一种时间域航空电磁发射装置的制作方法

本实用新型涉及航空电磁勘测领域，尤其涉及一种时间域航空电磁发射装置。

背景技术：

近年来，我国浅部及地形条件有利地区的资源勘查接近枯竭，急需发展深部和无人区探测技术及相关仪器装备，为深部和地形条件复杂的地区展开勘测提供有力的技术支撑。利用直升机为工作平台，对深部和地形条件复杂的地区进行大面积的资源普查和勘探，非常适合这些地区，无需地面工作人员且工作效率高，是矿产资源“攻深找盲”的重要技术手段之一。

具体地，时间域航空电磁勘探是以直升机为工作，离地面一定高度进行飞行作业，通过吊舱上的发射线圈进行大功率发射，激发大地产生二次感应场，该信号携带有地下矿体的电特性参数，通过机载的矢量磁传感器将检测该信号，通过数据处理与反演解释该信号，可通过地下矿体的特性参数及其状态特性分布情况。

一方面，为了增加矿产资源的探测深度，就需要加大航空电磁发射装置的发射磁矩，而增加发射磁矩则需要加大发射线圈上的发射电流，即需要加大发射装置的供电功率，由此来增加探测深度；另一方面，为了增加矿产资源的探测区域，就需要增加直升机的飞行里程和信号发射时间，然而，随着供电功率、飞行里程和信号发射时间的增加，发射装置的体积和重量也会增加，但是飞行平台的载荷限制，会限制发射功率的提升，缩短飞行作业的时长，影响勘探效率。

目前，航空电磁发射装置的拓扑结构一般需要多级整流-逆变-整流，各类变压器、磁性储能元件的数量较多，结构复杂、体积大且效率低下，能量损耗也较大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是如何降低航空电磁发射装置的结构复杂程度，减轻装置的体积和重量，从而在有限的空间内提高装置的发射效率和发射时长，提高装置的稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种时间域航空电磁发射装置，包括：依次连接的机载交流电源或发电机、充电控制单元、整流单元、能量存储单元、高频换向电路单元、串联谐振单元和发射单元；其中，整流单元采用三相PWM全控整流方式；还包括分别与整流单元、高频换向电路单元、串联谐振单元和发射单元连接的驱动单元；分别与充电控制单元和驱动单元连接的主控单元；以及分别与交流单元或发电机、能量存储单元、串联谐振单元、发射单元和主控单元连接的信号检测单元；机载交流电源或发电机将交流电经过整流单元转换为直流电并传递给能量存储单元，信号检测单元检测能量存储单元的端电压信号并传送给主控单元，主控单元根据能量存储单元的端电压信号和驱动策略计算生成相应的驱动信号并传送给整流单元对应的驱动单元，整流单元根据驱动单元的驱动信号运行，并维持能量存储单端两端电压在设定值保持稳定；高频换向电路单元根据主控单元发出的驱动信号切换电路工作状态，将能量存储单元两极按发射相位要求与串联谐振单元连接；串联谐振单元和高频换向电路单元并联，主控单元按照发射频率要求控制串联谐振单元中的对应谐振电容与高频换向电路单元连接进行电能补充，信号检测单元检测串联谐振单元中的电容两端电压值信号并传回主控单元，当电能补充完成后，关闭高频换向电路单元，将串联谐振单元和发射单元与前端电路脱离；串联谐振单元中的谐振电容和发射单元中的发射线圈构成串联谐振电路，主控单元根据发射时序控制两者之间的开关闭合，生成要求发射波形并通过发射单元发射，信号检测单元检测串联谐振电路中的谐振电流值传送给主控单元，主控单元根据谐振电流值的大小判断发射情况，当发射波形生成后，控制断开发射单元中的开关切断串联谐振电路。

优选地，整流单元包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT和第六IGBT，第一IGBT的集电极连接第二IGBT的集电极和第三IGBT的集电极，第一IGBT的发射极连接第四IGBT的集电极和充电控制单元，第四IGBT的发射极连接第五IGBT的集电极和第六IGBT的集电极，第二IGBT的发射极连接第五IGBT的集电极和充电控制单元，第三IGBT的发射极连接第六IGBT的集电极和充电控制单元，第六IGBT的发射极连接能量存储单元。

优选地，能量存储单元包括多组并联的能量存储子单元，每组能量存储子单元包括串联的储能电容和保护保险。

优选地，高频换向电路单元包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT和第十IGBT，第七IGBT的集电极和第九IGBT的集电极及能量存储子单元的保护保险连接，第七IGBT的发射极和第八IGBT的集电极及串联谐振单元连接，第八IGBT的发射极和能量存储子单元的储能电容及第十IGBT的发射极连接，第九IGBT的发射极和第十IGBT的集电极及串联谐振单元连接。

优选地，串联谐振单元包括多组串联谐振子单元，每组串联谐振子单元包括串联的谐振电容器和继电器，继电器和第七IGBT的发射极及第八IGBT的集电极连接，谐振电容器和第九IGBT的发射极及第十IGBT的集电极连接。装置发射时，根据发射频率要求将与发射谐振频率匹配的谐振电容相连继电器闭合。根据要求发射频率的变化，通过继电器切换不同的串联谐振子单元接入电路来改变发射频率。

优选地，信号检测单元还包括电压检测子单元、电流检测子单元；电压检测子单元检测机载交流电源或发电机交流侧相电压、能量存储单元和串联谐振单元的端电压。机载交流电源或发电机交流侧相电压信号和能量存储单元端电压信号用于参与主控单元的PWM调制，控制整流单元运行。串联谐振单元的端电压信号用于判断相应谐振电容两端电压是否充满达到发射额定值要求；电流检测子单元检测机载交流电源或发电机交流侧输出电流和发射单元线圈电流。机载交流电源或发电机交流侧输出电流信号用于参与主控单元的PWM调制，控制整流单元运行。所述发射单元线圈电流信号用于判断发射线圈的发射状态。

优选地，发射单元包括串联的发射开关和发射线圈，发射开关和串联谐振子单元的继电器连接，发射线圈和串联谐振子单元的谐振电容器连接。

优选地，高频换向电路单元根据主控单元发出的信号切换电路工作状态，以配合发射单元的发射相位，具体包括：

S1、串联谐振单元中匹配相应发射频率的谐振电容接入电路；高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT导通，第八IGBT和第九IGBT断开，能量存储单元为谐振电容补充能量；S2、若谐振电容两端的电压正向达到第一预设电压值，高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT断开，当主控单元发出正向发射指令，发射单元的发射开关闭合，谐振电容与发射线圈构成谐振电路，谐振电容两端的电压逐渐下降，发射单元中发射线圈中的电流逐渐上升；S3、若谐振电容两端的电压下降至0，发射线圈中的电流达到电流正向峰值附近之后逐渐减小，发射线圈为谐振电容反向充电，谐振电容两端的电压逐渐反向上升；S4、若发射线圈中的电流降至0，表示一个正向半正弦脉冲发射完成，此时谐振电容两端的电压反向达到第二预设电压值，之后断开发射单元的发射开关，高频换向电路中的第八IGBT和第九IGBT导通，能量存储单元再次为谐振电容补充能量，直至谐振电容两端的电压反向达到第一预设电压值；S5、谐振电容两端的反向电压达到第一预设电压值，高频换向电路中的第八IGBT和第九IGBT断开，当主控单元发出反向发射指令，发射单元的发射开关闭合，谐振电容两端的电压逐渐下降，发射单元中发射线圈中的电流逐渐上升；S6、若谐振电容两端的电压下降至0，发射线圈中的电流达到电流反向峰值之后逐渐减小，发射线圈为谐振电容正向充电，谐振电容两端的电压逐渐正向上升；S7、若发射线圈中的电流降至0，表示一个反向半正弦脉冲发射完成，此时谐振电容两端的电压正向达到第二预设电压值，之后断开发射单元的发射开关，高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT导通，能量存储单元再次为谐振电容补充能量，直至谐振电容两端的电压正向达到第一预设电压值。

至此，完成一次完整的正向和反向发射过程，高频换向电路单元又回到正向发射初始状态，准备下一发射周期到来进行发射。其中，第二预设电压值小于第一预设电压值。

优选地，主控单元包括PWM调制模块，PWM调制模块用于调制相应PWM开关信号，通过驱动单元控制整流单元的第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT或第六IGBT动作。

优选地，机载交流电源的工作频率为400Hz，发电机的工作频率为50-60Hz。

本实用新型提供了一种时间域航空电磁发射装置，该装置包括采用三相PWM全控整流方式的整流单元，该整流单元可灵活搭接机载交流电源或发电机进行长时间供电，且供电端处于单位功率状态，提高了电能利用率，供电端输出电流正弦化，减小了电流谐波污染，保证了整流单元直流侧输出电压稳定且可按要求调节，提高了动态响应速度，带负载具有很大灵活性；PWM全控整流方案与机载交流电源或发电机连接时，可省去交流侧的滤波电感，最大限度的减少了储能滤波元件所占用的体积和重量，提高了装置的功率密度；能量存储单元一方面可储存额外的电能供发射使使用，延长发射时间，另一方面可作为整流单元和串联谐振单元之间的能量缓冲带，使整流单元的负载特性保持稳定，抑制发射装置对前端整流单元的冲击，提高了系统的稳定性；整个装置拓扑结构简单，相较于传统多级DC-AC-DC变换的结构，节省了大量变压器、电感的应用；串联谐振单元添加在高频换向电路单元之后，发射单元在作业时高频换向电路单元处于关断状态，发射电流不会直接施加在主电路回路中，对装置前端起到保护作用；结合高频换向电路的IGBT配合，可使每次发射结束后储存在串联谐振单元中的能量回馈能量存储单元，以供下一次发射使用，最大限度节省发射能量，延长发射时长。

附图说明

图1为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的结构示意框图；

图2为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的功率电路拓扑图；

图3(a)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图；

图3(b)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图；

图3(c)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图；

图3(d)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图；

图3(e)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图；

图4为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的主控单元的发射控制时序图；

图5为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的主控单元的整流部分的控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的结构示意框图，如图1所示，本实用新型提供了一种时间域航空电磁发射装置，包括：依次连接的机载交流电源或发电机、充电控制单元、整流单元、能量存储单元、高频换向电路单元、串联谐振单元和发射单元；其中，整流单元采用三相PWM全控整流方式；还包括分别与整流单元、高频换向电路单元、串联谐振单元和发射单元连接的驱动单元；分别与充电控制单元和驱动单元连接的主控单元；以及分别与交流单元或发电机、能量存储单元、串联谐振单元、发射单元和主控单元连接的信号检测单元。

机载交流电源或发电机将交流电经过整流单元转换为直流电并传递给能量存储单元；

能量存储单元在间歇发射的过程中不间断补充电能，替代了传统发射中充电-发射-充电交替进行的模式，提升电能的利用率。能量存储单元位于整流单元和高频换向电路单元之间，将两者的工作状态隔离，整流单元的负载特性相对稳定，不会受到脉冲发射时的负载切换影响，提高了系统工作的稳定性，此外，能量存储单元还可在发射作业之前存储一定电能，延长发射的时长；在装置启动时结合所述充电控制单元调节电能存储速度，在正常工作状态下要保证电压被稳压在额定值上；

高频换向电路单元直流侧连接在能量储存单元直流输出端，根据控制单元发出的信号切换电路工作状态，配合后部发射单元的发射相位；

串联谐振单元并联在高频换向电路单元输出侧，之后与发射单元连接，在发射时与发射单元形成串联谐振电路，生成所要求的发射波形。

其中，主控单元一方面控制整流单元工作，根据信号检测单元实时采集的相关电气量及供电单元的特性参数，结合相关控制策略参与计算，给出控制信号，驱动所述整流单元动作，达到全控整流效果；另一方面根据发射时序、发射频率、发射相位的要求，结合信号检测单元对相关发射量的监控数据，监测所述能量存储单元状态，控制所述高频换向电路单元、串联谐振单元和发射单元按要求发射信号。

图2为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的功率电路拓扑图，如图2所示，整流单元包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT和第六IGBT，第一IGBT的集电极连接第二IGBT的集电极和第三IGBT的集电极，第一IGBT的发射极连接第四IGBT的集电极和充电控制单元，第四IGBT的发射极连接第五IGBT的集电极和第六IGBT的集电极，第二IGBT的发射极连接第五IGBT的集电极和充电控制单元，第三IGBT的发射极连接第六IGBT的集电极和充电控制单元，第六IGBT的发射极连接能量存储单元，同时直流侧还通过并联滤波电容和串联保护保险与能量存储单元连接，从而使得整流单元前端通过充电控制单元和机载交流电源或发电机连接，后端和能量存储单元连接。

本实施例通过采用三相PWM全控整流方式的整流单元，可灵活匹配不同幅值、频率的供电单元电压输入，使机载交流电源或发电机的电能利用最大化，提升供电效率；减小高次谐波对后续电路的污染，提高装置稳定性；且在交流侧无需额外添加无源滤波元件，大大节省发射装置的体积与重量；同时使整流单元直流输出电压稳定可调并具有快速跟踪特性，增强了负载适应能力。

具体地，一般情况下，机载交流电源或发电机工作在额定功率的情况下，由于自身定子电感电枢反应的存在，端电压会滞后于转子侧反电动势，发电机在运行时保持感性带负载工作状态，三相发电机的额定功率因数为0.8。本实施例中，整流单元采用PWM全控整流方式，可实时调整电压与电流的相位，使供电端在单位功率因数下运行，使机载交流电源或发电机的电能利用最大化，减少无功功率的影响，提升供电效率；同时，整流单元采用PWM全控整流方式可调制输出电流正弦化，减小高次谐波对后续电路的污染，提高了装置稳定性；另外，整流单元在与机载交流电源或发电机连接时，直接利用机载引擎定子电感或发电机定子侧绕阻替作为整流单元中的滤波电感，交流侧无需额外添加无源滤波元件，节省发射装置的体积与重量，提高整个装置的功率密度。该滤波电感结合PWM全控整流控制方式，使得整流单元具有Boost型PWM之AC/DC变换性能及直流侧受控电流源特性，使整流单元直流侧输出电压稳定可调，且具有快速跟踪特性，针对不同的供电方式都可在一定范围内设定固定的直流电压值，增强了负载适应能力，提高了动态响应速度。

进一步地，如图2所示，在整流单元前端还加有充电控制单元，在装置开启阶段控制能量存储单元的充电过程，限制整流单元的流过电流，防止后部容量较大的能量存储单元充电过快造成装置不稳定，充电过程中利用整流单元IGBT的反并联二极管形成的不控整流电路工作，在正常工作时从供电电路中切除。

基于上述实施例，如图2所示，能量存储单元包括多组并联的能量存储子单元，每组能量存储子单元包括串联的储能电容和保护保险。

具体地，能量存储单元包括多组由串联的储能电容和保护保险组成的能量存储子单元并联而成，在装置的发射期间为发射装置持续提供大功率电能，保证长时间发射要求。电容器用于存储所述整流单元整流后的电能，受控制单元控制，在特定时刻时为后部串联谐振单元充电，电压检测传感器实时检测所述能量存储单元的端电压值并传送给所述检测单元。受制于整流单元输出，能量存储单元的端电压设定一般与整流单元直流母线电压相同，可在一定范围内调整，为后部谐振电容充电时电压会有降低过程，通过设定电容器容量，将电压降低值保持在合理范围内，能量补充的功率在设计要求内。电压检测传感器实时检测电容器的端电压值，与检测单元连接，检测数据传送至主控单元，当电压出现异常时启动相应保护机制，锁死前端整流单元和后端高频换向电路单元。在装置启动时该检测数据为充电控制单元提供参考，当充电电压上升至设定值的80％时，将充电控制单元从主电路中切除。

能量存储单元的储能规模根据发射装置的最大输出功率决定。每次发射时的能量全部由串联谐振单元谐振电容中的电能提供，按照谐振电容最大容值为C，充电电压为U，其存储能量满足如下公式：

能量存储单元所存储电能设置为20倍的谐振电容能量，设置能量存储单元并联电容器数量为n，能量存储单元端电压为Uc，则单个电容容值Cx取值为：

当谐振电容充电电压与能量存储单元端电压Uc相等时，则单个电容容值Cx取值取决于能量存储单元的倍数，谐振电容最大值C和并联组数n。

基于上述实施例，如图2所示，高频换向电路单元包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT和第十IGBT，第七IGBT的集电极和第九IGBT的集电极及能量存储子单元的保护保险连接，第七IGBT的发射极和第八IGBT的集电极及串联谐振单元连接，第八IGBT的发射极和能量存储子单元的储能电容及第十IGBT的发射极连接，第九IGBT的发射极和第十IGBT的集电极及串联谐振单元连接，从而使得高频换向电路设于能量存储单元和串联谐振单元之间。第七IGBT和第八IGBT构成一路上下桥臂，第九IGBT和第十IGBT构成一路上下桥臂，工作时两桥臂相反位置的IGBT同时导通，另一对IGBT保持关断状态，使高频换向电路单元中心连接处有电流回路形成，切换相对位置的IGBT导通，可改变中心连接处的电流流向，为串联谐振单元中的谐振电容反向充电，切换发射方向。

基于上述实施例，如图2所示，串联谐振单元包括多组串联谐振子单元，每组串联谐振子单元包括串联的谐振电容器和继电器，继电器和第七IGBT的发射极及第八IGBT的集电极连接，谐振电容器和第九IGBT的发射极及第十IGBT的集电极连接。

串联谐振单元由匹配的谐振电容和与其连接的继电器构成，继电器受到主控单元控制，串联谐振单元的谐振电容值与发射单元中的发射线圈匹配，发射频率为f，分为几个固定值f1、f2、f3，谐振频率为：

可达到的半正弦脉冲宽度W为：

式中L即为发射电路线圈等效电感，C为串联谐振单元当前连接的谐振电容，切换C的值可改变发射半正弦脉冲宽度。串联谐振单元由相应谐振频率的电容C1、C2、C3和相应连接开关S1、S2、S3构成，这里只给出了三组谐振电容，实际根据发射频率的变化要求可按要求增加或减少匹配的谐振电容。串联谐振单元同时还包括电容的实时电压监测传感器，与检测单元相连。

具体地，串联谐振单元并联在高频换向电路单元输出端，由多组不同容值的谐振电容并联，谐振电容的前端通过继电器控制由发射波形频率条件决定是否接入电路，继电器通过驱动单元受到主控单元控制。当装置处于发射状态时，串联谐振单元两端电能达到预设值，电路谐振直接通过谐振电容和发射单元的发射线圈进行，电流流向不经过所述高频换向电路中的IGBT，四个IGBT处于全部关断状态，形成对前端单元的保护。

基于上述实施例，发射单元包括串联的发射开关和发射线圈，发射开关和串联谐振子单元的继电器连接，发射线圈和串联谐振子单元的谐振电容器连接。

具体地，发射单元功能由发射线圈实现，发射线圈由一开关控制，从而使得发射线圈与串联谐振单元串联，装置发射时开关闭合，串联谐振单元中电流为0，电压为预设充电电压，在发射过程中电流逐渐流过发射线圈，当电流达到最大时，串联谐振单元谐振电两端电压为0，谐振电流达到最大，之后谐振电流逐渐减小，谐振电容两端反向充电，当谐振电流下降至0后，串联谐振单元谐振电容反向充电完成，将剩余能量回收。以上过程结束后，断开所述发射单元开关，通过高频换向电路单元的另一对IGBT的导通，谐振电容可在短时间内将电能补充至反向额定值，准备下一周期发射。

本实用新型将高频换向电路设于能量存储单元和串联谐振单元之间，高频换向电路能根据发射单元的工作状态，根据指令切换各IGBT导通或关断，从而使得能量存储单元能受主控单元控制，在需要时导通为后部串联谐振单元充电，而当电压降低值超过合理范围内关断，使得本时间航空电磁发射装置能灵活控制是否为串联谐振单元中的谐振电容充电；同时，发射单元在作业时高频换向电路关断，发射电流不会施加在主回路中，对装置前端起到保护作用。

基于上述实施例，图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)和图3(e)为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的电流流向图，图4为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的主控单元的发射控制时序图，如图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)和图3(e)和图4所示，高频换向电路单元根据主控单元发出的信号切换电路工作状态，以配合发射单元的发射相位，整个发射过程具体包括：

S1、如图3(a)所示，串联谐振单元中匹配相应发射频率的谐振电容接入电路；高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT导通，第八IGBT和第九IGBT断开，能量存储单元为谐振电容补充能量，电压检测单元实时检测串联谐振单元中谐振电容的端电压；S2、如图3(b)所示，若谐振电容两端的电压正向达到第一预设电压值，高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT断开，发射时刻到来，控制串联谐振单元与发射单元之间的开关闭合，此时整个高频换向电路单元中的IGBT全部断开，谐振电容两端的电压逐渐下降，发射线圈中的电流逐渐上升，正向发射半正弦波；S3、如图3(c)所示，若谐振电容两端的电压下降至0，发射线圈中的电流达到预设电流值之后逐渐减小，发射线圈为谐振电容反向充电，谐振电容两端的电压逐渐反向上升；S4、如图3(d)所示，若发射线圈中的电流降至0，谐振电容两端的电压反向达到第二预设电压值，控制串联谐振单元与发射单元之间的开关断开，高频换向电路中的第八IGBT和第九IGBT导通，能量存储单元再次为谐振电容反向补充能量，等待下一次发射时刻的到来，反向发射半正弦波。其中，由于发射信号消耗能量和线路的损耗，反向充电电压值的第二预设电压值小于发射前谐振电容补充电压值的第一预设电压值；S5、谐振电容两端的反向电压达到第一预设电压值，高频换向电路中的第八IGBT和第九IGBT断开，当主控单元发出反向发射指令，发射单元的发射开关闭合，谐振电容两端的电压逐渐下降，发射单元中发射线圈中的电流逐渐上升，如图3(e)所示；S6、若谐振电容两端的电压下降至0，发射线圈中的电流达到电流反向峰值之后逐渐减小，发射线圈为谐振电容正向充电，谐振电容两端的电压逐渐正向上升；S7、若发射线圈中的电流降至0，表示一个反向半正弦脉冲发射完成，此时谐振电容两端的电压正向达到第二预设电压值，之后断开发射单元的发射开关，高频换向电路中的第七IGBT和第十IGBT导通，能量存储单元再次为谐振电容补充能量，回到如图3(a)所示状态，直至谐振电容两端的电压正向达到第一预设电压值。

至此，完成一次完整的正向和反向发射过程，所述高频换向电路单元又回到正向发射初始状态，准备下一发射周期到来进行发射。其中，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值。

基于上述实施例，如图1所示，本时间域航空电磁发射装置还包括信号检测单元，信号检测单元包含电压检测子单元和电流检测子单元，电压检测子单元用于检测机载交流电源或发电机交流侧输出端、能量存储单元和串联谐振单元的端电压，即用于为整流单元提供输入参考量，为检测能量存储单元中储能电容和串联谐振单元中谐振电容的端电压。同时，信号检测单元还包括电流检测子单元，电流检测单元用于检测机载交流电源和发电机中的电流以及发射单元中的电流。信号检测单元将各路传感器检测到的信号实时处理转换为数字形式传送至主控单元。

基于上述实施例，图5为根据本实用新型一个优选实施例的一种时间域航空电磁发射装置的主控单元的整流部分的控制示意图，如图5所示，主控单元包括实时位置计算器、参数计算器、输出电压调节器、参数控制器、电流解耦调节器、PWM调制模块，PWM调制模块用于调制相应PWM的开关信号，通过驱动单元控制整流单元的第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT或第六IGBT动作。

具体地，整流单元采用PWM全控整流方式。其中，交流侧两相电压、电流检测，直流母线的电压检测在所述监测单元中完成并转换成主控单元可读取的数字信号传送给主控单元，所述主控单元中包含实时位置计算器、参数计算器、输出电压调节器、参数控制器、PWM调制模块构成，用来控制PWM整流器运行。整流单元要适应不同的供电方式，参数控制器根据当前供电方式设定匹配合适的控制参数：无功侧给定参考电流、直流母线设定参考电压，以及固定电气参数：供电单元d、q轴磁链、d、q轴定子绕组等效电阻值、额定工作频率。实时位置计算器要根据两相电压、电流信号计算交流侧电压的实时相位，为PWM调制提供每个控制周期的参考方向，使整流器PWM调制相位与供电单元转子相位保持一致。直流母线电压检测检测到实时电压值送入输出电压调节器，与直流母线设定参考电压比较计算，生成q轴电流控制指令。电流解耦调节器将电压电流信号和给定的参考控制信号进行相应的解耦运算，得到d、q轴解耦后的参考电压信号，再根据实时转子位置，得到实时电压控制信号，根据该信号通过PWM调制模块调制相应PWM开关信号送入IGBT驱动模块，驱动相应IGBT动作。整流单元设定工作频率在10kHz-20kHz范围，满足供电单元最高频率达到400Hz下的精确、快速控制，实现全控整流的稳定输出。

具体地，主控单元与操作接口单元连接，可通过操作接口单元预设存储匹配的机载交流电源或发电机相关固定电气参数和控制参数送至主控单元中参数控制器，也可通过操作接口单元分别单独设置，根据供电单元的变化对固定电气参数和控制参数做出调整，实现快速、灵活的匹配。

基于上述实施例，操作接口单元与主控单元连接，一方面为各单元参数输入提供集成控制接口，另一方面实时提供各单元运行状态数据至操作端，包括整流单元输入电压、电流，整流单元、能量存储单元端电压，串联谐振单元充电电压，发射单元发射线圈电流以及整个发射时序信号示意，据此可详细判断装置整体和各单元运行进程和运行状态。

需要说明的是，本实用新型中机载交流电源的工作频率为400Hz，发电机的工作频率为50-60Hz。使用中根据实际情况考虑是否需要全部两种供电方式，或只用单一供电方式，根据实际勘测条件灵活选择最优方式。

本实用新型提供了一种时间域航空电磁发射装置，该装置包括采用三相PWM全控整流方式的整流单元，该整流单元可灵活搭接机载交流电源或发电机进行长时间供电，且供电端处于单位功率状态，提高了电能利用率，供电端输出电流正弦化，减小了电流谐波污染，保证了整流单元直流侧输出电压稳定且可按要求调节，提高了动态响应速度，带负载具有很大灵活性；PWM全控整流方案与机载交流电源或发电机连接时，可省去交流侧的滤波电感，最大限度的减少了储能滤波元件所占用的体积和重量，提高了装置的功率密度；能量存储单元一方面可储存额外的电能供发射使使用，延长发射时间，另一方面可作为整流单元和串联谐振单元之间的能量缓冲带，使整流单元的负载特性保持稳定，抑制发射装置对前端整流单元的冲击，提高了系统的稳定性；整个装置拓扑结构简单，相较于传统多级DC-AC-DC变换的结构，节省了大量变压器、电感的应用；串联谐振单元添加在高频换向电路单元之后，发射单元在作业时高频换向电路单元处于关断状态，发射电流不会直接施加在主电路回路中，对装置前端起到保护作用；结合高频换向电路的IGBT配合，可使每次发射结束后储存在串联谐振单元中的能量回馈能量存储单元，以供下一次发射使用，最大限度节省发射能量，延长发射时长。

最后，本实用新型的实施例仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。