一种风廓线雷达测试系统信号源的制作方法

1.本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种风廓线雷达测试系统信号源。


背景技术：

2.随着国内现代气象业务和服务的不断深化，风廓线雷达在重大活动和灾害性天气监测中的作用日渐凸显，对应急保障能力的要求必然会越来越高。在风廓线天气雷达随机测量系统中，雷达信号源处于至关重要的位置。现目前国内已经部署的风廓线天气雷达随机测量中信号源的多采用专用信号源方式，这些专用信号源又分为老式信号源和新型信号源。
3.老式信号源因使用年限过长，存在老旧损坏等现象，同时体积大，信号精度低、功耗高、不支持二次开发，不便于做智能化和便携式的系统集成等缺点，直接影响天气雷达随机测量系统测试数据质量状况等问题。而新型风廓线信号源是目前市面上购买的专用信号源，但是其价格昂贵需要专柜摆放，虽然其具备功能多、指标高、具有智能化的系统集成等特点，但是在雷达测量过程中所需功能比较单一，故很多功能没有必要，造成极大浪费。同时设备体积大不利于便携和摆放。且设备不防潮湿，降低的产品的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种风廓线雷达测试系统信号源，解决了目前老式信号源和新型信号源在使用时存在的问题。
5.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种风廓线雷达测试系统信号源，它包括arm主控器、pll模块、中频信号合成模块、混频器、接口模块和功放衰减模块；所述arm主控器的输出端与所述pll模块、中频信号合成模块和功放衰减模块的输入端连接；所述pll模块的输出端与所述中频信号合成模块和混频器的输入端连接；所述混频器的输出端与功放衰减模块的输入端连接；所述arm主控器与所述接口模块相互连接；所述pll模块还输入时钟信号，功放衰减模块输出射频信号。
6.所述pll模块包括鉴相器pd、低通滤波器/环路滤波器、压控振荡器vco和分频器；参考时钟信号输入到鉴相器pd，鉴相器pd的输出端与低通滤波器/环路滤波器的输入端连接，低通滤波器/环路滤波器的输出端与压控振荡器vco的输入端连接，压控振荡器vco的输出端与所述分频器的输入端连接，并输出时钟信号到所述中频信号合成模块；所述分频器的输出端与所述鉴相器pd的输入端连接。
7.所述中频信号合成模块包括晶振电路、fpga、高速adc器件和第一滤波电路；所述pll模块的输出端和晶振电路的输出端与fpga时钟信号输入端连接，fpga的输出端与所述高速adc的输入端连接，高速adc的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路输出中频信号到混频器。
8.所述功放衰减模块包括功放电路、衰减电路和第二衰减电路；所述混频器的输出端与所述功放电路的输入端连接，功放电路和arm主控器的输出端与衰减电路的输入端连
接，衰减电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路输出射频信号。
9.本实用新型具有以下优点：一种风廓线雷达测试系统信号源，采用fpga+高速dac的方式，相对于采用专用的芯片而言，该方案具备可编程滤波、可叠加多频点波形输出、可输出指定信噪比的信号；信号源内部组件模块均采用模块化布局和布线的方式，减少外围电路和电磁干扰，相比以前的分立式器件构成的信号源，该信号源具有小型化优点。
附图说明
10.图1为本实用新型的原理结构示意图；
11.图2为pll模块的原理结构示意；
12.图3为中频信号合成模块的原理结构示意图；
13.图4为功放衰减模块的原理结构示意图。
具体实施方式
14.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
15.如图1所示，本实用新型涉及一种风廓线雷达测试系统信号源，它包括arm主控器、pll模块、中频信号合成模块、混频器、接口模块和功放衰减模块；所述arm主控器的输出端与所述pll模块、中频信号合成模块和功放衰减模块的输入端连接；所述pll模块的输出端与所述中频信号合成模块和混频器的输入端连接；所述混频器的输出端与功放衰减模块的输入端连接；所述arm主控器与所述接口模块相互连接；所述pll模块还输入时钟信号，功放衰减模块输出射频信号。其中，接口模块包括rs485/rs232电路，可以通过rs232/rs485接口与外接设备连接，实现数据通信。
16.进一步地，如图2所示，pll模块包括鉴相器pd、低通滤波器/环路滤波器、压控振荡器vco和分频器；其中，鉴相器pd、低通滤波器/环路滤波器和压控振荡器vco三部分组成前向通路，由分频器组成频率相位的反馈通路；
17.参考时钟信号输入到鉴相器pd，鉴相器pd的输出端与低通滤波器/环路滤波器的输入端连接，低通滤波器/环路滤波器的输出端与压控振荡器vco的输入端连接，压控振荡器vco的输出端与所述分频器的输入端连接，并输出时钟信号到所述中频信号合成模块；所述分频器的输出端与所述鉴相器pd的输入端连接。
18.如图3所示，中频信号合成模块是信号源最重要的部分，其信号输出的质量直接决定信号源的质量，本实用新型采用fpga+高速dac的方式实现中频信号合成器,这种方式具有滤波电路可编程设置、可输出多频点信号、可输出指定信噪比的信号、信号算法可编程调试修改等优点；其包括晶振电路、fpga、高速adc器件和第一滤波电路；所述pll模块的输出
端和晶振电路的输出端与fpga时钟信号输入端连接，fpga的输出端与所述高速adc的输入端连接，高速adc的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路输出中频信号到混频器。
19.如图4所示，中频信号经过混频器后输出射频信号，此射频信号功率较小，采用当前成熟的功放电路进行功率放大，因此功放衰减模块包括功放电路、衰减电路和第二衰减电路；所述混频器的输出端与所述功放电路的输入端连接，功放电路和arm主控器的输出端与衰减电路的输入端连接，衰减电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路输出射频信号。当前功率射频信号满足风廓线雷达测试系统信号源信号，然后在经过衰减电路，输出多种功率型号更好的利于风廓线雷电进行信号测试。
20.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种风廓线雷达测试系统信号源，其特征在于：它包括arm主控器、pll模块、中频信号合成模块、混频器、接口模块和功放衰减模块；所述arm主控器的输出端与所述pll模块、中频信号合成模块和功放衰减模块的输入端连接；所述pll模块的输出端与所述中频信号合成模块和混频器的输入端连接；所述混频器的输出端与功放衰减模块的输入端连接；所述arm主控器与所述接口模块相互连接；所述pll模块还输入时钟信号，功放衰减模块输出射频信号。2.根据权利要求1所述的一种风廓线雷达测试系统信号源，其特征在于：所述pll模块包括鉴相器pd、低通滤波器/环路滤波器、压控振荡器vco和分频器；参考时钟信号输入到鉴相器pd，鉴相器pd的输出端与低通滤波器/环路滤波器的输入端连接，低通滤波器/环路滤波器的输出端与压控振荡器vco的输入端连接，压控振荡器vco的输出端与所述分频器的输入端连接，并输出时钟信号到所述中频信号合成模块；所述分频器的输出端与所述鉴相器pd的输入端连接。3.根据权利要求1所述的一种风廓线雷达测试系统信号源，其特征在于：所述中频信号合成模块包括晶振电路、fpga、高速adc器件和第一滤波电路；所述pll模块的输出端和晶振电路的输出端与fpga时钟信号输入端连接，fpga的输出端与所述高速adc的输入端连接，高速adc的输出端与第一滤波电路的输入端连接，第一滤波电路输出中频信号到混频器。4.根据权利要求1所述的一种风廓线雷达测试系统信号源，其特征在于：所述功放衰减模块包括功放电路、衰减电路和第二衰减电路；所述混频器的输出端与所述功放电路的输入端连接，功放电路和arm主控器的输出端与衰减电路的输入端连接，衰减电路的输出端与第二滤波电路的输入端连接，第二滤波电路输出射频信号。

技术总结
本实用新型涉及一种风廓线雷达测试系统信号源，它包括ARM主控器、PLL模块、中频信号合成模块、混频器、接口模块和功放衰减模块；ARM主控器的输出端与PLL模块、中频信号合成模块和功放衰减模块的输入端连接；PLL模块的输出端与中频信号合成模块和混频器的输入端连接；混频器的输出端与功放衰减模块的输入端连接；ARM主控器与接口模块相互连接；PLL模块还输入时钟信号，功放衰减模块输出射频信号。本实用新型采用FPGA+高速DAC的方式，相对于采用专用的芯片而言可叠加多频点波形输出、可输出指定信噪比的信号；信号源内部组件模块均采用模块化布局和布线的方式，减少外围电路和电磁干扰，具有小型化优点。具有小型化优点。具有小型化优点。


技术研发人员：庄庭 史静 李晓波 刘子锐 崔明 陈树成
受保护的技术使用者：天津市气象探测中心（天津市气象仪器计量检定站）
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/10/14