一种用于昆虫探测系统的雷达天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及雷达天线，特别是涉及一种用于昆虫探测系统的雷达天线装置。
【背景技术】
[0002]昆虫雷达是利用经过专门设计的雷达，对昆虫在空中的迀飞或扩散行为进行观测和研宄。其工作原理是:昆虫身体可以对雷达发射的电磁波进行反射。当一束狭窄的雷达波射向空中迀飞的昆虫，昆虫身体会引起雷达波向四周反射，反射的能量就好像是从昆虫发射出来的一样，部分雷达波会返回到雷达所在的方向，如果返回的雷达波能量足够，就可以被雷达接收器所接收，从而在显示器上产生一个雷达回波信号。利用雷达的定向和测距性质，可以计算出昆虫迀飞的方位、高度、移动方向和昆虫在一定体积内的密度等。
[0003]目前大多数昆虫雷达工作于X波段(3.2cm波长)，适用于Icm以上的蛾类昆虫。而对于稻飞虱和蚜虫类则不适用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于昆虫探测系统的雷达天线装置，能够发射和接收毫米波信号，可实现稻飞虱和蚜虫类昆虫的探测。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种用于昆虫探测系统的雷达天线装置，它包括天线座和天线系统，天线座包括综合机箱、发射机箱、底座和接收机箱，天线系统包括馈线和反射体。
所述的发射机箱安装在综合机箱的一侧，用于产生探测昆虫的微波信号。
[0006]所述的反射体安装在综合机箱前面，用于发射发射机箱发送过来的微波信号和接收昆虫反射回来的微波反射信号。
[0007]所述的接收机箱安装在综合机箱的另一侧，用于接收并处理反射体发送过来的微波反射信号。
[0008]所述的馈线安装在综合机箱的顶部，用于实现反射体与发射机箱和接收机箱之间的信号传输。
[0009]所述的综合机箱安装在底座的顶部，用于控制反射体的运动状态。
[0010]所述的综合机箱中设置有伺服机构，伺服机构包括主控单元、方位执行电机、方位减速器、方位旋转变压器、俯仰执行电机、俯仰减速器和俯仰旋转变压器。
[0011]所述的主控单元的方位控制信号输出通过方位电机驱动器与方位执行电机的方位控制信号输入连接，方位执行电机通过方位减速器分别与馈线和方位旋转变压器电性连接，方位旋转变压器的方位数据输出与主控单元的方位数据输入连接。
[0012]所述的主控单元的俯仰控制信号输出通过俯仰电机驱动器与俯仰执行电机的方位控制信号输入连接，俯仰执行电机通过俯仰减速器分别与馈线和俯仰旋转变压器电性连接，俯仰旋转变压器的俯仰数据输出与主控单元的俯仰数据输入连接。
[0013]所述的发射机箱中设置有发射机，发射机包括高压开关电源、储能电容、串联调制开关、磁控管、触发控保电路和风冷装置，高压开关电源的电源输出与储能电容的电源的输入连接，储能电容的电源输出与串联调制开关的电源输入连接，串联调制开关的脉冲输出与磁控管的脉冲输入连接，触发控保电路与串联调制开关电性连接，风冷装置与磁控管连接。
[0014]所述的接收机箱中设置有接收机，接收机包括切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、第一混频器、第二混频器、频率源和信号处理器，切换开关的信号输出通过低噪声放大器与带通滤波器的信号输入连接，带通滤波器的信号输出与第一混频器的信号输入连接，第一混频器的信号输出与第二混频器的信号输入连接，第二混频器的信号输出与信号处理器的信号输入连接，信号处理器的频率控制信号输出与本振源的频率控制信号输入连接，本振源的本振信号输出分别与第一混频器和第二混频器的本振输入连接。
[0015]所述的馈线包括三端环形器、第一耦合器、第二耦合器、连接波导和放电管，三端环形器的第一端通过连接波导与反射体连接进行数据交换，三端环形器的第一端通过第一耦合器与发射机的信号输出端连接，三端环形器的第三端与放电管的信号输入端连接，放电管的信号输出端通过第二耦合器与接收的信号输入端连接。
[0016]所述的主控单元包括方位控制器、第一数模转换器、方位转数/数据转换器、俯仰控制器、第二数模转换器和俯仰转数/数据转换器。
[0017]所述的方位控制器的数据输入分别与方位转数/数据转换器和外部计算机的数据输出连接，方位控制器的方位控制信号输出通过第一数模转换器与方位电机驱动器的方位控制信号输入连接，方位转数/数据转换器的数据输入与方位旋转变压器的方位数据输出连接。
[0018]所述的俯仰控制器的数据输入分别与俯仰转数/数据转换器和外部计算机的数据输出连接，俯仰控制器的方位控制信号输出通过第而数模转换器与俯仰电机驱动器的方位控制信号输入连接，俯仰转数/数据转换器的数据输入与俯仰旋转变压器的方位数据输出连接。
[0019]所述的天线座为转台式天线座。
[0020]所述的反射体为卡塞格伦双镜天线。
[0021]所述的馈线的侧壁设置有窗口。
[0022]本发明的有益效果是:(I)采用卡塞格伦双镜天线，天线的增益高、副瓣电平相对也高，馈源横向偏移对天线指向影响相对较小，这正适合毫米波段使用；(2)馈线的中心体侧壁设有窗口，方便对馈线器件进行维修；(3)采用转台式天线座，承载能力大、刚度好、精度高、轴向尺寸小、重心低、稳定性好；(4)采用交流伺服机构，具有稳定性好、快速性好、精度高的优点。
【附图说明】
[0023]图1为本发明用于昆虫探测系统的雷达天线装置的示意图；
图2为本发明中伺服机构的结构框图；
图3为本发明中接收机的结构框图；
图4为本发明中发射机的结构框图；
图5为本发明中馈线的结构框图； 图6为本发明中伺服机构的主控单元的结构框图；
图7为本发明中天线座的内部结构示意图；
图中，1-综合机箱，2-发射机箱，3-底座，4-接收机箱，5-馈线，6-反射体，7-方位执行电机，8-方位减速器，9-转盘轴承，10-方位发送器，11-俯仰轴，12-俯仰发送器，13-俯仰减速器，14-俯仰执行电机。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0025]如图1所示，一种用于昆虫探测系统的雷达天线装置，它包括天线座和天线系统，天线座包括综合机箱1、发射机箱2、底座3和接收机箱4，天线系统包括馈线5和反射体6。
[0026]所述的发射机箱2安装在综合机箱I的一侧，用于产生探测昆虫的微波信号。
[0027]所述的反射体6安装在综合机箱I前面，用于发射发射机箱2发送过来的微波信号和接收昆虫反射回来的微波反射信号。
[0028]所述的接收机箱4安装在综合机箱I的另一侧，用于接收并处理反射体6发送过来的微波反射信号。
[0029]所述的馈线5安装在综合机箱I的顶部，用于实现反射体6与发射机箱2和接收机箱4之间的信号传输。
[0030]所述的综合机箱I安装在底座3的顶部，用于控制反射体6的运动状态。
[0031]所述的天线座为转台式天线座。
[0032]所述的反射体6为卡塞格伦双镜天线。
[0033]所述的馈线5的侧壁设置有窗口。
[0034]如图2所示，综合机箱I中设置有伺服机构，伺服机构包括主控单元、方位执行电机7、方位减速器8、方位旋转变压器、俯仰执行电机14、俯仰减速器13和俯仰旋转变压器。
[0035]所述的主控单元的方位控制信号输出通过方位电机驱动器与方位执行电机的方位控制信号输入连接，方位执行电机通过方位减速器分别与馈线5和方位旋转变压器电性连接，方位旋转变压器的方位数据输出与主控单元的方位数据输入连接。
[0036]所述的主控单元的俯仰控制信号输出通过俯仰电机驱动器与俯仰执行电机的方位控制信号输入连接，俯仰执行电机通过俯仰减速器分别与馈线5和俯仰旋转变压器电性连接，俯仰旋转变压器的俯仰数据输出与主控单元的俯仰数据输入连接。
[0037]所述的方位电机驱动器和俯仰电机驱动器安装在伺服分机内，伺服分机内还装有开关电源、控制接触器及保险丝等元器件，在伺服分机的面板上还装有控制开关、指示灯及门限调整电位器等，用于操作及观测；伺服分机安放在天线座下部，与天线座一体化，结构更紧凑。
[0038]伺服机构采用数字化控制，可实现控制方式、扫描方式多样化及使用中的灵活多样性，伺服机构工作时，始终处于数控方式，数控工作方式用于完成天线的各种速度控制及定位控制，在不同的转速下实现天线方位的PPI扫描方式，并能通过计算机控制实现O?360°扫描控制及角度定位控制，在不同的转速下实现天线俯仰RHI扫描方式，并能通过计算机控制实现O?90°扫描控制及角度定位控制。
[0039]伺服机构中还有速度环和电流环，速度环和电流环可使系统工作稳定，这两个闭环都在方位/俯仰电机驱动器内部形成闭环，既可保护电机驱动器，也可保护执行电机不被损坏。
[0040]伺服机构的主要指标如下:
天线扫描方式:PP1、RH1、体积扫描；
天线扫描范围、速度:方位0°?360°连续扫描；
天线转速:方位0° /s?36° /s可调；
俯仰0° /s?3° /s可调(O。?90。往返)；
天线控制方式:预置全自动，手动控制；
天线控制精度:方位、仰角均< 0.1°。
[0041]如图3所示，接收机箱4中设置有接收机，接收机包括切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、第一混频器、第二混频器、频率源和信号处理器，切换开关的信号输出通过低噪声放大器与带通滤波器的信号输入连接，带通滤波器的信号输出与第一混频器的信号输入连接，第一混频器的信号输出与第二混频器的信号输入连接，第二混频器的信号输出与信号处理器的信号输入连接，信号处理器的频率控制信号输出与本振源的频率控制信号输入连接，本振源的本振信号输出分别与第一混频器和第二混频器的本振输入连接。
[0042]所述的接收机采用中频相参体制，二次变频的中频接收处理方式，接收机将来自天线的微弱信号放大、混频、中频放大，为信号处理器提供回波中频信号，同时完成对发射脉冲信号进行混频，为信号处理提供发射样本信号。来自接收机的中频回波信号和发射脉冲中频样本通过数字中频接收处理，送出频率控制信号到数控本振，通过改变数控本振频率，以保证发射频率与本振频率差值在60MHz范围内，再由DSU进行频率校正和相位锁定。
[0043]接收机的主要指标如下:
接收机形式:中频接收机；
中频频率:60 MHz ；
噪声系数:彡5dB ;
动态范围:彡85