CN203465414U

CN203465414U - 一种毫米波微波复合制导仿真系统

Info

Publication number: CN203465414U
Application number: CN201320576545.8U
Authority: CN
Inventors: 金科; 朱永前
Original assignee: Nanjing Changfeng Space Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Changfeng Space Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2023-09-18

Abstract

一种毫米波微波复合制导仿真系统，由射频源、精位控制组件、粗位控制组件、毫米波上变频器、辐射天线、阵列球面屏组成，所述射频源产生的射频信号为微波信号；所述毫米波上变频器设置在毫米波辐射天线前端；所述辐射天线中包含微波辐射天线与毫米波辐射天线，两者共同安装在同一网架之上；采用上述设计可以实现在毫米波及微波频段进行空间目标角位置的精确模拟及目标运动变化特性模拟，同时毫米波上变频器后置设计使得系统中的其他组件仅需工作在微波频段，可以提高系统性能并增加系统的可靠性。

Description

一种毫米波微波复合制导仿真系统

技术领域

本实用新型涉及一种制导仿真技术，尤其是一种毫米波微波复合制导仿真系统。

背景技术

制导仿真系统可在较小的空间区域实现对大空间范围内目标或环境的雷达回波信号的模拟，系统由信号源和阵列馈电部分组成。信号源能够产生目标回波信号，并控制目标信号的延时、多普勒频率、幅度等参数；信号源也可产生干扰、噪声等信号，实现对电磁环境的模拟。阵列馈电系统用于向空间辐射射频信号，利用天线阵列通过空间合成方式，模拟出角度连续可控的空间目标回波信号。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种制导仿真系统，实现在毫米波及微波频段进行空间目标角位置的精确模拟及目标运动变化特性模拟。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种毫米波微波复合制导仿真系统，由射频源、精位控制组件、粗位控制组件、毫米波上变频器、辐射天线、阵列球面屏组成。射频源由定时器、任意波形发生器、上变频单元组成。所述毫米波上变频器设置在毫米波辐射天线前端，用于将射频源发射的微波射频信号变频为毫米波信号。射频源产生的射频信号为微波信号，系统中毫米波上变频器之前的各个组件也均工作在微波频段。

所述精位控制组件由功率分配器和与其相连接的多条支路组成。所述支路中的任意一条支路连接有信号检测器，用于信号监测；其余支路上设有有源幅相控制组件，并与后续电路相连接。所述有源幅相控制组件由移相器、功率放大器、衰减器、二功分器组成，用于控制射频信号的幅度与相位。每套有源幅相控制组件具有两路相同的输出信号，分别用于毫米波信号模拟与微波信号模拟。

所述粗位控制组件由多组开关矩阵组成，每组开关矩阵包含多个单刀N掷开关与多路输出。所述毫米波上变频器与毫米波辐射天线组合使用，以上组合被划分为多个分组，与精位控制组件中除去信号监测支路后的支路一一对应，用于辐射所述支路中的射频信号。类似的，系统中的微波辐射天线也被划分为多个分组，与精位控制组件中除去信号监测支路后的多个支路一一对应。同时，为实现对辐射天线的选择，辐射天线中的每一个分组都需有一组开关矩阵与之相对应。辐射天线中的微波辐射天线或毫米波上变频器与毫米波辐射天线的组合均与粗位控制组件中的开关矩阵的一路输出相连接，使得粗位控制组件可以对辐射天线进行选择。

所述毫米波微波复合制导仿真系统采用微波辐射天线与毫米波辐射天线可以采用同行布局方式，在每一行的相邻微波辐射天线之间，布置有多个毫米波辐射天线；在相邻两行微波辐射天线之间，单独布置有相应的毫米波辐射天线。采用同行布局方式，布局原理简单、设计相对方便。所述毫米波微波复合制导仿真系统还可以采用微波辐射天线与毫米波辐射天线异行布局方式，毫米波辐射天线被混合安置在微波辐射天线之间，且避免将毫米波辐射天线与微波辐射天线同行布设。采用异行布局方式，节点与节点之间不会相互影响。

相较于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1）将毫米波辐射天线和微波辐射天线混合排布，能够精确模拟毫米波及微波频段辐射信号的空间角位置及目标的运动变化特性；

2）毫米波上变频器后置设计使得系统中的其他组件仅需工作在微波频段，可以提高系统性能并增加系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型中毫米波微波复合制导仿真系统的系统工作原理图。

图2为本实用新型中精位控制组件示意图。

图3为本实用新型中有源幅相控制组件示意图。

图4为本实用新型中开关矩阵示意图。

图5为本实用新型中毫米波微波复合制导仿真系统异行布局设计示意图。

1—射频源、2—精位控制组件、3—粗位控制组件、4—毫米波上变频器、5—辐射天线、6—阵列球面屏、7—定时器、8—任意波形发生器、9—上变频单元、10—功率分配器、11—有源幅相控制组件、12—移相器、13—放大器、14—衰减器、15—二功分器、16—单刀N掷开关、17—微波辐射天线、18—毫米波辐射天线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示的一种毫米波微波复合制导仿真系统，由射频源1、精位控制组件2、粗位控制组件3、毫米波上变频器4、辐射天线5、阵列球面屏6组成。射频源1由定时器7、任意波形发生器8、上变频单元9组成。射频源1产生的射频信号为微波信号，毫米波上变频器4前的各个组件也均在微波波段工作。辐射天线5包含毫米波辐射天线17和微波辐射天线18。

如图2所示，所述精位控制组件2由功率分配器10和与其连接的4条支路组成，所述4路支路设为A、B、C、D支路。A、B、C，3条支路连接有源幅相控制组件11，并连通至后续电路。如图3所示的有源幅相控制组件11由移相器12、放大器13、衰减器14、二功分器15组成，用于控制射频信号的幅度与相位。每套有源幅相控制组件11输出两路相同的信号，分别用于毫米波信号模拟和微波信号模拟。D支路连接有信号检测器，用于信号监测。

所述粗位控制组件3由6组开关矩阵组成，每组开关矩阵包含多个单刀N掷开关16与多路输出。本实施例中的开关矩阵如图4所示，由1个单刀7掷开关、7个单刀5掷开关与35个单刀4掷开关组成，其形成了140路输出。

所述毫米波上变频器4设置在毫米波辐射天线18前端，用于将微波射频信号变频为毫米波信号。毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18组合使用，毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18的组合被划分为3个分组，以上分组与精位控制组件2中除去信号监测支路后的A、B、C支路一一对应；三个分组中的毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18组合分别将A、B、C三条支路中的微波信号上变频到毫米波，然后向空间辐射。

所述微波辐射天线17也被划分为3个分组，以上分组与精位控制组件2中除去信号监测支路后的A、B、C支路一一对应，分别用于辐射A、B、C三条支路中的微波信号。

为实现对辐射天线5信号辐射的控制，微波辐射天线17的分组，或毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18组合的分组都需有开关矩阵与之相对应。故此，本实施例共设有6组开关矩阵，接收精位控制组件2的 A、B、C三条支路的输出信号，并与微波辐射天线17的三个分组以及毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18组合的三个分组相互对应。同时，上述任一个微波辐射天线17，或毫米波上变频器4与毫米波辐射天线18组合的分组均与粗位控制组件3中开关矩阵的一路输出相连接，使得粗位控制组件3可以对辐射天线5进行选择控制。

所述辐射天线5中，微波辐射天线17与毫米波辐射天线18共同安装在同一网架上，其采用异行布局方式，将毫米波辐射天线18混合排列在微波辐射天线17之间，其布局设计如图5所示。各大圆点为2~18GHz微波辐射天线位置，单元间距为30mrad，共223个；小圆点为毫米波辐射天线位置，单元间距为10mrad，共608个。整个设计能够保证目标模拟的角精度，且便于阵列的安装和调试。

实施例2

一种毫米波微波复合制导仿真系统，其微波辐射天线17与毫米波辐射天线18共同安装在同一网架上，其采用同行布局方式，在每一行的相邻微波辐射天线17之间，布设多个毫米波辐射天线18；相邻两行微波辐射天线17之间，单独布设相应的毫米波辐射天线18。采用此设计布局原理简单、设计相对方便。但混合后的毫米波辐射天线18与微波辐射天线17间间距太小，将会影响辐射天线5的安装和辐射天线5六自由度调整的空间需求；此外部分毫米波辐射天线18连接在阵列网架上，使得一根网架连接杆件被截为多段，增加了工艺和制作的难度，扩大了单元间距误差。本实施例其余特征与优点与实施例1相同。

实施例1作为本实用新型的优选方案优先使用。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims

1.一种毫米波微波复合制导仿真系统，由射频源（1）、精位控制组件（2）、粗位控制组件（3）、毫米波上变频器（4）、辐射天线（5）、阵列球面屏（6）组成，其特征是所述射频源（1）产生的射频信号为微波信号；所述辐射天线（5）中包含有微波辐射天线（17）与毫米波辐射天线（18），所述微波辐射天线（17）与毫米波辐射天线（18）共同安装在同一阵列球面屏（6）之上；所述毫米波上变频器（4）设置在毫米波辐射天线（18）前端。

2.按照权利要求1所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述射频源（1）由定时器（7）、任意波形发生器（8）、上变频单元（9）组成。

3.按照权利要求1所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述精位控制组件（2）由功率分配器（10）和与其相连接的多条支路组成；所述支路中的任意一条支路连接有信号检测器，其余支路上设有有源幅相控制组件（11），并与后续电路相连接；所述有源幅相控制组件（11）由移相器（12）、功率放大器（13）、衰减器（14）、二功分器（15）组成，每套有源幅相控制组件（11）具有两路相同的输出信号。

4.按照权利要求1所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述粗位控制组件（3）由多组开关矩阵组成，每组开关矩阵包含多个单刀N掷开关（16）与多路输出。

5.按照权利要求1或3所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述毫米波上变频器（4）与毫米波辐射天线（18）组合使用，所述毫米波上变频器（4）与毫米波辐射天线（18）的组合被划分为多个分组，所述分组的数目与精位控制组件（2）中除去信号监测支路后的支路数目相等，并且一一对应。

6.按照权利要求1或3所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述微波辐射天线（17）被划分为多个分组；所述分组的数目与精位控制组件（2）中除去信号监测支路后的支路数目相等，并且一一对应。

7.按照权利要求3或4所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述粗位控制组件（3）的多组开关矩阵的组数与精位控制组件（2）中除去信号监测输出后的输出信号路数相等，并且一一对应。

8.按照权利要求1、3、4任一所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述粗位控制组件（3）的开关矩阵的组数等于毫米波上变频器（4）与毫米波辐射天线（18）组合的分组数目及微波辐射天线（17）分组数目之和，并且一一对应连接；所述开关矩阵中每一路输出均连接到一个微波辐射天线（17）或一个毫米波上变频器（4）与毫米波辐射天线（18）的组合。

9. 按照权利要求1所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述毫米波微波复合制导仿真系统采用微波辐射天线（17）与毫米波辐射天线（18）同行布局方式，在每一行的相邻微波辐射天线（17）之间，布置有多个毫米波辐射天线（18）；在相邻两行微波辐射天线（17）之间，单独布置有相应的毫米波辐射天线（18）。

10.按照权利要求1所述的毫米波微波复合制导仿真系统，其特征在于所述毫米波微波复合制导仿真系统采用微波辐射天线（17）与毫米波辐射天线（18）异行布局方式，所述毫米波辐射天线（18）被混合安置在微波辐射天线（17）之间。