振荡器的输入。压控振荡器的一路输出连接到多通道雷达信号波形合成系统，另一路输出连接到预分频器的输入，预分频器的输出连接到数字分频器的输入，数字分频器的输出连接到数字鉴相器的另一路输入。具体实施时，各部分分别可采用相应芯片实现，其中前置分频器、数字鉴相器、数字分频器和预分频器可在FPGA内集成实现，FPGA为成熟的现有技术。数字鉴相器的输出经过环路滤波器之后的电压信号调节压控振荡器的输出频率，使得压控振荡器输出和高稳定度晶体振荡器稳定度相当的系统时钟信号。数字分频器和预分频器构成吞脉冲分频，用户使用本实用新型实施例所提供系统装置时可以自行根据需要通过设置前置分频和吞脉冲分频的系数调节压控振荡器的输出频率，输出所需要的系统时钟。高稳定度晶体振荡器一般为10负8次方~10负7次方甚至更高频率稳定度的石英晶体振荡器，有恒温控制晶体振荡器和温度补偿晶体振荡器，实施例采用高稳定度的恒温晶体振荡器。
[0024]多通道雷达信号波形合成系统包括USB接口芯片、FPGA芯片、DDS芯片，具体实施时根据采用的具体芯片可以配置相应的外围电路。DDS表示直接频率合成器。USB接口芯片连接到FPGA芯片上，各路DDS芯片也分别连接到FPGA芯片上，使用本系统装置时，USB接口可通过USB数据线与外部计算机相连接。附图3是多通道雷达信号波形合成系统框图。高稳定度频率源系统中压控振荡器的系统时钟输出连接到多通道雷达信号波形合成系统的FPGA芯片，计算机可以通过USB总线向FPGA芯片完成控制信号的传输。本领域技术人员使用实施例所提供新型超宽区域电离层探测发射系统时，可以自行根据需要从外部计算机通过USB接口写入命令，能够完成对各路DDS输出信号的波形参数(幅度，频率，相位等)的控制，通过设置各路DDS的偏置相位、幅度即可实现空间波束的合成和空间波束的扫描，完成超宽区域的电离层探测工作。FPGA芯片内部完成整个同步逻辑控制和对DDS芯片的时序控制。具体控制实现为现有技术，本实用新型仅提供装置结构设计技术方案。具体实施时，可以将高稳定度频率源系统的前置分频器、数字鉴相器、数字分频器和预分频器单独采用一块FPGA芯片实现，也可以集成到多通道雷达信号波形合成系统的FPGA芯片中。各路DDS的输出经过功率放大模块传输到各幅对数周期天线上辐射出去。实施例中有N幅对数周期天线，相应有N个通道，多通道雷达信号波形合成系统中设有N个DDS芯片、功率放大模块中设有N个功率放大器。FPGA芯片连接各DDS芯片，各DDS芯片分明与相应功率放大器、天线依次连接。例如通道I中的DDS芯片连接相应功率放大器，功率放大器的输出为通道I的输出，连接到天线I。
[0025]本领域技术人员使用本系统配合电离层斜向返回探测接收机即可实现超宽区域电离层的监测。
[0026]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:包括多通道雷达系统和相控阵天线系统，所述多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块，高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接。
2.根据权利要求1所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述高稳定度频率源系统包括高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、数字分频器、预分频器、环路滤波器和压控振荡器，高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、环路滤波器和压控振荡器依次连接，压控振荡器和预分频器、数字分频器、数字鉴相器依次连接。
3.根据权利要求1或2所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述对数周期天线阵列包括多幅对数周期天线，设对数周期天线的数目为N，所述雷达波形产生系统包括USB接口芯片、FPGA芯片和N个DDS芯片，所述功率放大模块包括N个功率放大器，USB接口芯片连接FPGA芯片，FPGA芯片分别连接N个DDS芯片，各DDS芯片和相应功率放大器、对数周期天线依次连接。
4.根据权利要求3所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述对数周期天线阵列的多幅对数周期天线呈等间距的直线排列架设。
5.根据权利要求4所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用硬振子对数周期天线。
6.根据权利要求5所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用短波硬振子对数周期天线。
7.根据权利要求6所述新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于:所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用水平极化的短波硬振子对数周期天线。
【专利摘要】本实用新型提供一种新型超宽区域电离层探测发射系统，包括多通道雷达系统和相控阵天线系统，所述多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块，高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接；所述高稳定度频率源系统包括高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、数字分频器、预分频器、环路滤波器和压控振荡器；所述对数周期天线阵列包括多幅对数周期天线，所述雷达波形产生系统包括USB接口芯片、FPGA芯片核多个DDS芯片。本实用新型所提供装置的结构易于实现，成本不高，可用于支持实现超宽区域电离层状态的监测。
【IPC分类】G01S7-282
【公开号】CN204374408
【申请号】CN201520063637
【发明人】崔啸, 朱鹏, 潘凌云, 龚晚林, 陈燕平
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月29日