一种低功率射频单元、及采用其的空中侦察模拟设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种低功率射频单元、及采用其的空中侦察模拟设备。所述一种低功率射频单元，由时钟产生模块、本振模块、模拟收发模块、数字收发模块、伺服控制器和电源模块组成；所述空中侦察模拟设备，设有综合电子单元、天线单元、惯性导航设备单元；有益的技术效果：本实用新型提供了一套能够装载在飞机中的、能够提供SAR模拟信号的低功率射频单元。克服我国目前只有装载在地面勘测车上的SAR检测装置的缺憾。提供新的SAR模拟信号源的途径。
【专利说明】
一种低功率射频单元、及采用其的空中侦察模拟设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及信号模拟技术领域、以及合成孔径雷达领域，尤其涉及星载/机载SAR模拟设备，具体为一种低功率射频单元、及采用其的空中侦察模拟设备。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达作为一种主动式微波成像雷达，具有全天候、全天时、远距离和宽测绘带等优点，可以克服云、雾、雨、雪和黑夜条件的限制，已经广泛应用于军事侦察领域。其中非常著名的型号为美国的“长曲棍球”雷达成像侦察卫星，该卫星具有多种工作频率、多种极化方式、多种入射角，地面分辨率为0.3-1米，并能探测地下隐蔽目标。在北约空袭南联盟的军事行动中，北约利用两颗“长曲棍球”雷达成像侦察卫星在恶劣天气情况下实施侦察，星上的合成孔径雷达跟踪南联盟舰船和装甲车辆的活动，设别对空导弹的动向，而且还能发现伪装的武器装备和识别假目标，甚至可以穿透干燥的地表发现在地下数米深的重要军事设施，在战争中发挥了重要的作用。
[0003]国外星载/机载SAR侦察系统对我国军事设施的侦察威胁日益增强，给我国军事设施伪装防御能力带来了新的挑战。针对国外典型SAR侦察系统的研究，研制模拟实物仿真系统，进行伪装和侦察效果评测，并针对性地提升我军伪装技术的研究与对抗能力，具有重要的军事意义。通过建立模拟实物仿真系统可以提高我军对SAR侦察卫星的直观认识、检验我军现有SAR伪装技术水平和伪装效果，并可针对性地促进我军对SAR侦察伪装技术水平的发展，提升我军信息化建设水平。
[0004]但是国内针对SAR侦察的伪装勘测装备较为缺乏，主要以地面勘测车为主。地面勘测车装载实孔径雷达，分辨率低，勘测效果差，且地面勘测车无法全面“逼真”模拟SAR的侦察效果和威胁环境，无法提供准确的效果评估结果，不能满足我军信息化条件保障建设的需要。
[0005]综上所述提供一套能够安装在飞机上的SAR侦察模拟设备，通过装载有模拟SAR设备的飞机在高空飞行，并向底面发射并记录SAR模拟信号，对检验我国军事设施的伪装防御能力与伪装效果，将有着积极的意义。
【实用新型内容】
[0006]针对上述问题与需求，本实用新型提供一种低功率射频单元、及采用其的空中侦察模拟设备，针对SAR侦察系统的特点，提供一个能够用在飞机上的低功率射频单元，提供SAR模拟信号。并基于该低功率射频单元，提供一套空中侦察模拟设备。
[0007]本实用新型具体如下:
[0008]—种低功率射频单元，由时钟产生模块11、本振模块12、模拟收发模块13、数字收发模块14、伺服控制器15和电源模块16组成。
[0009]电源模块16分别与时钟产生模块1U本振模块12、模拟收发模块13、数字收发模块14、伺服控制器15连接并供电。
[0010]时钟产生模块U分别与本振模块12、数字收发模块14相连接。时钟产生模块11为本振模块12、数字收发模块14提供时钟信号。
[0011]本振模块12与模拟收发模块13相连接。本振模块12为模拟收发模块13提供本振信号。所述本振信号包括解调本振信号、变频本振信号。
[0012]模拟收发模块13与数字收发模块14相连接。
[0013]采用本实用新型所述的低功率射频单元的空中侦察模拟设备，设有综合电子单元
2、天线单元3、惯性导航设备单元4。
[0014]所述综合电子单元2、天线单元3、惯性导航设备单元4均与低功率射频单元相连接。
[0015]其中，综合电子单元2接收低功率射频单元产生的数字回波信号，并存储。
[0016]天线单元3接收功率射频单元产生的X/L激励信号，并发射。天线单元3将接收到的X/L回波信号传递至功率射频单元。
[0017]惯性导航设备单元4将接收到的姿态数据、GPS数据传递至低功率射频单元。
[0018]有益的技术效果
[0019]本实用新型提供了一套能够装载在飞机中的、能够提供SAR模拟信号的低功率射频单元。克服我国目前只有装载在地面勘测车上的SAR检测装置的缺憾。提供新的SAR模拟信号源的途径。
[0020]进一步地，本实用新型提供一个采用低功率射频单元的空中侦察模拟设备，针对SAR侦察系统的特点，提供一个由飞机机载低功率射频单元对底面定向辐射SAR模拟信号的。并基于该低功率射频单元，提供一套空中侦察模拟设备。
[0021]—种空中侦察模拟设备包括可产生和接收X波段和L波段射频信号的低功率射频单元、与低功率射频单元相连的可记录原始回波同时生成SAR图像的综合电子单元、与低功率射频单元相连的天线及稳定平台单元和与低功率射频单元相连的惯性导航设备。该设备装载于有人机或者无人直升机平台上，可实时获取与国外典型信号星载SAR指标类似的SAR图像和全极化原始回波数据，可用于模拟典型信号星载SAR的成像效果。
[0022]进一步的，所述空中侦察模拟设备还包括可与所述综合电子单元相连的图形工作站，在所述的回波数据转储的作用下，将原始回波转储到所述的到图形工作站中，进行事后高精度处理，得到高分辨率、四种极化SAR图像数据。
[0023]进一步的，所述的低功率射频单元包括时钟产生模块、本振模块、模拟收发模块、数字收发模块、伺服控制器和电源模块。时钟产生模块为本振模块、数字收发模块提供时钟信号。本振模块为模拟收发模块提供各路本振信号，包括解调本振、变频本振信号。伺服控制器控制转台转动。电源模块为整个系统供电。
[0024]进一步的，所述的模拟收发模块包括双波段激励通道、双波段接收通道、开关滤波器、解调器。
[0025]所述的双波段激励通道经过变频和滤波生成L波段的指定带宽的射频信号。经过滤波、倍频、混频生成X波段的指定带宽的射频信号。
[0026]所述的双波段接收通道分别将L波段和X波段回波信号混频至S波段。
[0027]所述的开关滤波器将不同带宽的信号进行滤波处理。
[0028]所述的解调器将滤波后的S波段信号解调成模拟1、Q两路。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型中低功率射频单元的组成示意图。
[0030]图2是图1所示低功率射频单元中模拟收发模块的组成示意图。
[0031]图3是采用图1所示低功率射频单元的空中侦察模拟设备的示意图。
[0032]图中:1_低功率射频单元，2-综合电子单元，3-天线及稳定平台单元，4-组合惯导设备，5-图形工作站，11-时钟产生模块，12-本振模块，13-模拟收发模块，14-数字收发模块，15-伺服控制器，16-电源模块，131-双波段激励通道，132-双波段接收通道，133-开关滤波器，134-解调器。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本实用新型附图，对本实用新型中的技术方案做进一步说明。
[0034]参见图1，一种低功率射频单元，由时钟产生模块11、本振模块12、模拟收发模块
13、数字收发模块14、伺服控制器15和电源模块16组成。
[0035]电源模块16分别与时钟产生模块1U本振模块12、模拟收发模块13、数字收发模块
14、伺服控制器15连接并供电。
[0036]时钟产生模块u分别与本振模块12、数字收发模块14相连接。时钟产生模块11为本振模块12、数字收发模块14提供时钟信号。
[0037]本振模块12与模拟收发模块13相连接。本振模块12为模拟收发模块13提供本振信号。所述本振信号包括解调本振信号、变频本振信号。
[0038]模拟收发模块13与数字收发模块14相连接。
[0039]参见图2，进一步说，所述的模拟收发模块13包括双波段激励通道131、双波段接收通道132、开关滤波器133、解调器134。其中，
[0040]双波段接收通道132、开关滤波器133、解调器134依次串联在一起。双波段接收通道132的输入端为X/L回波输入端，解调器134的输出端为I路和O路输出端。
[0041]双波段激励通道131的输入端为DA波形输入端，双波段激励通道131的输出端为X/L激励输出端。
[0042]参见图2，进一步说，所述的双波段激励通道131经过变频和滤波生成L波段的射频信号。同时，所述的双波段激励通道131经过滤波、倍频、混频生成X波段的射频信号。
[0043]所述的双波段接收通道132将接受到L波段和X波段回波信号分别混频，获得经过混频的S波段信号。
[0044]所述的开关滤波器133将接收到的、经过混频的S波段信号进行滤波，获得经过滤波的S波段信号。
[0045]所述的解调器134将接受到的、经过滤波的S波段信号解调成两路模拟信号。两路模拟信号分别为I路模拟信号和Q路模拟信号。
[0046]参见图3，进一步说，设有综合电子单元2、天线单元3、惯性导航设备单元4。
[0047]所述综合电子单元2、天线单元3、惯性导航设备单元4均与低功率射频单元相连接。
[0048]其中，综合电子单元2接收低功率射频单元产生的数字回波信号，并存储。
[0049]天线单元3接收功率射频单元产生的X/L激励信号，并发射。天线单元3将接收到的X/L回波信号传递至功率射频单元。
[0050]惯性导航设备单元4将接收到的姿态数据、GPS数据传递至低功率射频单元。
[0051]进一步说，综合电子单元2、天线单元3、惯性导航设备单元4分别与电源模块16连接，并取电。
[0052]综合电子单元2与数字收发模块14相连接。
[0053]天线单元3与模拟收发模块13相连接。
[0054]惯性导航设备单元4与伺服控制器15相连接。
[0055]进一步说，综合电子单元2包含接口板与记录仪。记录仪经接口板与数字收发模块14相连接。由记录仪记录数字收发模块14的数字回波。
[0056]进一步说，天线单元3包括X波段天线、L波段天线。由X波段天线、L波段天线将低功率射频单元输出的射频信号进行雷达电磁波的定向辐射。与此同时，X波段天线、L波段天线接收地物回波，并传输至低功率射频单元。
[0057]进一步说，惯性导航设备单元4包括惯导主机和GPS天线，由惯导主机实时获取载机的姿态数据，由GPS天线获取GPS信息。
[0058]姿态数据和GPS信息输出至低功率射频单元的伺服控制器15。
[0059]进一步说，在综合电子单元2内设有信号处理板。由信号处理板对数字收发模块14的数字回波进行处理，生成SAR图像。在综合电子单元2的末端连有图形工作站5。
[0060]进一步说，低功率射频单元、综合电子单元2、惯性导航设备单元4均设置在飞机的设备仓内部。天线单元3设置在飞机的雷达仓内或飞机的机身外部。
[0061 ]本天线单元4装配在有人机或者无人直升机平台的舱外，低功率射频单元1、综合电子单元2和组合惯导设备3装配在舱内。各单元之间，单元和载机之间通过电缆相互连接。可实时获取全极化原始回波数据，进而可用于模拟典型信号星载SAR的成像效果。
[0062]综合电子单元2可与图形工作站5相连，在所述的回波数据转储的作用下，将原始回波转储到所述的到图形工作站5中，进行事后高精度处理，得到高分辨率、四种极化SAR图像数据。
[0063]时钟产生模块11为本振模块提供20M基准时钟、时钟产生模块11为数字收发模块提供20M基准时钟、波形产生时钟和采集时钟。本振模块为模拟收发模块提供各路本振信号，包括解调本振、变频本振信号。伺服控制器15控制转台转动。电源模块16为整个系统供电。
[0064]综上所述，本实用新型能能够产生和接收X波段和L波段射频信号，并生成基带数字信号的低功率射频单元、可对基带数字信号进行记录和成像处理，生成SAR图像的综合电子单元、可发射和接收两个波段辐射信号的天线，可固定在二维伺服转台上的天线和稳定平台单元、可提供高精度载机姿态信号和GPS数据的惯性导航设备。
[0065]本实用新型可装载于无人直升机或者有人机平台上，用于获取高分辨率X波段和L波段合成孔径雷达侦察全极化图像和试验目标的四极化高分辨率原始回波数据，可广泛用于军事SAR侦察检测应用或者灾害评估、地形测绘等民用领域。
【主权项】
1.一种低功率射频单元，其特征在于:由时钟产生模块(11)、本振模块(12)、模拟收发模块(13)、数字收发模块(14)、伺服控制器(15)和电源模块(16)组成； 电源模块(16)分别与时钟产生模块(11)、本振模块(12)、模拟收发模块(13)、数字收发模块(14)、伺服控制器(15)连接并供电； 时钟产生模块(11)分别与本振模块(12)、数字收发模块(14)相连接；时钟产生模块(11)为本振模块(12)、数字收发模块(14)提供时钟信号； 本振模块(12)与模拟收发模块(13)相连接;本振模块(12)为模拟收发模块(13)提供本振信号;所述本振信号包括解调本振信号、变频本振信号； 模拟收发模块(13)与数字收发模块(14)相连接。2.如权利要求1所述的一种低功率射频单元，其特征在于:所述的模拟收发模块(13)包括双波段激励通道(131)、双波段接收通道(132)、开关滤波器(133)、解调器(134);其中， 双波段接收通道(132)、开关滤波器(133)、解调器(134)依次串联在一起;双波段接收通道(132)的输入端为X/L回波输入端，解调器(134)的输出端为I路和O路输出端;双波段激励通道(131)的输入端为DA波形输入端，双波段激励通道(131)的输出端为X/L激励输出端。3.如权利要求2所述的一种低功率射频单元，其特征在于: 所述的双波段激励通道(131)经过变频和滤波生成L波段的射频信号；同时，所述的双波段激励通道(131)经过滤波、倍频、混频生成X波段的射频信号； 所述的双波段接收通道(132)将接受到L波段和X波段回波信号分别混频，获得经过混频的S波段信号； 所述的开关滤波器(133)将接收到的、经过混频的S波段信号进行滤波，获得经过滤波的S波段信号； 所述的解调器(134)将接受到的、经过滤波的S波段信号解调成两路模拟信号;两路模拟信号分别为I路模拟信号和Q路模拟信号。4.采用权利要求1、2或3所述的低功率射频单元的空中侦察模拟设备，其特征在于: 设有综合电子单元(2)、天线单元(3)、惯性导航设备单元(4); 所述综合电子单元(2)、天线单元(3)、惯性导航设备单元(4)均与低功率射频单元相连接； 其中，综合电子单元(2)接收低功率射频单元产生的数字回波信号，并存储； 天线单元(3)接收功率射频单元产生的X/L激励信号，并发射;天线单元(3)将接收到的X/L回波信号传递至功率射频单元； 惯性导航设备单元(4)将接收到的姿态数据、GPS数据传递至低功率射频单元。5.根据权利要求4所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 综合电子单元(2)、天线单元(3)、惯性导航设备单元(4)分别与电源模块(16)连接，并取电； 综合电子单元(2)与数字收发模块(14)相连接； 天线单元(3)与模拟收发模块(13)相连接； 惯性导航设备单元(4)与伺服控制器(15)相连接。6.根据权利要求5所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 综合电子单元(2)包含接口板与记录仪;记录仪经接口板与数字收发模块(14)相连接；由记录仪记录数字收发模块(14)的数字回波。7.根据权利要求5所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 天线单元(3)包括X波段天线、L波段天线；由X波段天线、L波段天线将低功率射频单元输出的射频信号进行雷达电磁波的定向辐射;与此同时，X波段天线、L波段天线接收地物回波，并传输至低功率射频单元。8.根据权利要求5所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 惯性导航设备单元(4)包括惯导主机和GPS天线，由惯导主机实时获取载机的姿态数据，由GPS天线获取GPS信息； 姿态数据和GPS信息输出至低功率射频单元的伺服控制器(15)。9.根据权利要求6所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 在综合电子单元(2)内设有信号处理板；由信号处理板对数字收发模块(14)的数字回波进行处理，生成SAR图像； 在综合电子单元(2)的末端连有图形工作站(5)。10.根据权利要求4所述的空中侦察模拟设备，其特征在于: 低功率射频单元、综合电子单元(2)、惯性导航设备单元(4)均设置在飞机的设备仓内部;天线单元(3)设置在飞机的雷达仓内或飞机的机身外部。
【文档编号】G01S13/90GK205539459SQ201620186956
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】钟小艳, 唐月生, 周林, 刘海飞, 蒋千
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所