专利名称:用于情报雷达的信号中转装置及气象终端的制作方法
【专利摘要】针对现有情报雷达系统所收集的数据难以转换成供气象分析数据的问题，本实用新型提供一种用于情报雷达的信号中转装置及气象终端。所述信号中转装置包括功分放大模块和接收分系统；所述功分放大模块包括n个雷达回波功分放大器和1个功分端电源；所述接收分系统包括n个气相变频通道单元、1个气象通道时钟、1个晶振信号功分放大器、1个一本振信号功分放大器和1个变频端电源；本信号中转装置，结构简单体积小、能直接将情报雷达所获取的射频数据转换成中频信号数据。有益的技术效果是：采用本信号中转装置的气象终端，包括工控机、信号处理分电路、以太网交换机和电源；采用本气象终端能够将中频信号数据进一步转换成零频I/Q信号。
【专利说明】用于情报雷达的信号中转装置及气象终端
【技术领域】
[0001]本实用新型属于雷达设备领域，具体涉及用于情报雷达的信号中转装置及气象终端。
【背景技术】
[0002]气象雷达系统从总体上就针对气象回波特性量身定做:专业性强、功能全面，能探测远距离的台风、暴雨等大范围降水天气和雹云、龙卷、气旋等小尺度天气现象。对远距离的气象变化具有较高的探测灵敏度，而且对径向风速测量的范围大，还有一定的晴空探测能力，能获取风暴前的风场信息，能预测未来的天气演变等等。可以对降水回波的强度等级进行较准确的测量，可以准确实时地提供径向风场分布的数据，尽早预报飑线、龙卷风、下击暴流等灾害性天气。
[0003]情报雷达系统是搜索、监视与识别空中目标并确定其坐标和运动参数的雷达。它所提供的情报，主要用于发布防空警报，引导歼击机截击敌方航空兵器和为防空武器系统指示目标，也用于保障飞行训练和飞行管制，是现代战争中获取空中目标情报的重要电子技术装备。由于情报雷达在设备结构上不是针对气象观测的，故传统的情报雷达无法检测气象信息。
[0004]但是，随着未来作战任务、作战样式、作战环境发展变化的需要，也需要获取完善的气象水文信息，完备实时的气象信息是军队作战行动实施定时、定点、定量、精准可靠的气象保障。专业的气象测量雷达系统可以解决这个问题，但需要增加额外的采购、维护和使用成本和，此外雷达越多，雷达之间的辐射干扰越大；此外，在某些场地较小的地方(如岛礁)部署专用气象测量雷达则更不划算。
[0005]目前国际上有采取对情报雷达系统增加气象分析装置与模块的复合型雷达系统，但存在如下不足:一则，导致情报雷达系统的整体结构复杂、制造成本高，且能够反馈的气象数据有限，不适合战场环境。二则，该复合型雷达系统是一整套新设备，采购成本高，且存在与原有情报雷达系统不兼容的问题。三则，该解决方案不适用于老型号的情报雷达系统。
[0006]因此，如何在不改变现有情报雷达系统的原有功能的基础上，令情报雷达系统以最小的硬件投入即可具备获得可靠、耐用、兼容性强的气象分析装置与气象检测能力，是情报雷达系统的发展趋势之一。
实用新型内容
[0007]针对现有情报雷达系统所收集的数据难以转换成供气象分析数据的问题，本实用新型提供一种用于情报雷达的信号中转装置及气象终端，其具体结构如下:
[0008]用于情报雷达的信号中转装置，由功分放大模块I和接收分系统2两部分组成；
[0009]所述功分放大模块I包括η个雷达回波功分放大器11和I个功分端电源12 ;所述功分端电源12分别与η个雷达回波功分放大器11连接并供电；η取4至20，所述雷达回波功分放大器(11)含有一个以上的(功分)信号输出端口 ；
[0010]所述接收分系统2包括η个气相变频通道单元21、I个气象通道时钟22、I个晶振信号功分放大器23、I个一本振信号功分放大器24和I个变频端电源25 ;所述变频端电源25分别与η个气相变频通道单元21、气象通道时钟22、晶振信号功分放大器23、以及一本振信号功分放大器24连接并供电；即气相变频通道单元21的数量与雷达回波功分放大器11的数量相同。
[0011]晶振信号功分放大器23的一个信号输出端口以及一本振信号功分放大器24的一个信号输出端口均与气象通道时钟22的信号输入端相连接；气象通道时钟22的信号输出端分别与η个气相变频通道单元21的时钟信号输入端口连接；
[0012]气相变频通道单元21的信号输入端口均与一个雷达回波功分放大器11的一个信号输出端口相连接；即每一个雷达回波功分放大器11均将其所接收到的射频信号放大、功分成两路以上的射频信号，并将功分后的一路射频信号传递至气相变频通道单元21 ;气相变频通道单元21将其所接收到的功分后的射频信号转换成中频信号。
[0013]采用本实用新型所述用于情报雷达的信号中转装置的气象终端，包括工控机3，此夕卜，还设有信号处理分电路4、以太网交换机5和电源6 ；
[0014]所述η个气相变频通道单元21和气象通道时钟22均与信号处理分电路4的信号输入端相连接，信号处理分电路4的信号输出端经以太网交换机5与工控机3相连接；电源6分别与信号处理分电路4、以太网交换机5相连接。
[0015]本实用新型的有益技术效果是:
[0016]本实用新型所述的信号中转装置，结构简单，设备量少、体积小、能直接安装在情报雷达的电子舱内，将情报雷达所获取的射频数据经本信号中转装置的放大、功分和变频处理后，转换成为能够被气象分析仪器所能读取并分析使用的中频信号数据。
[0017]本实用新型所述的气象终端，模块少、电磁干扰低、空间占用少，适合野外环境使用；此外，通过本气象终端能够进一步地将由信号中转装置获得的中频信号数据进一步转换成零频I/Q信号。操作人员操作工控机3并使用现有气象分析软件，即可将I/Q信号转换为原始的谱宽、谱强信息以及各种气象产品。通过硬件设备对海量数据的预处理，减少软件处理的时间与工作量，提高野外环境下的气象分析的效率。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型所述信号中转装置的结构框图。
[0019]图2是本实用新型所述气象终端的结构框图。
[0020]图中的序号为:功分放大模块1、接收分系统2、工控机3、信号处理分电路4、以太网交换机5、电源6、雷达回波功分放大器11、功分端电源12、气相变频通道单元21、气象通道时钟22、晶振信号功分放大器23、一本振信号功分放大器24、变频端电源25、A/D米样电路41、数字下变频电路42。
【具体实施方式】
[0021]现结合附图详细说明本实用新型的结构特点。
[0022]参见图1，用于情报雷达的信号中转装置，由功分放大模块I和接收分系统2两部分组成；
[0023]所述功分放大模块I包括η个雷达回波功分放大器11和I个功分端电源12 ;所述功分端电源12分别与η个雷达回波功分放大器11连接并供电；η的取值范围在4到20之间；优选的方案是，雷达回波功分放大器11的数量为6个或8个。
[0024]所述接收分系统2包括η个气相变频通道单元21、I个气象通道时钟22、I个晶振信号功分放大器23、I个一本振信号功分放大器24和I个变频端电源25 ;所述变频端电源25分别与η个气相变频通道单元21、气象通道时钟22、晶振信号功分放大器23、以及一本振信号功分放大器24连接并供电；即气相变频通道单元21的数量与雷达回波功分放大器11的数量相同。
[0025]晶振信号功分放大器23的一个信号输出端口以及一本振信号功分放大器24的一个信号输出端口均与气象通道时钟22的信号输入端相连接；晶振信号功分放大器23的另一个信号输出端口以及一本振信号功分放大器24的另一个信号输出端口均与情报雷达的上变频器连接；气象通道时钟22的信号输出端分别与η个气相变频通道单元21的时钟信号输入端口连接；
[0026]雷达回波功分放大器11的一个信号输出端口与一个气相变频通道单元21的信号输入端口相连接；即每一个雷达回波功分放大器11均将其所接收到的射频信号放大、功分成两路以上的射频信号，并将功分后的一路射频信号传递至气相变频通道单元21 ;雷达回波功分放大器11将功分后的另一路射频信号传递回情报雷达的接受通道；气相变频通道单元21将其所接收到的功分后的射频信号转换成中频信号。
[0027]进一步说，所述雷达回波功分放大器11、晶振信号功分放大器23和一本振信号功分放大器24均为一转二功分放大器；更进一步说，雷达回波功分放大器11、晶振信号功分放大器23和一本振信号功分放大器24均采用安徽四创生产的型号为Α0Η2.820.5027Μ的功分放大器。
[0028]采用本实用新型无需改进情报雷达原有的结构，只需串联在天线车与情报雷达接收机之间，在不影响原有设备工作的前提下，引出一路独立的气象通道。操作人员仅需将该气象通道与标准的气象分析仪器相连，即能简单、方便地实现情报雷达的气象信息检测功倉泛。
[0029]参见图2，采用本实用新型所述用于情报雷达的信号中转装置的气象终端，包括工控机3，此外，还设有信号处理分电路4、以太网交换机5和电源6 ;
[0030]所述η个气相变频通道单元21和气象通道时钟22均与信号处理分电路4的信号输入端相连接，信号处理分电路4的信号输出端经以太网交换机5与工控机3相连接；电源6分别与信号处理分电路4、以太网交换机5相连接。
[0031]进一步说，所述信号处理分系统4由A/D采样电路41和数字下变频电路42构成；其中，前述的η个气相变频通道单元21的输出端和气象通道时钟22的输出端均与A/D采样电路41的信号输入端相连接，A/D采样电路41的信号输出端与数字下变频电路42的信号输入端相连接；所述的A/D采样电路41负责对接收到的信号采样，所述的数字下变频电路42负责将采样得到的信号再次进行下变频和滤波处理，获得24位的并行零频I/Q信号；所述零频I/Q信号最终传递至工控机3。工控机3首先经过运算将零频I/Q信号转换为原始的谱宽和谱强信息，进一步地，由工控机3将原始的谱宽和谱强信息处理成各种气象产品。从而提高设备的处理效率，进而实时显示和分析不同仰角层的气象产品。
[0032]本气象终端突破了对情报雷达传统的思维定式，以最少的设备量，使情报雷达具有传统气象雷达的气象观测能力；通过对信号的放大与下变频解决了情报雷达天线转速普遍高于专业的气象雷达所带来的低数据率和较强的噪声的问题。
【权利要求】
1.用于情报雷达的信号中转装置，其特征在于:由功分放大模块(I)和接收分系统(2)两部分组成；所述功分放大模块(I)包括η个雷达回波功分放大器(I I)和I个功分端电源(12);其中，所述功分端电源(12)分别与η个雷达回波功分放大器(11)连接并供电；11取4至20，所述雷达回波功分放大器(11)含有一个以上的信号输出端口 ； 所述接收分系统(2)包括η个气相变频通道单元(21)、1个气象通道时钟(22)、1个晶振信号功分放大器(23)、1个一本振信号功分放大器(24)和I个变频端电源(25);其中，所述变频端电源(25)分别与η个气相变频通道单元(21)、气象通道时钟(22)、晶振信号功分放大器(23)、以及一本振信号功分放大器(24)连接并供电； 晶振信号功分放大器(23)的一个信号输出端口以及一本振信号功分放大器(24)的一个信号输出端口均与气象通道时钟(22)的信号输入端相连接；气象通道时钟(22)的信号输出端分别与η个气相变频通道单元(21)的时钟信号输入端口连接； 气相变频通道单元(21)的信号输入端口均与雷达回波功分放大器(11)的一个信号输出端口相连接；即每一个雷达回波功分放大器(11)将其所接收到的射频信号放大、功分成两路以上的射频信号，并将功分后的一路射频信号传递至气相变频通道单元(21);气相变频通道单元(21)将其所接收到的功分后的射频信号转换成中频信号。2.如权利要求1所述的用于情报雷达的信号中转装置，其特征在于:所述雷达回波功分放大器(11)、晶振信号功分放大器(23)和一本振信号功分放大器(24)均为一转二功分放大器。3.采用权利要求1或2所述的用于情报雷达的信号中转装置的气象终端，包括工控机(3)，其特征在于:还设有信号处理分电路(4)、以太网交换机(5)和电源(6)； 所述η个气相变频通道单元(21)和气象通道时钟(22)均与信号处理分电路(4)的信号输入端相连接，信号处理分电路(4)的信号输出端经以太网交换机(5)与工控机(3)相连接；电源(6)分别与信号处理分电路(4)、以太网交换机(5)相连接。4.如权利要求3所述的气象终端，其特征在于:所述信号处理分系统(4)由A/D采样电路(41)和数字下变频电路(42)构成；其中，前述的η个气相变频通道单元(21)的输出端和气象通道时钟(22)的输出端均与A/D采样电路(41)的信号输入端相连接，A/D采样电路(41)的信号输出端与数字下变频电路(42)的信号输入端相连接；所述的A/D采样电路(41)负责对接收到的信号采样，所述的数字下变频电路(42)负责将采样得到的信号再次进行下变频和滤波处理，获得零频I/Q信号；所述零频I/Q信号最终传递至工控机(3)。
【文档编号】G01S13-95GK204269815SQ201420615810
【发明者】汪旭东, 卞真稳, 刘锐 [申请人]安徽四创电子股份有限公司