期性方波发生器的电路图；
30.图5为本发明所述时域脉冲整形网络的电路图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
32.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
33.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.请参阅图1-3所示，图1为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的时域脉冲发生器整体结构框图；图2为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的周期性法波发生器的结构框图；图3为本发明所述新型的超宽带传感器时域信号装置的时域脉冲整形网络的结构框图。
36.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，包括：
37.时域脉冲信号发生器，其包括至少一个周期性方波发生器和至少一个时域脉冲整形网络，用以在接收到触发信号时产生可调时域脉冲信号；
38.所述周期性方波发生器包括至少一个由所述触发信号驱动的单稳态电路、至少一个耦合器电容和至少一个发射极跟随器，周期性方波发生器用以在接收到触发信号时产生周期性方波信号；
39.所述时域脉冲信号发生器为基于二极管的脉冲整形网络，所述脉冲整形网络包括基于二极管的组合电路、转折点控制电路以及输出二极管网络，所述时域脉冲整形器用以根据所述周期性方波发生器的激励生成时域脉冲信号。
40.具体而言，单稳态脉冲发生器用于将触发脉冲转换为占空比可调的尖方脉冲。射极跟随器电路通过改善输出电流来增加输出功率。该脉冲用于激发基于二极管的脉冲整形网络。
41.具体而言，该时域脉冲整形网络由负电平供电，并联的二极管产生急剧的上升沿，而串联的二极管则形成下降沿。二极管的过渡时间ts取决于它们的正向电流与反向电流之比。通过优化两个二极管之间的互连，以增强上升沿，并改善脉冲宽度和输出脉冲的幅度。基于可变电阻器和直流电压的转折点控制用于改变脉冲宽度和输出脉冲的大小，使用适当的二极管网络可降低输出脉冲的振铃电平。
42.请参阅图4所示，其为本发明所述周期性方波发生器的电路图。
43.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，所述单稳态电路包括至少一个电容、至少两个晶体管以及至少四个电阻，且由负电平供电，其中第二电阻r2、第三电阻r3以及第五电阻r5并联连接并分别与所述负电平供电电路连接，所述第二电阻r2与第二晶体管t1串联并与触发信号电路连接，所述第三电阻r3与第三晶体管t2串联并与触发信号电路经第四电阻r4连接，所述第二电阻r2和第三电阻r3之间设置有第二电容c2，所述第二晶体管t1和第三晶体管t2分别接地，所述单稳态电路用以将触发信号转换为占空比可调的尖方脉冲。
44.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，所述发射极跟随器包括至少一个晶体管和至少两个电阻，所述发射极跟随器与所述单稳态电路连接，并在所述发射极跟随器与所述单稳态电路之间并联有耦合电容器，其中第四晶体管t3与第六电阻r6并联，所述第四晶体管t3与第七电阻r7连接并接地，所述发射极跟随器通过调节输出电流以增加输出功率，所述发射极跟随器用以输出方波信号。
45.具体而言，方波发生器包括一个由触发信号驱动的单稳态电路，一个耦合电容器c3和一个作为缓冲器的射极跟随器。单稳态脉冲发生器用于将触发脉冲转换为占空比可调的尖方脉冲。射极跟随器电路通过改善输出电流来增加输出功率。该电路可产生上升时间约为1纳秒，占空比约为20％至40％的方波信号。
46.请参阅图5所示，其为本发明所述时域脉冲整形网络的电路图。
47.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，所述基于二极管的组合电路为并联和串联的二极管组合，包括至少一个电容、至少一个电阻、至少两个二极管以及至少三个电感且由负电平供电，其中第四电容c4串联第一电感l1、第三电感l3以及第六晶体管d3，所述第一电感l1和第三电感l3之间并联第五晶体管d2并接地，所述第三电感l3与第六晶体管d3串联，所述供电电路上设置第二电感l2和第八电阻r8并连接在所述第三电感l3与第六晶体管d3之间。
48.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，并联二极管生成急剧上升沿，串联二极管生成下降沿。
49.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，所述转折点控制电路与所述组合电路的第四晶体管连接且包括至少一个电阻，所述电阻与电路并联。
50.本发明所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，所述转折点控制电路与所述组合电路连接且包括至少一个与所述第六晶体管链接的第九电阻，且第九电阻接地，所述电阻与电路并联，所述输出二级管网络与所述转折点控制电路连接，所述输出二极管网络包
括至少一个电容和至少一个晶体管，所述二极管根据正向电流与反向电流之比调节过渡时间。
51.具体而言，基于二极管的脉冲整形网络使用方波脉冲激励，电容器c4作为隔直器，将二极管的直流偏置与方波发生器的偏置点分开。l1对于低频即输入脉冲的prf将是短路，并且防止由d2产生的高频谐波泄漏到方波脉冲发生器造成开路。l1和l3改善了脉冲宽度并增强了输出脉冲的高频成分。实际上，l1和c4构成一个带通滤波器lc滤波器，通过减小方波脉冲发生器的输出电感来锐化方波脉冲的上升沿。从而，二极管的快速过渡时间也增加了。l2用于隔离直流偏置和交流脉冲。r8控制d2的正向偏置。
52.为了完全控制“转折点”，在d3之后放置r9。当d3处于正向偏置和稳态时，vcc(负电压)、r8和r9指定if2。但是，在过渡时间内，当d3处于反向偏置时，负载电阻确定反向偏置(ir2)，(if2/ir2)的比值指定转折点。
53.此外，在串联二极管d3与负载电阻之间建立一个输出二极管网络，包括c5和d4，以消除输出脉冲的斜坡部分并降低输出脉冲的振铃电平。输出二极管网络的配置对输出脉冲的特性有显著的影响。
54.本发明实施例所述新型的超宽带传感器时域信号装置，还包括用以根据生成的所述时域脉冲信号对所述时域脉冲信号发生器输出的信号进行控制的控制模块，所述控制模块分别与所述周期性方波发生器中的单稳态电路和所述时域脉冲信号发生器中的二极管电路及转折点控制电路连接，该控制模块用以根据使用需求设置所述时域脉冲信号发生器生成的时域脉冲信号，并在使用过程中对所述单稳态电路的占空比、基于二极管的组合电路的通电时长和/或转折点控制电路的电阻值进行调节。
55.具体而言，所述控制模块用以在使用时将所述时域脉冲信号的脉冲宽度设置为第一脉冲宽度h1，脉冲幅度设置为f1，并获取信号发射预设时长t时的返回信号的脉冲宽度h和脉冲幅度f，所述控制模块在获取返回信号完成时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和脉冲幅度差值
△
f，设定
△
h＝h1-h，
△
f＝f1-f，并将该脉冲宽度差值
△
h与预设脉冲宽度差值
△
h0进行比对，将该脉冲幅度差值
△
f与预设脉冲幅度差值
△
f0进行比对，并根据该比对结果判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号是否合格，
56.若
△
h＜
△
h0和/或
△
f＜
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号不合格；
57.若
△
h≥
△
h0或
△
f≥
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号合格。
58.具体而言，所述控制模块还用以在所述时域脉冲信号不合格且
△
h＜
△
h0时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和预设脉冲宽度差值
△
h0之比bh，设定bh＝
△
h/
△
h0，并根据该比值bh与预设宽度差比值的比对结果选取对应的通电时长调节系数对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节，
59.其中，所述控制模块还设有第一预设宽度差比值bh1、第二预设宽度差比值bh2、第三预设宽度差比值bh3、第一通电时长调节系数kh1、第二通电时长调节系数kh2以及第三通电时长调节系数kh3，其中bh1＜bh2＜bh3，1＜kh1＜kh2＜kh3＜2，
60.当
△
h≤
△
h1时，所述控制模块选取第一通电时长调节系数kh1对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节；
61.当
△
h1＜
△
h≤
△
h2时，所述控制模块选取第二通电时长调节系数kh2对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节；
62.当
△
h2＜
△
h≤
△
h3时，所述控制模块选取第三通电时长调节系数kh3对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节；
63.当所述控制模块选取第i通电时长调节系数khi对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节时，设定i＝1，2，3，所述控制模块将调节后的通电时长设置为t1，设定t1＝t
×
khi。
64.具体而言，所述控制模块还用以在所述所述时域脉冲信号不合格且
△
f＜
△
f0时，计算所述脉冲幅度差值
△
f和预设脉冲幅度差值
△
f0之比bf，设定bf＝
△
f/
△
f0，并根据该比值与预设幅度差比值的比对结果选取对应的调节系数对转折点控制电路的电阻值进行调节，
65.其中，所述控制模块还设有第一预设幅度差比值bf1、第二预设幅度差比值bf2、第三预设幅度差比值bf3、第一电阻值调节系数kf1、第二电阻值调节系数kf2以及第三电阻值调节系数kf3，其中bf1＜bf2＜bf3，1＜kf1＜kf2＜kf3＜2，
66.当
△
f≤
△
f1时，所述控制模块选取第一电阻值调节系数kf1对转折点控制电路的电阻值进行调节；
67.当
△
f1＜
△
f≤
△
f2时，所述控制模块选取第二电阻值调节系数kf2对转折点控制电路的电阻值进行调节；
68.当
△
f2＜
△
f≤
△
h3时，所述控制模块选取第三电阻值调节系数kf3对转折点控制电路的电阻值进行调节；
69.当所述控制模块选取第j电阻值调节系数kfj对转折点控制电路的电阻值进行调节时，设定j＝1，2，3，所述控制模块将调节后的电阻值设置为r1，设定r1＝r
×
kfj。
70.具体而言，所述控制模块还设有最大通电时长tmax，所述控制模块还用以在对通电市场调节完成时，将调节后的通电时长t1与最大通电时长进行比对，若t1＞tmax，所述控制模块计算所述通电时长t1与最大通电时长tmax的时长差值
△
t，设定
△
t＝t1-tmax，并根据该时长差值与预设时长差值的比对结果选取对应的占空比调节系数对单稳态电路的占空比进行调节，
71.其中，所述控制模块还设有第一预设时长差值
△
t1、第二预设时长差值
△
t2、第三预设时长差值
△
t3、第一占空比调节系数kt1、第二占空比调节系数kt2以及第三占空比调节系数kt3，其中
△
t1＜
△
t2＜
△
t3，1＜kt1＜kt2＜kt3＜1.5，
72.当
△
t≤
△
t1时，所述控制模块选取第一占空比调节系数kt1对单稳态电路的占空比进行调节；
73.当
△
t1＜
△
t≤
△
t2时，所述控制模块选取第二占空比调节系数kt2对单稳态电路的占空比进行调节；
74.当
△
t2＜
△
t≤
△
t3时，所述控制模块选取第三占空比调节系数kt3对单稳态电路的占空比进行调节；
75.当所述控制模块选取第n占空比调节系数ktn对单稳态电路的占空比进行调节时，设定n＝1，2，3，所述控制模块将调节后的所述占空比设置为d1，设定d1＝d
×
ktn。
76.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域
技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
77.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，包括：时域脉冲信号发生器，其包括至少一个周期性方波发生器和至少一个时域脉冲整形网络，用以在接收到触发信号时产生可调时域脉冲信号；所述周期性方波发生器包括至少一个由所述触发信号驱动的单稳态电路、至少一个耦合电容器和至少一个发射极跟随器，周期性方波发生器用以在接收到触发信号时产生周期性方波信号；所述时域脉冲整形网络为基于二极管的脉冲整形网络，所述脉冲整形网络包括基于二极管的组合电路、转折点控制电路以及输出二极管电路，所述时域脉冲整形网络用以根据所述周期性方波发生器的激励生成时域脉冲信号。2.根据权利要求1所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，还包括用以根据生成的所述时域脉冲信号对所述时域脉冲信号发生器输出的信号进行控制的控制模块，所述控制模块分别与所述周期性方波发生器中的单稳态电路和所述时域脉冲信号发生器中的二极管电路及转折点控制电路连接，该控制模块用以根据使用需求设置所述时域脉冲信号发生器生成的时域脉冲信号，并在使用过程中对所述单稳态电路的占空比、基于二极管的组合电路的通电时长和/或转折点控制电路的电阻值进行调节。3.根据权利要求2所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述控制模块用以在使用时将所述时域脉冲信号的脉冲宽度设置为第一脉冲宽度h1，脉冲幅度设置为f1，并获取信号发射预设时长t时的返回信号的脉冲宽度h和脉冲幅度f，所述控制模块在获取返回信号完成时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和脉冲幅度差值
△
f，设定
△
h＝h1-h，
△
f＝f1-f，并将该脉冲宽度差值
△
h与预设脉冲宽度差值
△
h0进行比对，将该脉冲幅度差值
△
f与预设脉冲幅度差值
△
f0进行比对，并根据该比对结果判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号是否合格，若
△
h＜
△
h0和/或
△
f＜
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号不合格；若
△
h≥
△
h0或
△
f≥
△
f0，所述控制模块判定所述时域脉冲发生器生成的时域脉冲信号合格。4.根据权利要求3所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述控制模块还用以在所述时域脉冲信号不合格且
△
h＜
△
h0时，计算所述脉冲宽度差值
△
h和预设脉冲宽度差值
△
h0之比bh，设定bh＝
△
h/
△
h0，并根据该比值bh与预设宽度差比值的比对结果选取对应的通电时长调节系数对所述基于二极管的组合电路的通电时长进行调节，所述控制模块将调节后的通电时长设置为t1，设定t1＝t
×
khi，其中t1为所述基于二极管的组合电路的初始通电时长，khi为通电市场调节系数；所述控制模块还用以在所述所述时域脉冲信号不合格且
△
f＜
△
f0时，计算所述脉冲幅度差值
△
f和预设脉冲幅度差值
△
f0之比bf，设定bf＝
△
f/
△
f0，并根据该比值与预设幅度差比值的比对结果选取对应的调节系数对转折点控制电路的电阻值进行调节，所述控制模块将调节后的电阻值设置为r1，设定r1＝r
×
kfj，其中r为所述转折点控制电路的初始电阻值，kfj为电阻值调节系数。5.根据权利要求4所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述控制模块还设有最大通电时长tmax，所述控制模块还用以在对通电市场调节完成时，将调节后的
通电时长t1与最大通电时长进行比对，若t1＞tmax，所述控制模块计算所述通电时长t1与最大通电时长tmax的时长差值
△
t，设定
△
t＝t1-tmax，并根据该时长差值与预设时长差值的比对结果选取对应的占空比调节系数对单稳态电路的占空比进行调节，所述控制模块将调节后的所述占空比设置为d1，设定d1＝d
×
ktn，其中d为单稳态电路的初始占空比，ktn为占空比调节系数。6.根据权利要求1所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述单稳态电路包括至少一个电容、至少两个晶体管以及至少四个电阻，且由负电平供电，其中第二电阻、第三电阻以及第五电阻并联连接并分别与所述负电平供电电路连接，所述第二电阻与第二晶体管串联并与触发信号电路连接，所述第三电阻与第三晶体管串联并与出发信号电路经第四电阻连接，所述第二电阻和第三电阻之间设置有第二电容，所述第二晶体管和第三晶体管分别接地，所述单稳态电路用以将触发信号转换为占空比可调的尖方脉冲。7.根据权利要求6所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述发射极跟随器包括至少一个晶体管和至少两个电阻，所述发射极跟随器与所述单稳态电路连接，并在所述发射极跟随器与所述单稳态电路之间并联有耦合电容器，其中第四晶体管与所述第六电阻并联，所述第四晶体管与第七电阻连接并接地，所述发射极跟随器通过调节输出电流以增加输出功率，所述发射极跟随器用以输出方波信号。8.根据权利要求7所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述基于二极管的组合电路为并联和串联的二极管组合，包括至少一个电容、至少一个电阻、至少两个二极管以及至少三个电感且由负电平供电，其中第四电容串联第一电感、第三电感以及第六晶体管，所述第一电感和第三电感之间并联第五晶体管并接地，所述第三电感与第六晶体管串联，所述供电电路上设置第二电感和第八电阻并连接在所述第三电感与第六晶体管。9.根据权利要求8所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，并联二极管生成急剧上升沿，串联二极管生成下降沿。10.根据权利要求9所述的新型的超宽带传感器时域信号装置，其特征在于，所述转折点控制电路与所述组合电路连接且包括至少一个与所述第六晶体管链接的第九电阻，且第九电阻接地，所述电阻与电路并联，所述输出二级管网络与所述转折点控制电路连接，所述输出二极管网络包括至少一个电容和至少一个晶体管，所述二极管根据正向电流与反向电流之比调节过渡时间。

技术总结
本发明涉及一种新型的超宽带传感器时域信号装置，涉及超宽带传感器信号技术领域。本发明包括时域脉冲信号发生器，其包括至少一个周期性方波发生器和至少一个时域脉冲整形网络，所述周期性方波发生器包括至少一个由所述触发信号驱动的单稳态电路、至少一个耦合器电容和至少一个发射极跟随器，所述时域脉冲信号发生器为基于二极管的脉冲整形网络，所述脉冲整形网络包括基于二极管的组合电路、转折点控制电路以及输出二极管网络，所述时域脉冲整形器用以根据所述周期性方波发生器的激励生成时域脉冲信号，本发明的脉冲发生器结构简单，成本低廉，适合小型化超宽带传感器的应用，可满足不同的超宽带时域传感器发射机的应用需求。求。求。


技术研发人员：陈健毅
受保护的技术使用者：深圳越为科技有限公司
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/3/8