CN206892317U - 一种s波段机动式空管一次雷达发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于雷达发射机领域，特别涉及一种S波段机动式空管一次雷达发射机。本实用新型的前级组件、监控电路内的监控单元、低压电源均采用双套冗余热备份设计，本实用新型还包括选通电路、第一电源、第二电源、一分四并馈分配器、末级组件电路、四合一并馈合成器、双定向耦合器，本实用新型具有完善的故障检测功能，每个前、末级组件均采取单个独立开关电源供电，系统中共设有六只开关电源，每只开关电源独立对应一个前级组件或末级组件，当某个开关电源出现故障时只会导致其所对应的那个前级或末级组件无法正常工作而不会影响其它的组件，保证了发射机仍可以继续工作。本实用新型的性能稳定，可靠性高。

Description

一种S波段机动式空管一次雷达发射机

技术领域

本实用新型属于雷达发射机领域，特别涉及一种S波段机动式空管一次雷达发射机。

背景技术

目前国内空管一次雷达多为固定站形式且尚无国产机动式空管一次雷达。而机动式空管一次雷达却有着诸多的应用前景，如通用航空中的低空飞行区域补盲、机场终端区域的应急监视，也可用于发生自然灾害时的应急空中交通管制。随着国家低空空域开放及大力发展通用航空产业,相关部门对于机动式空管一次雷达的需求日趋紧迫。

发射机是雷达的重要组成部分，传统的发射机无法实现对故障单元进行更换，而且性能不稳定。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种能够更换故障单元，而且稳定性高的S波段机动式空管一次雷达发射机。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：

一种S波段机动式空管一次雷达发射机包括用于接收前端接收机输出的激励信号的第一前级组件以及第二前级组件，所述第一前级组件的信号输入端、第二前级组件的信号输入端分别连接第一开关电源的信号输出端、第二开关电源的信号输出端，第一前级组件的信号输出端、第二前级组件的信号输出端均连接选通电路的信号输入端，所述第一前级组件以及第二前级组件均与监控电路之间双向通信连接，所述监控电路分别与第一开关电源、第二开关电源、选通电路、第一电源、第二电源、末级组件电路之间双向通信连接，监控电路的信号输入端连接双定向耦合器的信号输出端，所述选通电路的信号输出端通过并馈分配器连接末级组件电路的信号输入端，所述末级组件电路的信号输出端连接并馈合成器的信号输入端，所述并馈合成器的信号输出端连接双定向耦合器的信号输入端，所述双定向耦合器的信号输出端连接天线。

本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。

优选的，所述选通电路包括第一可调衰减器以及第二可调衰减器，所述第一可调衰减器的信号输入端、第二可调衰减器的信号输入端分别连接第一前级组件的信号输出端、第二前级组件的信号输出端，第一可调衰减器的信号输出端、第二可调衰减器的信号输出端分别连接第一耦合器的信号输入端、第二耦合器的信号输入端，所述第一耦合器的两个信号输出端分别连接选通开关的信号输入端、第一10dB衰减器的信号输入端，所述第二耦合器的两个信号输出端分别连接选通开关的信号输入端、第二10dB衰减器的信号输入端，所述监控电路的信号输出端连接选通开关的信号输入端，所述第一10dB衰减器的信号输出端、第二10dB衰减器的信号输出端分别连接第一检波器的信号输入端、第二检波器的信号输入端，所述第一检波器的信号输出端、第二检波器的信号输出端均连接监控电路的信号输入端，所述选通开关的信号输出端连接并馈分配器的信号输入端。

优选的，所述并馈分配器为一分四并馈分配器；所述并馈合成器为四合一并馈合成器。

进一步的，所述末级组件电路包括第一末级组件、第二末级组件、第三末级组件、第四末级组件、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源、第六开关电源；所述第一末级组件的信号输入端、第二末级组件的信号输入端、第三末级组件的信号输入端、第四末级组件的信号输入端分别连接一分四并馈分配器的四个信号输出端，所述第三开关电源的信号输出端连接第一末级组件的信号输入端，所述第四开关电源的信号输出端连接第二末级组件的信号输入端，所述第五开关电源的信号输出端连接第三末级组件的信号输入端，所述第六开关电源的信号输出端连接第四末级组件的信号输入端；所述第一末级组件的信号输出端、第二末级组件的信号输出端、第三末级组件的信号输出端、第四末级组件的信号输出端分别连接四合一并馈合成器的四个信号输入端；所述第一末级组件、第二末级组件、第三末级组件、第四末级组件、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源、第六开关电源均与监控电路之间双向通信连接。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型的前级组件、监控电路内的监控单元、低压电源均采用双套冗余热备份设计，其中一路设备故障时不影响另外一路设备工作，从而保证发射机的稳定工作，本实用新型还包括选通电路、第一电源、第二电源、一分四并馈分配器、末级组件电路、四合一并馈合成器、双定向耦合器，本实用新型具有完善的故障检测功能，因此本实用新型的性能稳定，可靠性高。

值得特别指出的是：本实用新型只保护由上述物理部件以及连接各个物理部件之间的线路所构成的装置或者物理平台，而不涉及其中的软件部分。

2)、每个前、末级组件均采取单个独立开关电源供电，系统中共设有六只开关电源，每只开关电源独立对应一个前级组件或末级组件，当某个开关电源出现故障时只会导致其所对应的那个前级或末级组件无法正常工作而不会影响其它的组件，保证了发射机仍可以继续工作。

3)、由于各组成单元相对独立且部分具有冗余热备份的设计，所以系统中的每个前级组件、末级组件、低压电源、开关电源及监控电路中的监控单元均可以在线更换，无需关闭发射机，因而最大程度支持了发射机连续可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成原理框图；

图2为本实用新型的选通电路的原理框图。

图中的附图标记含义如下：

1—第一前级组件 2—第二前级组件

3—第一开关电源 4—第二开关电源

5—选通电路 6—监控电路

7—第一电源 8—第二电源

9—并馈分配器 10—末级组件电路

11—并馈合成器 12—双定向耦合器

51—第一可调衰减器 52—第二可调衰减器

53—第一耦合器 54—第二耦合器

55—第一10dB衰减器 56—第二10dB衰减器

57—第一检波器 58—第二检波器

59—选通开关 101—第一末级组件

102—第二末级组件 103—第三末级组件

104—第四末级组件 105—第三开关电源

106—第四开关电源 107—第五开关电源

108—第六开关电源

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种S波段机动式空管一次雷达发射机包括分别接收来自于前端两路接收机的激励信号的第一前级组件1以及第二前级组件2，所述第一前级组件1的信号输入端、第二前级组件2的信号输入端分别连接第一开关电源3的信号输出端、第二开关电源4的信号输出端，第一前级组件1的信号输出端、第二前级组件2的信号输出端均连接选通电路5的信号输入端，所述第一前级组件1以及第二前级组件2均与监控电路6之间双向通信连接，所述监控电路6分别与第一开关电源3、第二开关电源4、选通电路5、第一电源7、第二电源8、末级组件电路10之间双向通信连接，监控电路6的信号输入端连接双定向耦合器12的信号输出端，所述选通电路5的信号输出端通过并馈分配器9连接末级组件电路10的信号输入端，所述末级组件电路10的信号输出端连接并馈合成器11的信号输入端，所述并馈合成器11的信号输出端连接双定向耦合器12的信号输入端，所述双定向耦合器12的信号输出端连接天线。

具体的，所述第一电源7、第二电源8均为低压电源。

前级组件共有两个，分为A、B两个通道，A、B两个通道的第一前级组件1、第二前级组件2互为冗余且热备份，正常情况下只有其中一个通道的前级组件工作，当正在工作的前级组件发生故障而无法工作时可以快速切换至另外一个通道的前级组件并立即工作，从而保证发射机乃至整机的可靠稳定运行。每路前级组件的峰值输入功率为16±2dBm，峰值输出功率为200W～220W，组件内设计有BITE，能够对过压、欠压、过温等故障进行检测及保护。

如图2所示，所述选通电路5包括第一可调衰减器51以及第二可调衰减器52，所述第一可调衰减器51的信号输入端、第二可调衰减器52的信号输入端分别连接第一前级组件1的信号输出端、第二前级组件2的信号输出端，第一可调衰减器51的信号输出端、第二可调衰减器52的信号输出端分别连接第一耦合器53的信号输入端、第二耦合器54的信号输入端，所述第一耦合器53的两个信号输出端分别连接选通开关59的信号输入端、第一10dB衰减器55的信号输入端，所述第二耦合器54的两个信号输出端分别连接选通开关59的信号输入端、第二10dB衰减器56的信号输入端，所述监控电路6的信号输出端连接选通开关59的信号输入端，所述第一10dB衰减器55的信号输出端、第二10dB衰减器56的信号输出端分别连接第一检波器57的信号输入端、第二检波器58的信号输入端，所述第一检波器57的信号输出端、第二检波器58的信号输出端均连接监控电路6的信号输入端，所述选通开关59的信号输出端连接并馈分配器9的信号输入端。

具体的，所述第一耦合器53、第二耦合器54均为30dB耦合器；

所述选通电路5将A、B两个通道的前级组件的输出功率分别送入对应的两个可调衰减器、两个30dB耦合器后送入选通开关59，根据系统要求选择工作通道并将该通道的前级功率对外输出，可调衰减器用来调节前级组件的输出功率以保证进入末级组件的输入功率在12W～14W之间，30dB耦合器的耦合输出口经过10dB衰减器后送给检波器检波并输出至监控电路6，用来监视、判断工作通道的输出功率是否正常且是否出现了过脉宽、过工作比故障。

所述并馈分配器9为一分四并馈分配器；所述并馈合成器11为四合一并馈合成器。

所述末级组件电路10包括第一末级组件101、第二末级组件102、第三末级组件103、第四末级组件104、第三开关电源105、第四开关电源106、第五开关电源107、第六开关电源108；所述第一末级组件101的信号输入端、第二末级组件102的信号输入端、第三末级组件103的信号输入端、第四末级组件104的信号输入端分别连接一分四并馈分配器的四个信号输出端，所述第三开关电源105的信号输出端连接第一末级组件101的信号输入端，所述第四开关电源106的信号输出端连接第二末级组件102的信号输入端，所述第五开关电源107的信号输出端连接第三末级组件103的信号输入端，所述第六开关电源108的信号输出端连接第四末级组件104的信号输入端；所述第一末级组件101的信号输出端、第二末级组件102的信号输出端、第三末级组件103的信号输出端、第四末级组件104的信号输出端分别连接四合一并馈合成器的四个信号输入端；所述第一末级组件101、第二末级组件102、第三末级组件103、第四末级组件104、第三开关电源105、第四开关电源106、第五开关电源107、第六开关电源108均与监控电路6之间双向通信连接。

具体的，所述一分四并馈分配器9属于GYSEL型，采用微带设计，峰值功率容量≥100W，插入损耗≤1dB，输出驻波≤1.2，端口隔离度≥20dB，幅度不平衡≤±0.3dB，相位不平衡≤±3°。

末级组件共设置四个，每个末级组件的峰值输入功率在12W～14W之间，峰值输出功率≥2.5kW，四个末级组件之间的相位偏差≤±5°，组件内设计有BITE，能够对过压、欠压、过温等故障进行检测及保护。

所述四合一并馈合成器11采用空气板线设计，峰值功率容量≥10kW，插入损耗≤0.5dB，输出驻波≤1.2，幅度不平衡≤±0.3dB，相位不平衡≤±3°。

所述双定向耦合器12采用美国ARRA公司定制产品，要求其工作范围为2.7GHz～2.9GHz，入射耦合度为40dB，反射耦合度为34dB，耦合精度±1dB，方向22dB，驻波≤1.2，插入损耗≤0.5dB，可承受峰值功率≥40kW，铝制，波导接口。入射口及反射口分别将大功率信号耦合后同时送入监控电路6以进行输出功率指示及对馈线驻波反射过大与否作出判断。

所述监控电路6采取分别与A、B路前级组件相对应的双套冗余控制检测电路设计，如果当正在工作中的前级组件发生故障时能够迅速向选通电路5发送通道切换命令以使处于热备份的另一个前级组件开始工作。所述监控电路6能够检测出发射机过脉宽、过工作比及馈线系统驻波过大等故障，当出现上述故障时及时向发射机发送紧急复位信号，若连续复位三次后故障仍然存在则立即对发射机进行保护性关机，以防止损坏发射机。所述监控电路6还能够对每个前级组件、末级组件、开关电源及低压电源进行独立的开关机控制并接收它们的工作状态及故障回馈信号。

低压电源采用合肥华耀公司定制产品，为线性电源，共有两只，同时为监控电路6供电，并联使用且相互之间采取故障隔离措施，当其中的一只出现故障时不影响另外一只为监控电路6正常供电。

本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

如图1所示，第一前级组件1与第二前级组件2分别接收来自于前端接收激励A与接收激励B的大约16dBm的射频信号经过放大后分别输出200W～220W的峰值功率送入选通电路5，选通电路5按照监控电路6的指令选择第一前级组件1或是第二前级组件2的功率送入一分四并馈分配器，功率经过一分四并馈分配器后从四个端口分别对应输出送至第一末级组件101、第二末级组件102、第三末级组件103、第四末级组件104，可以调节前面所述选通电路5中的可调衰减器以保证进入每个末级组件的输入功率在12W～14W之间，末级组件进行功率放大后再将输出功率送入对应的四合一并馈合成器输入口，四个末级组件的合成功率经过四合一并馈合成器后送入双定向耦合器12，合成总功率经过双定向耦合器12后最终送至天线对外输出。监控电路6中设置有本控/遥控开关机切换按钮，既可以通过现场本控操作开闭发射机也可以在远端通过计算机控制开闭发射机，当使用遥控开关机时，可以单独控制每一个前级组件、末级组件、开关电源及低压电源的开关机，便于进行在线更换故障单元，还可同时接收它们的工作状态及故障回馈信号。通过设置在选通电路5中的耦合检波装置及双定向耦合器的反射耦合口，监控电路6还可以对发射机出现过脉宽、过工作比及馈线驻波过大等故障作出判断及保护。前级组件作为四个末级组件的推动级，对功率平坦度要求较高，需严格将其输出功率控制在200W～220W之间。为使四个末级组件的合成效率最高从而输出最大合成功率，需分别保证一分四并馈分配器四个输出端口之间、四个末级组件之间及四合一并馈合成器四个输入端口之间的相位一致性，本例中将以上单元的相位误差分别控制在±3°、±5°、±3°之内。第一开关电源3、第二开关电源4、第三开关电源105、第四开关电源106、第五开关电源107、第六开关电源108相互独立且分别为第一前级组件1、第二前级组件2、第一末级组件101、第二末级组件102、第三末级组件103、第四末级组件104供电。第一低压电源、第二低压电源并联使用同时给监控单元供电且相互之间设置有故障隔离措施。

本发射机设计工作频率范围为国际民航组织所规定的2.7GHz～2.9GHz，最大工作脉宽可以承受100μs，占空比可达10％，输出峰值功率大于8kW。

Claims (4)

1.一种S波段机动式空管一次雷达发射机，其特征在于：包括用于接收前端接收机输出的激励信号的第一前级组件(1)以及第二前级组件(2)，所述第一前级组件(1)的信号输入端、第二前级组件(2)的信号输入端分别连接第一开关电源(3)的信号输出端、第二开关电源(4)的信号输出端，第一前级组件(1)的信号输出端、第二前级组件(2)的信号输出端均连接选通电路(5)的信号输入端，所述第一前级组件(1)以及第二前级组件(2)均与监控电路(6)之间双向通信连接，所述监控电路(6)分别与第一开关电源(3)、第二开关电源(4)、选通电路(5)、第一电源(7)、第二电源(8)、末级组件电路(10)之间双向通信连接，监控电路(6)的信号输入端连接双定向耦合器(12)的信号输出端，所述选通电路(5)的信号输出端通过并馈分配器(9)连接末级组件电路(10)的信号输入端，所述末级组件电路(10)的信号输出端连接并馈合成器(11)的信号输入端，所述并馈合成器(11)的信号输出端连接双定向耦合器(12)的信号输入端，所述双定向耦合器(12)的信号输出端连接天线。

2.如权利要求1所述的一种S波段机动式空管一次雷达发射机，其特征在于：所述选通电路(5)包括第一可调衰减器(51)以及第二可调衰减器(52)，所述第一可调衰减器(51)的信号输入端、第二可调衰减器(52)的信号输入端分别连接第一前级组件(1)的信号输出端、第二前级组件(2)的信号输出端，第一可调衰减器(51)的信号输出端、第二可调衰减器(52)的信号输出端分别连接第一耦合器(53)的信号输入端、第二耦合器(54)的信号输入端，所述第一耦合器(53)的两个信号输出端分别连接选通开关(59)的信号输入端、第一10dB衰减器(55)的信号输入端，所述第二耦合器(54)的两个信号输出端分别连接选通开关(59)的信号输入端、第二10dB衰减器(56)的信号输入端，所述监控电路(6)的信号输出端连接选通开关(59)的信号输入端，所述第一10dB衰减器(55)的信号输出端、第二10dB衰减器(56)的信号输出端分别连接第一检波器(57)的信号输入端、第二检波器(58)的信号输入端，所述第一检波器(57)的信号输出端、第二检波器(58)的信号输出端均连接监控电路(6)的信号输入端，所述选通开关(59)的信号输出端连接并馈分配器(9)的信号输入端。

3.如权利要求2所述的一种S波段机动式空管一次雷达发射机，其特征在于：所述并馈分配器(9)为一分四并馈分配器；所述并馈合成器(11)为四合一并馈合成器。

4.如权利要求3所述的一种S波段机动式空管一次雷达发射机，其特征在于：所述末级组件电路(10)包括第一末级组件(101)、第二末级组件(102)、第三末级组件(103)、第四末级组件(104)、第三开关电源(105)、第四开关电源(106)、第五开关电源(107)、第六开关电源(108)；所述第一末级组件(101)的信号输入端、第二末级组件(102)的信号输入端、第三末级组件(103)的信号输入端、第四末级组件(104)的信号输入端分别连接一分四并馈分配器的四个信号输出端，所述第三开关电源(105)的信号输出端连接第一末级组件(101)的信号输入端，所述第四开关电源(106)的信号输出端连接第二末级组件(102)的信号输入端，所述第五开关电源(107)的信号输出端连接第三末级组件(103)的信号输入端，所述第六开关电源(108)的信号输出端连接第四末级组件(104)的信号输入端；所述第一末级组件(101)的信号输出端、第二末级组件(102)的信号输出端、第三末级组件(103)的信号输出端、第四末级组件(104)的信号输出端分别连接四合一并馈合成器的四个信号输入端；所述第一末级组件(101)、第二末级组件(102)、第三末级组件(103)、第四末级组件(104)、第三开关电源(105)、第四开关电源(106)、第五开关电源(107)、第六开关电源(108)均与监控电路(6)之间双向通信连接。