CN102323568A

CN102323568A - 一种雷达应答装置

Info

Publication number: CN102323568A
Application number: CN201110163831A
Authority: CN
Inventors: 张东华; 任学锋; 易先林; 梁曦
Original assignee: WUHAN ZHONGYUAN ELECTRONICS GROUP Ltd
Current assignee: WUHAN ZHONGYUAN ELECTRONICS GROUP Ltd
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-06-17
Also published as: CN102323568B

Abstract

本发明公开了一种雷达应答装置，包括微波天线、电池、环形器，微波发射模块、锯齿波扫描模块、控制模块、电压比较模块、预定电压模块、射频对数检波模块、微波接收模块、磁靠近开关、电源模块和声光报警模块。控制模块可以通过控制锯齿波扫描模块直接产生所需的频率信号，同时可以控制微波发射模块电源的通断，射频对数检波模块可以对微波信号进行对数放大、鉴频、并转换成幅度信号，本发明用常规器件替代高成本的频率混合芯片，成本低；信号触发电路结构简单，可靠性高；可以自适应的对微波发射模块的电源进行通断控制，装置功耗低。

Description

一种雷达应答装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其是涉及一种雷达应答装置，适用于搜救船舶上进行搜救工作。

背景技术

搜救雷达应答装置主要为搜救船舶服务，它通过接收搜救雷达发出的信号，雷达应答装置收到此信号后立即应答并向船舶或飞机回发应答信号，报告遇险位置，正确引导搜救船舶和飞机前来实施救援。

在传统的雷达应答装置中，所需的频率信号是通过频率混合芯片（DDS）产生扫频信号再与一定频率的微波信号混频后产生所需的信号，但是频率混合芯片（DDS）为专用芯片，价格昂贵，成本高。并且信号触发传统方法是将微波信号下变频到中频频率上再进行检波，利用检波电压来触发逻辑控制模块，这种方式结构复杂，可靠性低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，在于提供了一种雷达应答装置，利用常规的元器件组成的模块取代高成本的频率混合芯片产生所需要的信号频率，成本低，信号触发电路的结构简单，可靠性高，同时可以自适应的对微波发射模块电源进行通断控制。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：

一种雷达应答装置，包括微波天线、电池、环形器、微波发射模块、锯齿波扫描模块、控制模块、电压比较模块、预定电压模块、射频对数检波模块、微波接收模块、磁靠近开关、电源模块和声光报警模块，微波天线与环形器连接，控制模块通过依次连接的锯齿波扫描模块和微波发射模块与环形器连接，环形器通过依次连接的微波接收模块、射频对数检波模块和电压比较模块与控制模块连接，预定电压模块与电压比较模块连接，声光报警模块与控制模块连接，电池通过磁靠近开关与电源模块连接，电源模块分别与预定电压模块、射频对数检波模块、微波接收模块、电压比较模块、锯齿波扫描模块、控制模块、声光报警模块和微波发射模块连接。

如上所述的微波发射模块包括压控振荡单元，推动级功放单元和末级功放单元，压控振荡单元通过推动级功放单元与末级功放单元连接，压控振荡单元与锯齿波扫描模块连接，末级功放单元与环形器连接。

如上所述的微波接收模块包括依次连接的带通滤波单元和低噪声放大单元，带通滤波单元与射频对数检波模块连接，低噪声放大单元与环形器连接。

如上所述的锯齿波扫描模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3与电源连接；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与电源连接，并通过第二电阻R2与电气地连接；第一三极管Q1的集极与微波发射模块连接，并通过第四电阻R4与第二三极管Q2的集极连接；第二三极管Q2的基极通过第五电阻与控制模块连接；第二三极管Q2的发射极与电气地连接，并通过第一电容C1与第一三极管Q1的集极连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、利用常规的元器件组成的模块取代高成本的频率混合芯片产生所需要的信号频率，成本低；2、采用结构简单，可靠性高的信号触发电路；3、微波接收模块和微波发送模块中使用微波场效应管，性能高、稳定度好、可靠性高；4、可以自适应的对微波发射模块的电源进行通断控制，装置功耗低。

附图说明

图1是一种雷达应答装置原理示意图。

图2是一种雷达应答装置电源连接示意图。

图3是图1中微波发射模块原理示意图。

图4是图1中微波接收模块原理示意图。

图5是图1中锯齿波扫描模块的电路示意图。

图中：1-微波天线；2-环形器；3-微波发射模块；4-锯齿波扫描模块；5-控制模块；6-电压比较模块；7-预定电压模块；8-射频对数检波模块；9-微波接收模块；10-磁靠近开关；11-电源模块；12-电池；13-声光报警模块；14-压控振荡单元；15-推动级功放单元；16-末级功放单元；17-带通滤波单元；18-低噪声放大单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步具体的说明。

实施例：

如图1、图2所示，一种雷达应答装置，包括微波天线1、电池12、环形器2、微波发射模块3、锯齿波扫描模块4、控制模块5、电压比较模块6、预定电压模块7、射频对数检波模块8、微波接收模块9、磁靠近开关10、电源模块11和声光报警模块13，微波天线1与环形器2连接，控制模块5通过依次连接的锯齿波扫描模块4和微波发射模块3与环形器2连接，环形器2通过依次连接的微波接收模块9、射频对数检波模块8和电压比较模块6与控制模块5连接，预定电压模块7与电压比较模块6连接，声光报警模块13与控制模块5连接，电池12通过磁靠近开关10与电源模块11连接，电源模块11分别与预定电压模块7、射频对数检波模块8、微波接收模块9、电压比较模块6、锯齿波扫描模块4、控制模块5、声光报警模块13和微波发射模块3连接。

如图3所示，微波发射模块3包括压控振荡单元14，推动级功放单元15和末级功放单元16，压控振荡单元14通过推动级功放单元15与末级功放单元16连接，压控振荡单元14与锯齿波扫描模块4连接，末级功放单元16与环形器2连接。微波发射模块3用于将锯齿波扫描模块4输出的锯齿状电压转化成相应的频率信号并放大到一定的功率输出到环形器2。

如图4所示，微波接收模块9包括依次连接的带通滤波单元17和低噪声放大单元18，带通滤波单元17与射频对数检波模块8连接，低噪声放大单元18与环形器2连接。微波接收模块9用于当雷达应答器通过微波天线1收到雷达信号时，雷达信号经环形器2输出到低噪声放大单元18进行放大，再通过带通滤波单元17进行匹配滤波最后输出到射频对数检波模块8。

微波天线1用于接收雷达信号并向雷达发射信号，与环行器2连接实现微波信号的双向传递；射频对数检波模块8输入接微波接收模块9，输出接电压比较模块6，将经过微波接收模块9处理的微波信号进行对数放大、鉴频、并转换成幅度信号输至电压比较模块6；电压比较模块6将输入信号在35us内与预定电压模块7设定的比较电压进行快速比较，然后将比较结果以TTL电平信号输出至控制模块5；射频对数检波模块8和电压比较模块6实现传统的信号触发功能，结构简单，可靠性高；锯齿波扫描模块4在控制模块5的作用下产生高线性度的锯齿波扫描电压，输入端连接控制模块5，输出端连接到压控振荡器14；控制模块5在电压比较模块6输出的TTL高电平触发信号下工作。当TTL高电平触发信号输入到控制模块5时，控制模块5将预先设定的方波信号输出至锯齿波扫描模块4，同时控制电源模块11给微波发射模块3供电；电源模块11主要将电池12输入的直流电压转换成本发明中各模块工作需要的各种电压；磁靠近开关10控制整个雷达应答装置的电源的通断。控制模块5还控制着微波发射模块3电源的通断，当需要向雷达发射微波时，控制模块5控制电源模块11给微波发射模块3供电，不需要向雷达发射微波时，控制模块5控制电源模块11停止对微波发射模块3供电。控制模块5可以通过继电器控制电源模块11对微波发射模块3供电及断电，还可以通过控制电源模块11中使用的电源芯片的使能端来控制微波发射模块3的供电及断电。

如图5所示，锯齿波扫描模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3与电源连接；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与电源连接，并通过第二电阻R2与电气地连接；第一三极管Q1的集极与微波发射模块3连接，并通过第四电阻R4与第二三极管Q2的集极连接；第二三极管Q2的基极通过第五电阻与控制模块5连接；第二三极管Q2的发射极与电气地连接，并通过第一电容C1与第一三极管Q1的集极连接。

当控制模块5输出低电平到第五电阻R5一端时，电源通过第一三极管Q1对第一电容C1充电，此时锯齿波扫描模块4输出电压为最高电压值。控制模块5输出预定频率的方波信号到锯齿波扫描模块4的输入端，第二三极管Q2则根据输入的方波信号电平的高低进行相应的导通和截止。当第二三极管Q2导通时，第一电容C1通过第四电阻R4和第二三极管Q2对电气地放电，锯齿波扫描模块4输出电压下降，当第二三极管Q2截止时，第一电容C1进入充电状态，锯齿波扫描模块4输出电压上升。第一电容C1的充放电过程导致锯齿波扫描模块4输出电压的高低变化，通过调整第四电容R4的阻值大小，即可以控制第一电容C1充放电的速度，锯齿波扫描模块4输出电压就形成了锯齿波扫描电压。锯齿波扫描电压的线性度由第三电阻R3和第四电阻R4配合控制，调节两个电阻的阻值就可以得到想要的线性度极好的锯齿波扫描电压。本发明用较少的常规器件替代昂贵的专用频率混合芯片DDS，成本低。

声光报警模块13包括双色发光二极管和蜂鸣器。控制模块5对声光报警模块13中的双色发光二极管和蜂鸣器的电流通断进行控制，实现声光报警。

本发明的工作方式为：

当微波天线1接收到雷达信号后，通过环形器2将雷达信号输入到低噪声放大单元18对雷达信号进行放大并输出至带通滤波单元17进行匹配滤波，将经过带通滤波单元17处理的雷达信号输入到射频对数检波模块8对雷达信号进行对数放大、鉴频、并转换成幅度信号输至电压比较模块6，电压比较模块6将幅度信号与预定电压模块7设定的比较电压进行快速比较，当幅度信号低于电压比较模块6的预定电压时，电压比较模块6输出TTL高电平触发信号到控制模块5，此时控制模块5将预先设定的方波信号输出至锯齿波扫描模块4，同时控制电源模块11给微波发射模块3供电；当幅度信号高于电压比较模块6的预定电压时，电压比较模块6输出TTL低电平到控制模块5，控制模块5控制电源模块11关断对微波发射模块3的供电。锯齿波扫描模块4根据输入的方波信号输出高线性度的锯齿波扫描电压到压控振荡单元14，压控振荡单元14将锯齿波扫描电压转换成对应的频率信号输出至推动级功放单元15进行一级功率放大，将一级功率放大后的频率信号再经过末级功放单元16进行二级功率放大输出至环形器2，环形器2通过微波天线1将频率信号发送给雷达。磁靠近开关10控制整个雷达应答装置的电源模块11的通断。

微波天线1为自制矩形裂缝天线；环形器2可以采用MODHXL9295；压控振荡单元14可以采用HMC511LP5E；推动级功放单元15可以采用HMC441LP3；末级功放单元16可以采用TC3943；控制模块5可以采用EPM240T100C5，主要实现整机逻辑控制功能；预定电压模块7可以是电阻分压网络，由两只高精密电阻组成；电压比较模块6可以采用TS3021，其主要原理是将输入端的电压与比较端的电压进行比较，当输入端的电压低于比较端的电压时，输出端输出TTL高电平，当输入端的电压高于比较端的电压时，输出端输出TTL低电平；射频对数检波模块8可以采用AD8319，其主要实现的功能是将输入端输入的微波信号的强度在输出端用电压大小的形式表现出来，输入的信号强度越大，输出的电压越低，用射频对数检波模块8和电压比较模块6替代传统的信号触发电路，结构简单，可靠性高；带通滤波单元17是一个微带线形式的电路，靠板间的微带线间的耦合来实现频率的选择；低噪声放大单元18可以采用NE32584，主要对微波信号进行低噪声放大；电池12的型号可以采用ER34615M/7.2V/19AH；电源模块11可以采用LT1118、LT3436、LT1763-5和LMC7660，用于产生本发明需要的电压；磁靠近开关10可以采用MKC-27103。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种雷达应答装置，包括微波天线（1）、电池（12）、环形器（2），其特征在于：所述的一种雷达应答装置还包括微波发射模块（3）、锯齿波扫描模块（4）、控制模块（5）、电压比较模块（6）、预定电压模块（7）、射频对数检波模块（8）、微波接收模块（9）、磁靠近开关（10）、电源模块（11）和声光报警模块（13），微波天线（1）与环形器（2）连接，控制模块（5）通过依次连接的锯齿波扫描模块（4）和微波发射模块（3）与环形器（2）连接，环形器（2）通过依次连接的微波接收模块（9）、射频对数检波模块（8）和电压比较模块（6）与控制模块（5）连接，预定电压模块（7）与电压比较模块（6）连接，声光报警模块（13）与控制模块（5）连接，电池（12）通过开关（10）与电源模块（11）连接，电源模块（11）分别与预定电压模块（7）、射频对数检波模块（8）、微波接收模块（9）、电压比较模块（6）、锯齿波扫描模块（4）、控制模块（5）、声光报警模块（13）和微波发射模块（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种雷达应答装置，其特征在于：所述的微波发射模块（3）包括压控振荡单元（14）、推动级功放单元（15）和末级功放单元（16），压控振荡单元（14）通过推动级功放单元（15）与末级功放单元（16）连接，压控振荡单元（14）与锯齿波扫描模块（4）连接，末级功放单元（16）与环形器（2）连接。

3.根据权利要求1所述的一种雷达应答装置，其特征在于：所述的微波接收模块（9）包括依次连接的带通滤波单元（17）和低噪声放大单元（18），带通滤波单元（17）与射频对数检波模块（8）连接，低噪声放大单元（18）与环形器（2）连接。

4.根据权利要求1所述的一种雷达应答装置，其特征在于：所述的锯齿波扫描模块（4）包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第一三极管Q1和第二三极管Q2，第一三极管Q1的发射极通过第三电阻R3与电源连接；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与电源连接，并通过第二电阻R2与电气地连接；第一三极管Q1的集极与微波发射模块（3）连接，并通过第四电阻R4与第二三极管Q2的集极连接；第二三极管Q2的基极通过第五电阻与控制模块（5）连接；第二三极管Q2的发射极与电气地连接，并通过第一电容C1与第一三极管Q1的集极连接。