CN109541555A - 一种用于实现电磁波快速变极化控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，包括A支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线A，B支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线B，天线A和天线B呈斜45度相互正交放置，雷达信号源产生的雷达信号经功分器分成两路，一路流经A支路，一路流经B支路，流经A支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线A，流经B支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线B，从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。本发明的装置可快速实现变极化，可以更加真实的去模拟现代敌方空中预警雷达反电磁干扰、杂波干扰，和提高目标识别可靠性的电磁波快速变极化特性。
Description
技术领域
本发明涉及靶标模拟器技术领域，具体涉及一种用于实现电磁波快速变极化控制装置。
背景技术
极化是指电磁波在传播过程中，电场矢量端点作为时间的函数所形成的空间轨迹的形状和旋向。根据电场矢量端点的旋转方向和运动轨迹的形状，极化通常可分为两大类，一类是线极化，线极化的电场矢量方向在传播过程中固定不变，如水平极化和垂直极化就是线极化的一个特例；另一类是旋转极化，旋转极化波的电场矢量方向则是旋转变化的，其形状为椭圆形，因而也叫椭圆极化，左旋圆极化和右旋圆极化都是旋转极化的一个特例。
传统的靶试目标模拟器中，P波段雷达信号源产生的雷达信号经过固态功率放大器后直接进去水平极化天线A和水平极化天线B，P波段电磁波仅仅应用了水平极化，这种单一性的极化方式，在电子对抗技术迅速发展的今天，已经无法达到现代化战争对P波段雷达性能的要求。在复杂电磁环境下没有抗干扰的雷达非但无用，反而会暴露自己，甚至被敌方摧毁。而雷达的极化转换技术就是雷达抗干扰措施中的一个。
因此在传统靶试目标模拟器P波段电磁波的水平极化的基础上，本发明提出了一种快速实现变极化的控制装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，可快速的实现变极化。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，雷达信号源产生的雷达信号经功分器分成两路，一路流经A支路，一路流经B支路，其特征是，还包括A支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线A，B支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线B，
天线A和天线B呈斜45度相互正交放置，
流经A支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线A，流经B支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线B，从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。
优选的，衰减器采用HMC539+629程控衰减器。
优选的，将程控衰减器的控制端口C1—C9每个状态位与其对应的衰减值形成数据表格，获得A路衰减表格与B路衰减表格。当需要调节程控衰减器对雷达信号的衰减值时，根据衰减值查表格获取C1—C9状态位数值发送至控制端口完成对应的雷达信号衰减匹配。
优选的，移相器采用美国mini公司生产的JSPHS-661+压控移相器芯片。
优选的，将程控移相器的控制端口C0—C9每个状态位与其对应的移相值形成数据表格，获得A路移相表格与B路移相表格。当需要调节程控移相器对雷达信号的移相值时，根据移相值查表格获取C0—C9状态位数值发送至控制端口完成对应的雷达信号移相匹配。
优选的，天线A和天线B采用线极化微带偶极子天线。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在传统的靶试目标模拟器增加了两路衰减器和两路移相器，并且天线A和天线B呈斜45度相互正交放置，使从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。该装置可以更加真实的去模拟现代敌方空中预警雷达反电磁干扰、杂波干扰，反低空突防、反隐身和提高目标识别可靠性的电磁波快速变极化特性。根据敌方预警雷达的工作状态，简易快速的实现变极化，从而保证靶试目标模拟器P波段电磁波的工作状态与敌方预警雷达的工作状态一致。该方法原理简单、效果显著、易于实现。
附图说明
图1是本发明装置的电路原理图；
图2是本发明实施例中控制装置的电路原理图；
图3是单片微带偶极子天线结构示意图；
图4是P波段正交天线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其电路原理图参见图1所示，雷达信号源产生的雷达信号经功分器分成两路，一路流经A支路，一路流经B支路，为了实现变极化功能，还包括A支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线A，B支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线B，
天线A和天线B呈斜45度相互正交放置，
流经A支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线A，流经B支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线B，从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。
实施例，
为了实现快速变极化功能，在传统的靶试目标模拟器增加了两路衰减器和两路移相器，其组成原理如图1和图2所示，雷达信号源产生的雷达信号经功分器分成两路，一路流经A支路，一路流经B支路，A支路上包括依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线A，B支路上包括依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线B，并且天线A和天线B呈斜45度相互正交放置。
流经A支路的雷达信号依次经过衰减器对其进行衰减、移相器对其进行移相、功率放大器对其放大后馈入天线A，流经B支路的雷达信号依次经过衰减器对其进行衰减、移相器对其进行移相、功率放大器对其放大后馈入天线B，从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。
衰减器采用HMC539+629程控衰减器，其衰减频率为0.4~8GHz，最大衰减量＞60dB，步进0.1dB，插损＜1.8dB。其基本工作原理为是雷达信号分别由A支路和B支路进入HMC539+629程控衰减器，程控衰减器的控制端口为C1—C9，其对雷达信号衰减控制步进可达0.2dB以内。因此PC104控制计算机将所控制的衰减值数据下传给FPGA，FPGA对HMC539+629程控衰减器的控制端口C1—C9完成对应的雷达信号衰减匹配，C1—C9（000000000—111111111）每个状态位均有与其对应的衰减值，从而形成数据表格。即A路衰减表格与B路衰减表格，两只表格供后续快速变极化查找使用。
移相器采用美国mini公司生产的JSPHS-661+压控移相器芯片，其工作频率范围为400~660MHz；移相精度为2°；插入损耗为1.6dB；输入电压驻波比为1.5；输出电压驻波比为1.5；幅度均衡为±0.3dB;存储温度为-55°~150°；工作温度为-40°~85°。压控移相器控制范围为360°，控制端口为C0—C9，其对雷达信号相位控制步进可达5°以内。因此PC104控制计算机将所控制的移相值数据下传给FPGA，FPGA对JSPHS-661+压控移相器控制端口C0—C9完成对应的雷达信号移相匹配，C0—C9（0000000000—1111111111）每个状态位均有与其对应的相位值，从而形成数据表格。即A路相位表格与B路相位表格，两只表格供后续快速变极化查找使用。
由于P波段频率较低，天线尺寸较大。从工程可行性分析，为满足天线在有限的物理空间范围内安装，天线采用两只独立的线极化微带偶极子天线，此天线结构图参见图3，两天线斜45度放置，相互正交，其结构示意图如图4所示。
本实施例中，参见图2所示，P波段雷达模拟器需在5ms时间内完成2000个雷达信号极化的状态实现。根据雷达信号极化原理，PC104计算机将输入的2000个雷达信号极化的每个状态数值（倾角与轴比），转换成与之相对应的A路衰减值、A路相位值、B路衰减值与B路相位值共4只表格。同时通过数据总线将4只表格数据下传到FPGA里，在5ms的时间里FPGA完成对应的衰减器与移相器2000次的控制动态完成。
该套装置广泛应用于电磁波快速变极化的控制，具有快速便捷以及兼容等优良特性，其系统已经过实际试验验证，具有高度的稳定可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，雷达信号源产生的雷达信号经功分器分成两路，一路流经A支路，一路流经B支路，其特征是，还包括A支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线A，B支路上依次相连的衰减器、移相器、功率放大器和天线B，
天线A和天线B呈斜45度相互正交放置，
流经A支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线A，流经B支路的雷达信号依次经过衰减器、移相器和功率放大器后馈入天线B，从天线A和天线B辐射出的信号在空间合成极化状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其特征是，衰减器采用HMC539+629程控衰减器。
3.根据权利要求2所述的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其特征是，将程控衰减器的控制端口C1—C9每个状态位与其对应的衰减值形成数据表格，获得A路衰减表格与B路衰减表格。
4.根据权利要求1所述的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其特征是，移相器采用美国mini公司生产的JSPHS-661+压控移相器芯片。
5.根据权利要求4所述的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其特征是，将程控移相器的控制端口C0—C9每个状态位与其对应的移相值形成数据表格，获得A路移相表格与B路移相表格。
6.根据权利要求1所述的一种用于实现电磁波快速变极化控制装置，其特征是，天线A和天线B采用线极化微带偶极子天线。
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