CN114994617B - 一种双频大气雷达全固态发射机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双频大气雷达全固态发射机，包括：宽带信号功率分配与驱动放大模块、宽带全固态功率放大模块、高功率多通道切换装置与窄带多路高功率合并模块；宽带信号功率分配与驱动放大模块用于对双频激励信号进行功率分配与驱动放大；宽带全固态功率放大模块用于对功率分配和驱动放大后的双频激励信号进行功率放大；高功率多通道切换装置用于将功率放大后的双频激励信号引导至窄带多路高功率合并模块；窄带多路高功率合并模块用于对功率放大后的双频激励信号进行功率合成。本发明可实现ST‑流星雷达系统的双频激励信号发射，优化系统流星探测效能，降低发射功率要求，提高可靠性与效费比。

Description

一种双频大气雷达全固态发射机
技术领域
本发明属于发射机技术领域，尤其涉及一种双频大气雷达全固态发射机。
背景技术
基于“数字雷达”、“软件雷达”设计思想的复合型大气雷达，是一类新型大气雷达设备。例如工作于30～65MHz的平流层-对流层(ST)-流星雷达，可利用晴空大气湍流以及流星烧蚀产生的等离子体气柱(称为流星余迹)对入射电磁波的散射回波，分时探测获取近地面-20km以及70-110km高度大气风场。目前该类雷达为满足ST大气风场探测需求，均采用工作频率在50MHz附近的单频发射机，例如文献“Antarctic meteor observations usingthe Davis MST and meteor radars”(作者：Holdsworth,D.A.等，刊物：Advances inSpace Research，期号：第42卷2008，页码：143–154，doi:10.1016/j.asr.2007.02.037)，和文献“昆明全天空流星雷达观测中高层大气温度”(作者：易稳等，刊物：地球物理学报，期号：第57卷第8期2014.08，页码：2423-2432)，上述现有技术都是必须提高发射机输出功率才能达到同类流星雷达的探测能力，但雷达系统的能耗高，流星探测效能低，同时较高的发射功率还会带来系统使用维护成本和故障率提高，可靠性降低等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种双频大气雷达全固态发射机，利用两个频率分别开展ST风场探测和流星风场探测，优化系统流星探测效能，降低发射功率要求，提高可靠性与效费比。同时本发明的设计思路还可应用于中频部分反射-流星雷达等其他复合型大气雷达。
为实现上述目的，本发明提供了一种双频大气雷达全固态发射机，包括：宽带信号功率分配与驱动放大模块、宽带全固态功率放大模块、高功率多通道切换装置与窄带多路高功率合并模块；
所述宽带信号功率分配与驱动放大模块用于对双频激励信号进行功率分配与驱动放大；
所述宽带全固态功率放大模块连接所述宽带信号功率分配与驱动放大模块的输出，用于对功率分配和驱动放大后的所述双频激励信号进行功率放大；
所述高功率多通道切换装置连接所述宽带全固态功率放大模块的输出，用于将功率放大后的所述双频激励信号引导至所述窄带多路高功率合并模块；
所述窄带多路高功率合并模块连接所述高功率多通道切换装置的输出，用于对功率放大后的所述双频激励信号进行功率合成。
可选地，所述宽带信号功率分配与驱动放大模块接入双频雷达信号激励源，所述双频雷达信号激励源发出所述双频激励信号。
可选地，所述宽带信号功率分配与驱动放大模块包括：功率分配器、幅度/相位调整单元与驱动放大单元；
所述功率分配器通过所述幅度/相位调整单元与所述驱动放大单元连接；
所述功率分配器为1:M功率分配器，所述幅度/相位调整单元有M路，所述驱动放大单元有M路。
可选地，所述宽带全固态功率放大模块包括全固态功率放大管，所述全固态功率放大管有M×N路；
每路所述驱动放大单元对应N路所述全固态功率放大管。
可选地，所述高功率多通道切换装置包括若干路高功率单刀双掷开关；
每路所述高功率单刀双掷开关与一路所述全固态功率放大管对应。
可选地，所述高功率多通道切换装置将功率放大后的所述双频激励信号切换为两路功率频率信号，引导至所述窄带多路高功率合并模块；其中，所述两路功率频率信号包括第一功率频率信号与第二功率频率信号。
可选地，所述窄带多路高功率合并模块包括第一功率合并器与第二功率合并器；
所述第一功率合并器用于对所述第一功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制；
所述第二功率合并器用于对所述第二功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制。
可选地，所述窄带多路高功率合并模块的输出端连接雷达天馈线，所述雷达天馈线包括ST雷达天线阵与流星雷达发射天线；
所述第一功率合并器与所述ST雷达天线阵连接；
所述第二功率合并器与所述流星雷达发射天线连接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
本发明提供一种双频大气雷达全固态发射机，采用“宽带驱动放大”、“分时频率通道切换”和“窄带功率合成”的设计方法，在完成双频激励信号的驱动与功率放大后，利用分时频率通道切换，将不同频率的激励信号引导至对应的窄带高功率合并器进行最终的功率合成与发射，从而实现发射机双频工作，分时开展ST风场观测和流星风场观测；与现有的单频发射机相比，可有效提升雷达系统流星探测效能，降低发射功率要求，并提高可靠性与效费比。同时本发明的设计思路还可应用于中频部分反射-流星雷达等其他复合型大气雷达，值得广泛推广应用。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的一种双频大气雷达全固态发射机结构示意图；
图2为本发明实施例的雷达系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例
如图1所示，本发明提供一种双频大气雷达全固态发射机，包括：宽带信号功率分配与驱动放大模块，宽带全固态功率放大模块，高功率多通道切换装置，窄带多路高功率合并模块；
宽带信号功率分配与驱动放大模块用于对双频激励信号进行功率分配与驱动放大；
宽带全固态功率放大模块连接宽带信号功率分配与驱动放大模块的输出，用于对功率分配和驱动放大后的双频激励信号进行功率放大；
高功率多通道切换装置连接宽带全固态功率放大模块的输出，用于将功率放大后的双频激励信号引导至窄带多路高功率合并模块；
窄带多路高功率合并模块连接高功率多通道切换装置的输出，用于对功率放大后的双频激励信号进行功率合成。
宽带信号功率分配与驱动放大模块接入双频雷达信号激励源，双频雷达信号激励源发出双频激励信号，即频率1和频率2双频激励信号。
宽带信号功率分配与驱动放大模块包括：功率分配器、幅度/相位调整单元与驱动放大单元；功率分配器通过幅度/相位调整单元与驱动放大单元连接；功率分配器为1:M功率分配器，幅度/相位调整单元有M路，驱动放大单元有M路。
在本实施例中，宽带信号功率分配与驱动放大模块接入双频雷达信号激励源，该模块内部主要由1:M功率分配器，以及M路幅度/相位调整单元和驱动放大单元组成，实现频率1和频率2双频激励信号的M路功率分配和驱动放大。该模块可单独调节每路功率分配信号的幅度和相位，使得输出至宽带全固态功率放大模块的M路驱动信号幅度和相位保持一致。
宽带全固态功率放大模块包括全固态功率放大管，全固态功率放大管有M×N路；每路驱动放大单元对应N路全固态功率放大管。
在本实施例中，宽带全固态功率放大模块连接宽带信号功率分配与驱动放大模块的输出和高功率多通道切换装置的输入，该模块内部主要由M×N路全固态功率放大管组成，每路驱动放大单元对应N路全固态功率放大管，实现频率1和频率2双频激励信号的功率放大。
高功率多通道切换装置包括若干路高功率单刀双掷开关；每路高功率单刀双掷开关与一路全固态功率放大管对应。
高功率多通道切换装置将功率放大后的双频激励信号切换为两路功率频率信号，引导至窄带多路高功率合并模块；其中，两路功率频率信号包括第一功率频率信号与第二功率频率信号。
在本实施例中，高功率多通道切换装置(高功率多通道切换开关)连接宽带全固态功率放大模块的输出和窄带多路高功率合并模块的输入，该模块内部主要由M×N路高功率单刀双掷开关组成，每路全固态功率放大管对应1路高功率通道切换开关，在双频切换信号控制下，将M×N路频率1和频率2功率信号分别切换输出至对应的窄带功率合并器。
窄带多路高功率合并模块包括第一功率合并器与第二功率合并器；第一功率合并器用于对第一功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制；第二功率合并器用于对第二功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制。
在本实施例中，窄带多路高功率合并模块(窄带多路高功率合并器)连接高功率多通道切换装置的输出和雷达天馈线的输入，该模块内部主要由两路M×N:1窄带功率合并器组成，分别对频率1和频率2功率信号进行功率合成和谐波/杂散抑制，并将合成后的功率信号输出至对应的天线进行发射。
窄带多路高功率合并模块的输出端连接雷达天馈线，雷达天馈线包括ST雷达天线阵与流星雷达发射天线；第一功率合并器与ST雷达天线阵连接；第二功率合并器与流星雷达发射天线连接。
如图2所示，本实施例还公开了雷达系统结构，双频发射机在雷达接收机和雷达天馈线配合下完成双频激励信号的功率放大和发射。
工作方式为：雷达接收机分时输出双频激励信号；在开展ST风场观测时，雷达接收机输出频率1激励信号，双频切换信号同步选择频率1通道，频率1激励信号在经功率分配、驱动放大和功率放大后，切换进入功率合并器频率1，完成功率合成后输入ST雷达天线阵进行发射。类似的，在开展流星风场观测时，雷达接收机输出频率2激励信号，双频切换信号同步选择频率2通道，频率2激励信号在经功率分配、驱动放大和功率放大后，切换进入功率合并器频率2，完成功率合成后输入流星雷达发射天线进行发射。
本发明采用“宽带驱动放大”、“分时频率通道切换”和“窄带功率合成”的设计方法，雷达系统分时开展ST风场观测(采用频率1)和流星风场观测(采用频率2)，在完成双频激励信号的驱动与功率放大后，利用分时频率通道切换，将不同频率的激励信号引导至对应的窄带高功率合并器进行最终的功率合成与发射，从而实现发射机双频工作。与现有技术相比，本发明能够优化系统流星探测效能，降低发射功率要求，提高可靠性与效费比。同时本发明的设计思路还可应用于中频部分反射-流星雷达等其他复合型大气雷达。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种双频大气雷达全固态发射机，其特征在于，包括：宽带信号功率分配与驱动放大模块、宽带全固态功率放大模块、高功率多通道切换装置与窄带多路高功率合并模块；
所述宽带信号功率分配与驱动放大模块用于对双频激励信号进行功率分配与驱动放大；
所述宽带全固态功率放大模块连接所述宽带信号功率分配与驱动放大模块的输出，用于对功率分配和驱动放大后的所述双频激励信号进行功率放大；
所述高功率多通道切换装置连接所述宽带全固态功率放大模块的输出，用于将功率放大后的所述双频激励信号引导至所述窄带多路高功率合并模块；
所述高功率多通道切换装置将功率放大后的所述双频激励信号切换为两路功率频率信号，引导至所述窄带多路高功率合并模块；其中，所述两路功率频率信号包括第一功率频率信号与第二功率频率信号；
所述窄带多路高功率合并模块连接所述高功率多通道切换装置的输出，用于对功率放大后的所述双频激励信号进行功率合成；
所述窄带多路高功率合并模块包括第一功率合并器与第二功率合并器；
所述第一功率合并器用于对所述第一功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制；
所述第二功率合并器用于对所述第二功率频率信号进行功率合成与谐波/杂散抑制；
所述窄带多路高功率合并模块的输出端连接雷达天馈线，所述雷达天馈线包括ST雷达天线阵与流星雷达发射天线；
所述第一功率合并器与所述ST雷达天线阵连接；
所述第二功率合并器与所述流星雷达发射天线连接。
2.根据权利要求1所述的双频大气雷达全固态发射机，其特征在于，所述宽带信号功率分配与驱动放大模块接入双频雷达信号激励源，所述双频雷达信号激励源发出所述双频激励信号。
3.根据权利要求1所述的双频大气雷达全固态发射机，其特征在于，所述宽带信号功率分配与驱动放大模块包括：功率分配器、幅度/相位调整单元与驱动放大单元；
所述功率分配器通过所述幅度/相位调整单元与所述驱动放大单元连接；
所述功率分配器为1:M功率分配器，所述幅度/相位调整单元有M路，所述驱动放大单元有M路。
4.根据权利要求3所述的双频大气雷达全固态发射机，其特征在于，所述宽带全固态功率放大模块包括全固态功率放大管，所述全固态功率放大管有M×N路；
每路所述驱动放大单元对应N路所述全固态功率放大管。
5.根据权利要求4所述的双频大气雷达全固态发射机，其特征在于，所述高功率多通道切换装置包括若干路高功率单刀双掷开关；
每路所述高功率单刀双掷开关与一路所述全固态功率放大管对应。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN215986465U (zh) * 2021-12-28 2022-03-08 南京新频点电子科技有限公司 宽带微波收发通道组件
CN114200408A (zh) * 2021-11-24 2022-03-18 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种米波双频双极化雷达收发前端

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4648861B2 (ja) * 2006-03-20 2011-03-09 富士通株式会社 パルスレーダ送信機
CN102998670B (zh) * 2012-11-29 2014-03-26 北京无线电测量研究所 一种Ka频段固定指向双极化全固态毫米波云雷达
CN103675764B (zh) * 2013-11-22 2016-03-02 西安天和防务技术股份有限公司 一种全固态多路合成微波功率雷达发射机
CN106878641B (zh) * 2017-02-15 2019-06-21 河南省无线发射传输管理中心 一种全频带多频道大功率通用发射机实现装置及方法
CN111198354A (zh) * 2019-12-31 2020-05-26 南京维觉科技有限公司 一种基于目标侦测雷达的isar功率放大模块
CN112444806B (zh) * 2020-11-25 2024-02-06 安徽四创电子股份有限公司 一种s模式一体化询问机
CN112763514A (zh) * 2020-12-09 2021-05-07 北京无线电计量测试研究所 毫米波实时成像人员安检系统的收发天线模块及系统
CN215986466U (zh) * 2021-09-23 2022-03-08 成都雷通科技有限公司 一种多通道大动态范围雷达接收机前端装置
CN216434357U (zh) * 2021-12-03 2022-05-03 中国人民解放军空军预警学院 雷达发射机性能参数测试训练系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114200408A (zh) * 2021-11-24 2022-03-18 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种米波双频双极化雷达收发前端
CN215986465U (zh) * 2021-12-28 2022-03-08 南京新频点电子科技有限公司 宽带微波收发通道组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
功率合成全固态脉冲源外场目标探测试验;张伟军;梁步阁;张光甫;张伟;袁乃昌;;强激光与粒子束(第10期) *

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