[发明专利]一种舰载全相参相控阵雷达标校器

摘要

一种舰载全相参相控阵雷达标校器，它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块，主控平台等部分，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换。本发明可以逼真模拟目标与宽带噪声功率叠加合成的雷达回波信号，能够检验舰载相控阵雷达噪声干扰下目标检测能力。它在相控阵雷达标校校验技术领域里具有良好的应用前景。

主权项

一种舰载全相参相控阵雷达标校器，其特征在于：它包括本振模块，上、下混频模块，中频处理模块，目标距离、速度模拟模块，宽带噪声产生模块和主控平台，其中本振模块分为一、二本振模块，上混频模块分为第一、第二上混频模块，下混频模块分为第一、第二下混频模块，主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路，上述各个模块及主控平台的各组成件都通过CPCI母板获取电源和数据交换；舰载全相参相控阵雷达发射x波段雷达发射信号，雷达标校器上通过低损耗电缆连接的喇叭天线接收该雷达发射信号，一本振模块产生的2～2.5G本振信号，经4倍频后与第一级下混频模块混频产生第一中频信号，二本振模块产生0.86G本振信号与第一中频信号差频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理后进入目标距离、速度模拟模块，完成雷达目标信号距离和速度信息的模拟；宽带噪声产生模块产生舰载全相参相控阵雷达检验所需要的宽带噪声信号，运用频谱搬移方法将其调制到x波段，包含有目标距离和速度信息的第二中频信号与二、一本振信号进行两次上混频后与x波段宽带噪声信号功率合成经由天线辐射出去；雷达标校器屏幕上显示模拟的目标信息，通过键盘操作进行修改雷达目标参数，外部接口连接计算机，用于雷达标校器在线调试，时钟及延迟控制电路提供雷达标校器全部时钟和时序基准，电源为雷达标校器供电，各个模块通过CPCI母板进行数据交换；所述目标距离、速度模拟模块，它包括A/D转换、降速电路、存储模块RAM、升速电路、数字锁相环调频电路、D/A转换、时钟及延迟控制电路和x波段本振信号源；其间关系是：舰载相控阵雷达发射信号通过标校器输入端口、数控衰减、滤波后与一、二本振信号两次下变频产生第二中频信号后送入中频处理模块，中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，中频放大器输出后送入DRFM数字射频存储模块的进行AD采样，采用12位500MHz采样速率的A/D和D/A转换器，在时钟及延迟控制电路同步控制下，降速电路将A/D产生的500Mbps数据流分成4路125Mbps数据流，分时存入4组双端口存储模块RAM中，完成数字信号的存储写入过程；当要把数据回放读出时，便在时钟及延迟控制电路的同步控制下，按先进先出顺序，由升速电路将存储模块RAM并行4路125Mbps数据流合成500Mbps一路数据流，完成低速并行数据向高速并行数据的转化，通过D/A转换和带通滤波器变为模拟中频信号分别与一、二本振信号混频输出；为在DRFM数字射频存储模块中同时能够模拟目标速度信息，在DRFM数字射频存储模块中设计了数字锁相环调频电路，在D/A 转化之前加入数字锁相环调频电路，是为了雷达目标信号在数字信号的状态下调频，提高了信号的抗干扰能力，调制信号作为VCO控制电压的一部分使其频率产生变化，输出已调频信号，当调制信号为锯齿波时，输出扫频信号；当调制信号为数字脉冲时，产生移频键控调制FSK信号，波形发生器产生的调制信号为10％的锯齿波；输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号；写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时通过运算电路来实现；运算电路实现存储器写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比，延迟时间的长短决定了模拟目标距离范围；所述宽带噪声产生模块与目标信号距离、速度模拟模块采用同一本振，经4倍频后宽带噪声源混频，将噪声信号搬移到x波段，经滤波低噪放大、功率放大后与雷达目标信号功率合成输出，通过功率耦合、信号检波后送给控制器控制电控衰减器来调节宽带噪声信号功率的大小，控制器具有手动和自动调节功率大小能力；宽带噪声源采用WAB0102HMS微波固定噪声源，频谱覆盖范围超过1GHZ，超噪比37dB，宽带噪声信号频谱能够覆盖舰载相控阵雷达的所有工作频点；所述本振模块由一、二两个本振模块组成，中心频率分别为2.25GHz，0.86GHz；一本振经4倍频产生x波段本振源与舰载相控阵雷达发射信号进行第一次下混频，产生1GHz第一中频信号与二本振再次进行下变频后产生140MHz第二中频信号；所述中频处理模块由中频带通滤波器与中频放大器组成，它各有两个中频放大器和两个带通滤波器，分别滤除第一、第二中频信号杂波干扰，中频放大器用于调整中频信号幅度，其带通滤波器分别为中心频率为1000MHz、140MHz，通带100MHz、40MHz；为了电路一致性和简化电路，中放采用相同的放大电路，该放大电路使用集成微波放大器MSA‑0806，系统采用+12V电压供电，提供给放大器的直流偏置在7.8V；如果需要更大的增益，采用多级级联的方式，在每一级之间用电阻π型衰减电路增加隔离度和控制增益；所述下混频模块分为第一、第二下混频模块，因需要两次下混频，故需要两个混频电路；第一级混频电路是雷达标校器接收的舰载相控阵雷达发射信号与一本振下混频至1GHz，采用ZX05‑153+高性能混频器模块，直接采用SMA接口；第二级混频电路由第一级混频电路产生的第一中频信号1GHz与二本振0.86GHz下混频至140MHz，采用CSM5TH宽带混频器；所述上混频模块分为第一、第二上混频模块，因需要两次上混频，故需要两个混频电路；第一级混频电路是模拟的雷达目标信号与二本振上混频至1GHz，采用CLF‑1A5双平衡混频 器；第二级混频电路由1GHz与一本振上混频至x波段，采用M9‑7220高性能混频器模块，直接采用SMA接口；所述主控平台包括CPCI母板、电源、键盘、显示、外部接口和时钟及延迟控制电路；键盘、显示采用通用设备，外部接口为RS‑232总线与计算机相连；CPCI母板进行数据交换工作，采用CPCI‑6965；时钟及延迟控制电路提供时序基准，输入的高速时钟信号和数据信号产生4路低速的双端口存储模块RAM写数据信号、写地址信号、写信号、写时钟信号和读数据信号、读地址信号、读信号、读时钟信号，经过复用处理后合成高速输出时钟信号和数据信号；写地址信号是通过一个内部计数器电路生成的，距离延时通过运算电路来实现；运算电路实现存储模块RAM写地址和读地址之间的数学运算，两个地址之间的差值与延迟时间成正比，电源输入为220V市电，输出为+12V，+5V，+24V，满足直流供电要求。