CN108445455A - 一种便携式无源雷达电磁环境测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，涉及对空中目标监视的雷达探测技术领域，包括直达信号接收通道、目标信号接收通道、频率综合器和存储器，存储器上设有便于连接便携式计算机的数据传输接口。本发明体积小重量轻，便于运输和布设；可以测量直达和多径杂波的特征参数，准确预测无源雷达在该环境下的探测效果，是选择无源雷达站址的有力工具；装置大幅提高无源雷达选址的工作效率，减轻工作量，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及对空中目标监视的雷达探测技术领域，特别是涉及一种便携式无源雷达电磁环境测试装置。
背景技术
随着通用航空产业和民用无人机产业的发展，对通航飞行器、消费级无人机等低空空域飞行器的探测和监视显得越来越重要，低空空域飞行器飞行高度低、速度慢、雷达反射面积小，属于典型的低慢小类型目标。此类目标飞行高度低，受地球曲率和地形的影响大，很容易被遮挡；飞行速度慢、反射面积小，其微弱回波信号混杂在强地物杂波信号中，加大了目标探测的难度。一直以来，对低慢小目标的探测和监视是现有雷达很难处理好的一个问题。无源雷达利用外部的广播电视台等作为照射源照射目标，接收目标反射的回波信号完成对空中目标的探测、定位和跟踪。由于采用了连续波照射、收发双基地方式探测和先进信号处理技术，使得无源雷达具有良好的低慢小目标探测能力。
无源雷达站址的选择需要考虑直达和地物环境强多径杂波信号的强度，周围其他信号对该频段的干扰等多种因素，站址选择的好坏会对无源雷达的性能产生较大影响。要测量得到这些环境电磁因素对无源雷达工作性能的影响，仅仅依靠传统的频谱仪等测试仪器简单测量各类信号的功率、频率等参数是不够的。目前，做法是先将无源雷达部署到选址现场，根据现场的运行结果评估是否适合长期在该地方工作。但是，部署无源雷达到现场需要专业的团队和大量的保障车辆和人员，时间周期长，成本高昂。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便携式无源雷达电磁环境测试装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，包括直达信号接收通道、目标信号接收通道、频率综合器和存储器，所述直达信号接收通道与目标信号接收通道之间安装有频率综合器和存储器，所述存储器上设有便于连接便携式计算机的数据传输接口，所述直达信号接收通道包括直达信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器，所述目标信号接收通道包括目标信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器。
优选的，所述直达信号接收天线的方向对准作为照射源的广播电视台，目标信号接收天线的方向对准需要探测的空域。
优选的，所述数据传输接口为USB接口。
优选的，所述直达信号接收通道的直达信号接收天线接收到来自广播电视台的直达信号，先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。
优选的，所述目标信号接收通道的直达信号接收天线接收到目标信号先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。
本发明的有益效果在于：本发明体积小重量轻，便于运输和布设；本装置对采集到的两路信号进行分析处理，可以得到直达信号和多径杂波信号的强度、多径杂波信号的距离扩展、多普勒扩展等特性参数，评估无源雷达能够达到的杂波抑制水平和探测能力等重要参数，评估是否存在严重影响无源雷达工作的干扰源及其影响效果，是选择无源雷达站址的有力工具；装置大幅提高无源雷达选址的工作效率，减轻工作量，降低成本。
附图说明
图1为本发明的组成模块图；
图2为本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明包括直达信号接收通道、目标信号接收通道、频率综合器和存储器。直达信号接收通道与目标信号接收通道之间安装有频率综合器和存储器，存储器上设有便于连接便携式计算机的数据传输接口，传输接口为USB接口。直达信号接收通道包括直达信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器。目标信号接收通道包括目标信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器。直达信号接收天线的方向对准作为照射源的广播电视台，用来接收直达信号。目标信号接收天线的方向对准需要探测的空域，用来接收目标回波信号。直达信号接收通道的直达信号接收天线接收到来自广播电视台的直达信号，先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。目标信号接收通道的直达信号接收天线接收到目标信号先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。存储后的数字基带信号可以通过USB口传输到计算机中，在计算机中可以使用软件分析直达信号和回波信号的强度，回波信号的距离扩展、多普勒扩展等参数，并使用杂波对消算法评估在该站址的杂波对消能力，在对消过程中，还可以评估是否有外部干扰信号进入到接收通道，是否以及多大程度上影响杂波对消的性能。通过对存储后的数字基带信号进行处理，就可以全面掌握该站址直达和多径杂波的强度和特点，以及是否存在强外部干扰源影响无源雷达的性能。
无源雷达采用全相参体制，必须保证信号在变换过程中相位特性能够始终保持不变，因此整个装置采用了一个统一的频率综合器，保证下变频本振信号和AD采样时钟信号都来源于一个基准频率，这样信号的相位特性能够始终保持一致。
无源雷达广泛利用调频广播电台、电视台、数字广播电视信号作为照射源对空中目标进行探测，其工作频率跨度为80MHz～1000MHz。信号带宽从100KHz到10MHz不等。因此设计模拟通道输入射频信号工作频段为80MHz～1000MHz，中频为70MHz，中频带宽为10MHz。为了适应不同带宽的信号，在存储器中设置不同带宽的数字滤波器来对应不同类型照射信号的带宽变化。由于选择中频为70MHz，因此AD采集时钟设置为100MHz。为了便于计算机访问存储的数字基带信号，存储器上设置了高速USB接口，方便与计算机相连接。
本发明装置可以在外场采集和存储直达信号和目标反射回波信号，测量直达和多径杂波的特征参数，准确预测无源雷达在该环境下的探测效果，该装置结构简单，使用方便，成本低廉，体积小重量轻，便于运输和布设。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，其特征在于：包括直达信号接收通道、目标信号接收通道、频率综合器和存储器，所述直达信号接收通道与目标信号接收通道之间安装有频率综合器和存储器，所述存储器上设有便于连接便携式计算机的数据传输接口，所述直达信号接收通道包括直达信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器，所述目标信号接收通道包括目标信号接收天线、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、滤波器和中频放大器。
2.根据权利要求1所述的一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，其特征在于：所述直达信号接收天线的方向对准作为照射源的广播电视台，目标信号接收天线的方向对准需要探测的空域。
3.根据权利要求1所述的一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，其特征在于：所述数据传输接口为USB接口。
4.根据权利要求1或2所述的一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，其特征在于：所述直达信号接收通道的直达信号接收天线接收到来自广播电视台的直达信号，先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。
5.根据权利要求1或2所述的一种便携式无源雷达电磁环境测试装置，其特征在于：所述目标信号接收通道的直达信号接收天线接收到目标信号先经过低噪声放大器的放大和带通滤波器的滤波后，然后经过混频器下变频到固定中频，在中频经过滤波器滤波和中频放大器的放大后送入存储器中进行AD采集、数字下变频和滤波后变为数字基带信号，最后数字基带信号存储在存储器中供后续分析计算使用。
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