CN114779175A - 一种双频段全极化集成微波雷达系统 - Google Patents

Abstract

一种双频段全极化集成微波雷达系统，属于遥感探测技术领域。本发明针对系统集成度要求高，对工作模式及功能要求多的问题，提出了一种双频段、全极化微波雷达系统，具备C频段和Ku频段分时或同时工作能力；每个频段均有双接收通道，可以实现全极化微波遥感探测。该系统内部定标功能，可以进行内部状态自检和通道特性补偿，适用于对陆地或海洋进行高精度、高分辨率、多模式微波遥感的应用场景。

Description

一种双频段全极化集成微波雷达系统

技术领域

本发明涉及一种双频段全极化集成微波雷达系统，可应用于航天器或者航空器上的雷达研制，适用于对陆地或海洋进行高精度、高分辨率、多模式微波遥感探测的应用场景，属于遥感探测领域。

背景技术

近年来，为构建具有全球高分辨率、高频次、全覆盖能力的遥感卫星系统，由微小卫星组网的遥感星座呈现井喷趋势，其以低成本、近实时、广覆盖、高分辨率、快速获取的方式，提供全球空间大数据，引领数字地球由观测时代进入实时地球新时代。在需求牵引和其它技术发展的支持下，各国都制订了微小型遥感载荷研究计划，大规模星群、星座卫星系统采用小型化设计，对集成度要求极高。如何实现多功能、多模式的载荷设计已经成为在航天工程的热点领域之一。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对系统集成度要求高，对工作模式及功能要求多的问题，提出了一种双频段、全极化微波雷达系统，具备C频段和Ku频段分时或同时工作能力；进一步，本发明提供的系统中每个频段均有双接收通道，可以实现全极化微波遥感探测。该系统内部定标功能，可以进行内部状态自检和通道特性补偿，适用于对陆地或海洋进行高精度、高分辨率、多模式微波遥感的应用场景。

本发明的技术解决方案是：一种双频段全极化集成微波雷达系统，包括控制计算机、信号设备、微波通道设备和天线设备；控制计算机连接在信号设备前端，信号设备后端连接微波通道设备，天线设备安装在微波通道设备的输出端；

所述控制计算机用于人机交互，进行雷达工作参数和功能的配置；

所述信号设备接收控制计算机的指令；将控制指令发送微波通道控制单元，经过解码后，对微波通道内的部组件工作状态进行控制；同时，信号设备采用TTL协议直接发送发射、接收或内部定标时序控制信号至微波通道控制单元，经过转发后对微波通道内各部组件工作时序进行控制；同时输出中频发射信号至微波通道设备，并接收微波通道设备发送的中频回波信号；

所述微波通道设备接收中频发射信号，经过发射通道的上变频和放大处理，形成射频发射信号发送到天线单元；同时，微波通道设备接收天线单元输出的射频回波信号，经过低噪放和接收机的下变频和放大处理后，转变成中频回波信号发送到信号设备进一步处理；微波通道设备的控制单元获得信号设备发出的控制指令和时序控制信号，转发后实现内部部组件控制；所述天线设备用于将微波通道设备输出的射频发射信号辐射出去；同时，接收射频回波信号传递至微波通道设备。

进一步的，所述信号设备包括信号板、数据板、控制板和电源；控制板分别与信号板和数据板连接；电源为所有板卡提供所需电压电流；

所述控制板接收控制计算机的指令，生成相应的状态控制指令和时序控制信号，分别发送给信号板和数据板，保证有统一的工作时序和状态。

进一步的，所述微波通道设备工作频段包含C/Ku两个频段，可独立或同时工作。

进一步的，所述微波通道设备包括C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器、C频段接收机、Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器、Ku频段接收机、频率源单元、控制单元和微波电源；

所述C频段发射通道包括上变频器、参考定标耦合器、功率放大器、发射定标耦合器、极化切换开关、H极化环行器、V极化环行器，上变频器和功率放大器用于将中频发射信号依次进行上变频后放大处理后发送到天线单元；参考定标器耦合器和发射定标器耦合器用于提取耦合定标信号；极化切换开关用于极化通道选择切换；H极化环行器和V极化环行器用于收发信号的分离；

所述C频段低噪放模块内部分为两路通道，包含限幅器X1、限幅器X2、接收/定标开关T1、接收/定标开关T2、低噪声放大器L1和低噪声放大器L2，限幅器X1和限幅器X2用于保护低噪放不被大功率烧毁；接收/定标开关T1、接收/定标开关T2用于接收或定标状态时信号流向切换；低噪声放大器L1和低噪声放大器L2用于雷达回波信号的放大；

所述C频段定标器包含参考定标衰减器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、开关T3、开关T4，用于在不同定标工作状态，进行信号流向的切换；

Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器分别与C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器技术实现架构一致；

所述频率源单元输出2路不同频点的发射本振信号，分别提供给C频段发射通道上变频器、Ku频段发射通道上变频器，实现上变频功能；输出2路C频段接收本振信号提供给C频段第一接收机和C频段第二接收机，实现下变频功能；输出2路Ku频段接收本振信号提供给Ku频段第一接收机和Ku频段第二接收机，实现下变频功能；

所述控制单元用于接收信号设备发出的状态控制指令和时序控制信号，分别发送给各个部组件，保证有统一的工作时序和状态；

所述微波电源用于将外部220V交流供电转换为内部所需的直流电压，并输送给微波通道内各部组件，保证正常工作。

进一步的，所述微波通道为一体式机柜产品；微波通道机柜内部悬空固定安装板，Ku和C两个频段的部组件分别位于安装板的上下两面；控制单元、微波电源和频率源安装在机柜底部；机柜内功率放大器、低噪放模块的位置粘贴吸波材料，改善电磁环境。

根据所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统的应用方法，包括发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态；Ku频段发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态与C频段对应工作状态信号流向一致。

进一步的，所述发射过程包括：当C频段工作在发射过程时，首先由控制计算机配置好雷达工作参数，控制信号设备发出中频雷达信号，进入C频段发射通道的上变频器，结合频率源单元输入的本振信号，上变频到工作频率信号，经过参考耦合器后进一步通过功率放大器放大至所需功率大小；放大的信号通过发射耦合器后，根据需要由极化切换开关选择不同极化环行器，最终馈电给天线实现不同极化探测功能。

进一步的，所述接收过程包括：当C频段工作在接收过程时，C频段低噪放模块中的接收/定标开关连通环行器一端，C频段定标器中的开关T3、开关T4分别选择导通连接C频段低噪放模块的两个通道；雷达回波信号由天线进入正交模耦合器分为H或者V极化信号；H极化信号通过H极化环行器后进入C频段低噪放模块，经由限幅器X1、接收/定标开关T1、低噪声放大器L1后，输入到C频段定标器；再经由开关T3选通进入C频段第一接收机；在完成下变频和放大后输入到信号设备进行处理；V极化信号通路类似，经过V极化环行器、限幅器X2、接收/定标开关T2、低噪声放大器L2、开关T4、C频段第二接收机后进入信号设备进行处理。

进一步的，所述内定标过程包括：当C频段工作在定标过程时，包括参考定标、接收定标、发射定标三种模式；参考定标时，C频段发射通道中上变频之后的信号由参考定标耦合器耦合一路进入C频段定标器；经过第一功分器、参考定标衰减器、第四功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频放大；最后进入信号设备进行处理；接收定标时，信号通路依次流经C频段发射通道上变频器、参考耦合器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、后进入C频段低噪放模块；之后通路与接收过程一致；发射定标时，C频段发射通道中经过功率放大器之后的信号由发射耦合器耦合一路进入C频段定标器，经过发射定标衰减器、第三功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频、滤波、放大；最后进入信号设备进行处理；参考定标、接收定标和发射定标分时工作。

一种双频段全极化集成微波雷达设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述一种双频段全极化集成微波雷达方法的步骤。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明集成设计了雷达探测系统具有两个频段、全极化探测能力，一方面减小了系统的总重量，提高有效载荷占比；另一方面，具有更多的目标信息获取能力。

(2)本发明设计的雷达探测系统，通过相应控制可实现多种工作模式下，不同频段可以分时工作或同时工作。

(3)本发明的成果，特别适合应用于微小卫星对地观测等需要对重量要求严苛的场景；可以推广应用到无人机航空器、雷达车等平台。

(4)本发明的成果，可以比较方便的通过更换天线，将双极化改为接收双通道探测系统；从而实现干涉测绘更多遥感探测功能。

附图说明

图1为本发明一种双频段全极化集成微波雷达系统技术实现框图

图2为本发明C频段发射通道和C频段天线单元通道技术实现框图

图3为本发明C频段低噪放模块技术实现框图

图4为本发明C频段定标器技术实现框图

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种双频段全极化集成微波雷达系统做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～4所示)：控制计算机、信号设备、微波通道设备和天线设备。控制计算机用于人机交互，进行雷达工作参数和功能的配置。信号设备由信号板、数据板、控制板、信号电源组成；微波通道设备包含C/Ku两个频段，可独立或同时工作，主要由C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器、C频段接收机、Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器、Ku频段接收机、频率源单元、控制单元和微波电源组成。天线设备包含C频段天线单元和Ku频段天线单元。

进一步，微波通道设备中的C频段发射通道主要包括上变频器、参考定标耦合器、功率放大器、发射定标耦合器、极化切换开关、H极化环行器、V极化环行器。C频段低噪放模块内部分为两路通道，包含限幅器X1、限幅器X2、接收/定标开关T1、接收/定标开关T2、低噪声放大器L1和低噪声放大器L2。C频段定标器包含参考定标衰减器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、开关T3、开关T4。微波通道设备中的Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器分别与C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器技术实现架构一致。

进一步，双频段全极化集成微波雷达系统的工作过程包括发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态。当C频段工作在发射过程时，首先由控制计算机配置好雷达工作参数，控制信号设备发出中频雷达信号，进入C频段发射通道的上变频器，结合频率源单元输入的本振信号，上变频到工作频率信号，经过参考耦合器后进一步通过功率放大器放大至所需功率大小。放大的信号通过发射耦合器后，可根据需要由极化切换开关选择不同极化环行器，最终馈电给天线实现不同极化探测功能。

当C频段工作在接收过程时，C频段低噪放模块中的接收/定标开关连通环行器一端，C频段定标器中的开关T3、开关T4分别选择导通连接C频段低噪放模块的两个通道。雷达回波信号由天线进入正交模耦合器分为H或者V极化信号。H极化信号通过H极化环行器后进入C频段低噪放模块，经由限幅器X1、接收/定标开关T1、低噪声放大器L1后，输入到C频段定标器；再经由开关T3选通进入C频段第一接收机；在完成下变频和放大后输入到信号设备进行处理。V极化信号通路类似，经过V极化环行器、限幅器X2、接收/定标开关T2、低噪声放大器L2、开关T4、C频段第二接收机后进入信号设备进行处理。

当C频段工作在定标过程时，主要包括参考定标、接收定标、发射定标三种模式。参考定标时，C频段发射通道中上变频之后的信号由参考定标耦合器耦合一路进入C频段定标器；经过第一功分器、参考定标衰减器、第四功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频放大；最后进入信号设备进行处理。接收定标时，信号通路依次流经C频段发射通道上变频器、参考耦合器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、后进入C频段低噪放模块；之后通路与接收过程一致。发射定标时，C频段发射通道中经过功率放大器之后的信号由发射耦合器耦合一路进入C频段定标器，经过发射定标衰减器、第三功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频、滤波、放大；最后进入信号设备进行处理。参考定标、接收定标和发射定标只能分时工作。

Ku频段发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态与C频段对应工作状态信号流向一致。

进一步，微波通道中频率源单元输出2路不同频点的发射本振信号，分别提供给C频段发射通道上变频器、Ku频段发射通道上变频器，实现上变频功能；输出2路C频段接收本振信号提供给C频段第一接收机和C频段第二接收机，实现下变频功能；输出2路Ku频段接收本振信号提供给Ku频段第一接收机和Ku频段第二接收机，实现下变频功能。

进一步，信号设备总共输出两路中频发射信号，接收4路中频回波信号，相应频点可根据需要确定。信号设备采用SPI传输协议将控制指令发送微波通道控制单元，经过解码后，对微波通道内的部组件工作状态进行控制。同时，信号设备采用TTL协议直接发送发射、接收时序控制信号微波通道控制单元，经过转发后对微波通道内各部组件工作时序进行控制。

进一步，微波电源主要将外部220V交流供电转换为内部所需的直流电压，并输送给微波通道内各部组件，保证正常工作。信号电源将外部220V转化为信号设备所需工作电压。

进一步，通过系统配置可以实现雷达双频段探测。Ku频段和C频段可独立工作或者同时工作，相应雷达参数等可以独立配置。

进一步，可以根据实际需要，更换C频段或Ku频段微波通道，实现其它的双频段探测组合。

进一步，可以实现雷达全极化探测。Ku频段和C频段均可以通过保持两路接收链路同时工作获得全极化雷达探测功能；通过极化切换开关可以实现HH、HV、VH、VV全极化雷达探测功能。

本发明包含内定标功能。Ku频段和C频段均可以通过参考定标、接收定标和发射定标分时工作，实现完整内定标功能，从而可以对系统硬件稳定性进行检验，同时对通道误差进行补偿。

进一步，通过在天线设备中去掉正交模耦合器，将1个圆极化天线改为两路常规天线，分别接入两个环行器，可以获得接收双通道功能，可以用于微波干涉地形测绘、地面目标检测等需要双通道应用场景。

进一步，微波通道为一体式机柜产品。机柜内部悬空固定一个安装板，Ku和C两个频段的部组件分别位于安装板的上下两面。控制单元、微波电源和频率源安装在机柜底部。机柜内功率放大器、低噪放模块等位置粘贴吸波材料，改善电磁环境。

本发明的基本工作原理包括发射过程、接收过程、内定标过程。发射过程中，通过操作计算机上控制信号设备配置雷达系统工作频点、带宽、信号形式、脉冲宽度等工作参数，生成符合要求的雷达基频信号；信号通过线缆连接进入微波通道设备，经过上变频、放大处理后由天线发射出去。接收过程通过操作计算机上控制信号设备配置接收增益、接收窗宽、通道选择等工作参数。天线接收雷达回波信号后，导入微波通道设备，经过下变频、放大处理后传输给信号设备，进行采样和存储。内定标过程包含参考定标、接收定标和发射定标，通过操作计算机上控制信号设备配置雷达信号参数和微波通道设备，特别是定标器中的开关，选择信号流向通路实现内部定标功能。

在本申请实施例所提供的方案中，如图1所示，本发明实施例提供了一种双频段全极化集成微波雷达系统设计，主要包括：控制计算机1、信号设备2、微波通道设备3和天线设备4。控制计算机1用于人机交互，产生初始系统控制指令下发给信号设备2中的控制板6；进而由控制板6生成二级控制指令，分别传递信号板5、数据板7和微波通道设备3中的控制单元19。控制单元19获得指令后，进而生成三级指令微波通道设备3中的各个部组件。

在一可选实施例中，控制计算机1到控制板6，采用USB转串口RS232通信；控制板6到信号板5和数据板7采用内部总线通信；控制板6到控制单元19通信采用RS422差分信号，其中数据包传输采用SPI协议。

信号板5根据控制指令生成具有时序特征的中频雷达信号，分别传递给C频段发射通道9和Ku频段发射通道14。以C频段发射为例，中频雷达信号依次经过上变频31、参考定标耦合器32、功率放大器33、发射定标耦合器34、极化切换开关35、H极化环行器36或V极化环行器37，经由C频段天线单元发21发射出去。Ku频段发射过程与之类似。

进一步，在一可选实施例中，中频雷达信号可以选择频率为1.2GHz，C频段发射本振信号可选定为4.2GHz，经过混频后实现中心频率5.4GHz雷达发射信号；Ku频段发射本振信号可选定为12GHz，经过混频后实现中心频率13.2GHz雷达发射信号。功率放大器可根据实际需要选型，机载应用场景下，可选择固态功率放大器，输出200W峰值功率；星载应用时可选择行波管放大器，输出1000W以上峰值功率。

同样以C频段为例，当工作在接收过程时，圆极化天线39接收雷达回波信号后，经过正交模耦合器38分为H/V两路，分别进入H极化环行器36和V极化环行器37，从而分离成独立接收的两路通路。如图2所示，以H极化为例，H极化环行器36输出的信号经过限幅器X151、接收/定标开关T1 53、进入低噪声放大器L1 55完成放大功能；再经过C频段定标器12中的开关T4 68和C频段第一接收机15变频放大后，进入信号设备2进行采样和处理。Ku频段接收过程与之类似。

在一可选实施例中，低噪声放大器L1 55和低噪声放大器L2 56的放大增益选择在30dB以上，从而实现较低的链路级联噪声系数。C频段第一接收机15增益在60dB以上，以实现总体的链路增益在90dB以上。C频段接收本振信号可选定为4.8GHz，经过混频后实现中心频率0.6GHz中频回波信号；Ku频段发射本振信号可选定为12.6GHz，经过混频后同样实现中心频率0.6GHz中频回波信号。

内定标过程包含参考定标、接收定标和发射定标，三种定标有不同的信号流路。参考定标的目的是获得上变频器后经接收机的链路通道特性函数，接收定标时获得低噪声放大器经接收机的链路通道特性函数，发射定标是获得功率放大器经接收机的链路通道特性函数。如图3所示，以C频段定标过程为例，参考定标时，C频段发射通道9中上变频之后的雷达信号由参考定标耦合器32耦合一路进入C频段定标器12；经过第一功分器61、参考定标衰减器63、第四功分器67后分成两路，由开关T3 68、开关T4 69分别进入C频段第一接收机10和C频段第二接收机11后进行变频放大；最后进入信号设备2进行处理。接收定标时，同样选择经过上变频器之后的信号，通过第一功分器61、接收定标衰减器62后配平功率，再通过第一功分器64分成两路，分别进入C频段低噪放模块13。此时接收/定标开关T1 53、接收/定标开关T2 54均选择接收定标功能一端。两路信号返回C频段定标器12，导入接收机后，进入信号设备2进行采样和处理。发射定标时，功率放大器33之后的信号经过发射定标耦合器34引出信号经过发射定标衰减器配准电平，然后由第三功分器66分成两路，再分别进接收机和信号设备完成采样。Ku频段内定标过程与之类似。

发射过程和接收过程依次交替进行，相应的时间窗口宽度等需要根据实际需要计算。在一可选实施例中，以飞行器距地面3km高度，波束入射角60°，波束宽14°为例，发射窗口宽度可设为20us，接收窗口宽度可设为50us。发射接收交替工作1分钟，进行一次内定标，参考定标、接收定标和发射定标各各10个脉冲。

本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行图1所述的方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

综上所述，本发明提出的一种双频段全极化集成微波雷达系统，具有高低两个频段探测能力，能够充分挖掘目标场景信息；也可以在保持主体架构不变基础上，根据需要通过更换微波设备和天线来实现更改频段。同时，本发明提出的雷达系统可以通过更换天线实现接收双通道工作功能，可用于微波干涉地形测绘、地面目标检测等场景。

另一方面，本发明提出了一种双频段全极化集成微波雷达系统，通过设计双频段双通道融合的微波通道设备及信号设备，实现了雷达系统的高集成度，能够减小整体系统重量，提高电子设备的复合工作能力、扩展工作模式，适合航天器、航空器应用，特别是适合无人机和微小卫星应用。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种双频段全极化集成微波雷达系统，其特征在于：包括控制计算机、信号设备、微波通道设备和天线设备；控制计算机连接在信号设备前端，信号设备后端连接微波通道设备，天线设备安装在微波通道设备的输出端；

所述控制计算机用于人机交互，进行雷达工作参数和功能的配置；

所述信号设备接收控制计算机的指令；将控制指令发送微波通道控制单元，经过解码后，对微波通道内的部组件工作状态进行控制；同时，信号设备采用TTL协议直接发送发射、接收或内部定标时序控制信号至微波通道控制单元，经过转发后对微波通道内各部组件工作时序进行控制；同时输出中频发射信号至微波通道设备，并接收微波通道设备发送的中频回波信号；

所述微波通道设备接收中频发射信号，经过发射通道的上变频和放大处理，形成射频发射信号发送到天线单元；同时，微波通道设备接收天线单元输出的射频回波信号，经过低噪放和接收机的下变频和放大处理后，转变成中频回波信号发送到信号设备进一步处理；微波通道设备的控制单元获得信号设备发出的控制指令和时序控制信号，转发后实现内部部组件控制；所述天线设备用于将微波通道设备输出的射频发射信号辐射出去；同时，接收射频回波信号传递至微波通道设备。

2.根据权利要求1所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统，其特征在于：所述信号设备包括信号板、数据板、控制板和电源；控制板分别与信号板和数据板连接；电源为所有板卡提供所需电压电流；

所述控制板接收控制计算机的指令，生成相应的状态控制指令和时序控制信号，分别发送给信号板和数据板，保证有统一的工作时序和状态。

3.根据权利要求1所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统，其特征在于：所述微波通道设备工作频段包含C/Ku两个频段，可独立或同时工作。

4.根据权利要求3所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统，其特征在于：所述微波通道设备包括C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器、C频段接收机、Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器、Ku频段接收机、频率源单元、控制单元和微波电源；

所述C频段发射通道包括上变频器、参考定标耦合器、功率放大器、发射定标耦合器、极化切换开关、H极化环行器、V极化环行器，上变频器和功率放大器用于将中频发射信号依次进行上变频后放大处理后发送到天线单元；参考定标器耦合器和发射定标器耦合器用于提取耦合定标信号；极化切换开关用于极化通道选择切换；H极化环行器和V极化环行器用于收发信号的分离；

所述C频段低噪放模块内部分为两路通道，包含限幅器X1、限幅器X2、接收/定标开关T1、接收/定标开关T2、低噪声放大器L1和低噪声放大器L2，限幅器X1和限幅器X2用于保护低噪放不被大功率烧毁；接收/定标开关T1、接收/定标开关T2用于接收或定标状态时信号流向切换；低噪声放大器L1和低噪声放大器L2用于雷达回波信号的放大；

所述C频段定标器包含参考定标衰减器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、开关T3、开关T4，用于在不同定标工作状态，进行信号流向的切换；

Ku频段发射通道、Ku频段低噪放模块、Ku频段定标器分别与C频段发射通道、C频段低噪放模块、C频段定标器技术实现架构一致；

所述频率源单元输出2路不同频点的发射本振信号，分别提供给C频段发射通道上变频器、Ku频段发射通道上变频器，实现上变频功能；输出2路C频段接收本振信号提供给C频段第一接收机和C频段第二接收机，实现下变频功能；输出2路Ku频段接收本振信号提供给Ku频段第一接收机和Ku频段第二接收机，实现下变频功能；

所述控制单元用于接收信号设备发出的状态控制指令和时序控制信号，分别发送给各个部组件，保证有统一的工作时序和状态；

所述微波电源用于将外部交流供电转换为内部所需的直流电压，并输送给微波通道内各部组件，保证正常工作。

5.根据权利要求4所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统，其特征在于：所述微波通道为一体式机柜产品；微波通道机柜内部悬空固定安装板，Ku和C两个频段的部组件分别位于安装板的上下两面；控制单元、微波电源和频率源安装在机柜底部；机柜内功率放大器、低噪放模块的位置粘贴吸波材料，改善电磁环境。

6.根据权利要求1所述的一种双频段全极化集成微波雷达系统的应用方法，其特征在于，包括发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态；Ku频段发射过程、接收过程、内定标过程三种工作状态与C频段对应工作状态信号流向一致。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发射过程包括：当C频段工作在发射过程时，首先由控制计算机配置好雷达工作参数，控制信号设备发出中频雷达信号，进入C频段发射通道的上变频器，结合频率源单元输入的本振信号，上变频到工作频率信号，经过参考耦合器后进一步通过功率放大器放大至所需功率大小；放大的信号通过发射耦合器后，根据需要由极化切换开关选择不同极化环行器，最终馈电给天线实现不同极化探测功能。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收过程包括：当C频段工作在接收过程时，C频段低噪放模块中的接收/定标开关连通环行器一端，C频段定标器中的开关T3、开关T4分别选择导通连接C频段低噪放模块的两个通道；雷达回波信号由天线进入正交模耦合器分为H或者V极化信号；H极化信号通过H极化环行器后进入C频段低噪放模块，经由限幅器X1、接收/定标开关T1、低噪声放大器L1后，输入到C频段定标器；再经由开关T3选通进入C频段第一接收机；在完成下变频和放大后输入到信号设备进行处理；V极化信号通路类似，经过V极化环行器、限幅器X2、接收/定标开关T2、低噪声放大器L2、开关T4、C频段第二接收机后进入信号设备进行处理。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内定标过程包括：当C频段工作在定标过程时，包括参考定标、接收定标、发射定标三种模式；参考定标时，C频段发射通道中上变频之后的信号由参考定标耦合器耦合一路进入C频段定标器；经过第一功分器、参考定标衰减器、第四功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频放大；最后进入信号设备进行处理；接收定标时，信号通路依次流经C频段发射通道上变频器、参考耦合器、第一功分器、接收定标衰减器、第二功分器、后进入C频段低噪放模块；之后通路与接收过程一致；发射定标时，C频段发射通道中经过功率放大器之后的信号由发射耦合器耦合一路进入C频段定标器，经过发射定标衰减器、第三功分器后分成两路，由开关T3、开关T4分别进入C频段第一接收机和C频段第二接收机后进行变频、滤波、放大；最后进入信号设备进行处理；参考定标、接收定标和发射定标分时工作。

10.一种双频段全极化集成微波雷达设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求6～权利要求9任一所述方法的步骤。

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