CN212781207U - X波段固态雷达装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种X波段固态雷达装置，包括信号处理模块、无线收发模块、电源模块、环形器、天线以及外接口，所述无线收发模块包括发射模块、接收模块，所述信号处理模块分别连接发射模块、接收模块、天线，所述天线连接环形器，所述发射模块通过微带‑波导输出接口与环形器连接，所述接收模块通过微带‑波导输入接口与环形器连接，所述电源模块连接信号处理模块、发射模块、接收模块以及外接口，所述电源模块将外接口接入的交流电源转化为电压不同的直流电输送到用电模块。本实用新型结构简单紧凑，不仅结构上实现了全固态化，还实现了小型化、低能耗化，使固态雷达的重量和体积大大减小，提高了雷达的机动性和可靠性。

Description

X波段固态雷达装置

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种X波段固态雷达装置。

背景技术

传统的航海雷达中使用最为广泛的是脉冲磁控管雷达，但是这种雷达技术在对付“电子对抗”、快速、机动性和可靠性等方面已经无法满足现代航海的雷达技术要求。

传统的磁控管雷达的主要工作部位磁控管，在开启雷达后需要长达三分钟的预热时间才能正常工作，其次，磁控管发射出的是大功率高频率的脉冲，这些脉冲并不稳定，一般情况下为了获得清晰地图像，需要对这些脉冲进行调制。再次，传统雷达使用的大功率设施需要经常更换，这就增加了雷达的使用成本。现有技术中，美国西屋电气公司为美国海军舰艇改装的AN/SPS-40雷达采用了固态技术,利用新的固态发射模块取代了真空管发射模块。受到技术和成本等因素的限制,直到2006 年固态发射模块技术才开始用于航海雷达，英国Kelvin Hughes公司生产出了第一台使用固态发射模块的航海雷达系统SharpEye^TM，随后JRC公司也开发了固态雷达系统，先进的固态技术主要用于军用雷达，但这些技术是保密的。

公告号为CN207148316U的专利文献公开了一种雷达磁控管多脉冲图像合成系统，包括：触发脉冲控制模块、TRIG电路、数据采样单元、电磁波回波信号处理单元、视频处理单元、综合控制模块。本实用新型提供的雷达磁控管多脉冲图像合成系统既实现了用较大功率探测远量程目标的目的，又可以通过较短的发射脉冲长度实现了近距离目标的高精度探测。但是，开启雷达后需要预热才能正常工作，且磁控管发射出的是大功率高频率的脉冲，需要进行调制后才可获得清晰图像。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种X波段固态雷达装置。

根据本实用新型提供的一种X波段固态雷达装置，包括信号处理模块、无线收发模块、电源模块、环形器、天线以及外接口，所述无线收发模块包括发射模块、接收模块，所述信号处理模块分别连接发射模块、接收模块、天线，所述天线连接环形器，所述发射模块通过微带-波导输出接口与环形器连接，所述接收模块通过微带-波导输入接口与环形器连接，所述电源模块连接信号处理模块、发射模块、接收模块以及外接口。

所述信号处理模块电路结构采用FPGA结构；所述信号处理模块包括中频信号发生器、信号采集器、信号处理器以及伺服驱动器，所述天线包括天线机械传动部分电机驱动、天线机械传动部分方位编码器；

所述信号处理模块通过伺服驱动器连接天线机械传动部分电机驱动，天线机械传动部分方位编码器连接信号采集器的方位采集接口，中频信号发生器连接发射模块，信号采集器连接接收模块，信号采集器连接信号处理器。

优选地，所述发射模块包括上变频电路、电源调制电路；

所述上变频电路包括第一滤波器、隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，第一滤波器接收信号处理模块发出的中频信号，第一滤波器依次连接隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，所述功率放大电路包括多级功率放大器，各级功率放大器之间均设置有隔离/衰减器，功率放大电路与第二滤波器之间设置有隔离/衰减器，功率放大电路连接环形器。

优选地，所述接收模块包括开关、限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器、下变频器、第四滤波器、本振、第五滤波器以及第二低噪声放大器；所述本振通过锁相频率合成器PDRO提供；所述开关为IGBT；

所述开关依次连接限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器以及下变频器，下变频器分别连接第四滤波器、第五滤波器，第四滤波器连接本振，第五滤波器连接第二低噪声放大器，第二低噪声放大器连接信号处理模块，开关连接环形器。

优选地，所述信号处理模块、无线收发模块、电源模块采用微波混合集成电路及SMT 表面贴装技术工艺。

优选地，所述发射模块和接收模块之间设置有定向耦合器。

优选地，所述电源模块包括AC-DC转换器、DC-DC变换器，所述电源模块将外接口接入的交流电源转化为电压不同的直流电输送到用电模块；所述DC-DC变换器型号为V48C12T150BL。

优选地，所述发射模块、接收模块以及信号处理模块上均设置有散热器。

优选地，所述环形器包括壳体、上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体及盖板，所述壳体上设置有凹槽，盖板通过凹槽连接壳体，盖板与壳体连接后共同限定了一个容纳空间，上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体依次层叠连接后安装在所述容纳空间内部，上磁体、下磁体对称分布在中心导体两侧，上微波铁氧体、下微波铁氧体对称分布在中心导体两侧，盖板和壳体均接地。

优选地，所述外接口包括电源信号接口和数据信号接口，所述电源信号接口包括不同电压规格的电源插座，所述数据信号接口包括同轴电缆连接器BNC插座、光纤SFP插座。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构简单紧凑，不仅结构上实现了全固态化，还实现了小型化、低能耗化，使固态雷达的重量和体积大大减小，提高了雷达的机动性和可靠性。

2、本实用新型不采用磁控管调制，采用大功率低功耗的IGBT固态器件脉冲调制，不需要时间来预热，不需要经常更换这些器件，提高运行速度、大大减少了成本。

3、本实用新型采用新型大功率IGBT模块替代传统变压器耦合型调制器中多个串并联的固态器件开关，极大地简化了电路设计，设备量少、无须考虑固态开关的均压以及导通的一致性。

4、本实用新型采用IGBT以及SMT表面贴装技术工艺，实现高可靠性、高性能及小型化设计。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意框图。

图2为本实用新型信号处理模块的结构示意框图。

图3为本实用新型发射模块上变频电路简图。

图4为本实用新型接收模块电路连接简图。

图5为本实用新型环形器的结构示意图。

图6为本实用新型电源调制电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本实用新型采用X波段雷达，X波段雷达其波长在3厘米以下，相比S波段雷达，雷达发射电波的频率范围更高，X波段雷达具有天线波束窄、分辨率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，适用车载或舰载持续波测量雷达，能够“精确测量炮弹、火箭、导弹、干扰弹、有人机和无人机等各种移动目标的径向速度和全程运行轨迹”。

根据本实用新型提供的一种X波段固态雷达装置，包括信号处理模块、无线收发模块、电源模块、环形器、天线以及外接口，所述无线收发模块包括发射模块、接收模块，所述信号处理模块分别连接发射模块、接收模块、天线，所述天线连接环形器，所述发射模块通过微带-波导输出接口与环形器连接，所述接收模块通过微带-波导输入接口与环形器连接，所述电源模块连接信号处理模块、发射模块、接收模块以及外接口。

所述信号处理模块电路结构采用FPGA结构；所述信号处理模块包括中频信号发生器、信号采集器、信号处理器以及伺服驱动器，所述天线包括天线机械传动部分电机驱动、天线机械传动部分方位编码器；天线还包括电气部分发射信号和接收信号；所述信号处理模块通过伺服驱动器连接天线机械传动部分电机驱动，天线机械传动部分方位编码器连接信号采集器的方位采集接口，中频信号发生器连接发射模块，信号采集器连接接收模块，信号采集器连接信号处理器。优选地，天线机械传动部分连接信号处理模块，所述天线发射/接收信号经微带-波导输入/输出接口连接环形器。

所述发射模块包括上变频电路电源调制电路以及检测控制电路；所述上变频电路包括第一滤波器、隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，第一滤波器接收信号处理模块发出的中频信号，第一滤波器依次连接隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，所述功率放大电路包括多级功率放大器，各级功率放大器之间均设置有隔离/衰减器，功率放大电路与第二滤波器之间设置有隔离/衰减器，功率放大电路连接环形器。优选地，所述第一滤波器采用LC带通滤波器，所述第二滤波器采用带通滤波器。发射末级功放采用CREE公司的CGHV96100F2，是一种碳化硅(SIC)基板上的氮化镓(GAN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。与其他技术相比，这种GaN内匹配 (IM，Internally-Matched内部匹配)场效应晶体管具有优异的功率附加效率。IM场效应晶体管采用金属/陶瓷法兰密封，具有最佳的电气和热性能。所述隔离/衰减器表示隔离器或衰减器。电源调制、检测控制电路负责电源调制、温度检测、电流检测等。所述电源调制开关器件采用IGBT(Insulated GateBipolar Translator)。所述电源调制电路、检测控制电路采用常规的电路，电源调制电路的原理见图6，对于使用恒定电源的射频功放，电源电压与输出电压之间的电压差会转化成热量消耗掉，显著降低射频功放的效率。电源调制射频功放(电源调制电路)则可以根据输出信号的包络，动态调节电源电压，减小其与输出电压之间的电压差，达到提高射频功放效率的目的。检测控制电路由温度、电压、电流传感器组成。

所述接收模块包括开关、限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器、下变频器、第四滤波器、本振、第五滤波器以及第二低噪声放大器；所述本振通过锁相频率合成器PDRO 提供；所述开关为IGBT；所述开关依次连接限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器以及下变频器，下变频器分别连接第四滤波器、第五滤波器，第四滤波器连接本振，第五滤波器连接第二低噪声放大器，第二低噪声放大器连接信号处理模块，开关连接环形器。优选地，所述第三滤波器采用带通滤波器，所述第四滤波器采用8.8GHz滤波器，所述第五滤波器采用LC滤波器，所述第二低噪声放大器能够输出600MHz信号。

所述信号处理模块、无线收发模块、电源模块采用微波混合集成电路及SMT表面贴装技术(Surface Mounted Technology)工艺，实现高可靠性、高性能及小型化设计。

所述发射模块和接收模块之间设置有定向耦合器。所述电源模块包括AC-DC转换器、 DC-DC变换器，所述电源模块将外接口接入的交流电源转化为电压不同的直流电输送到用电模块；所述DC-DC变换器型号为V48C12T150BL。所述发射模块、接收模块以及信号处理模块上均设置有特定的散热器。对于芯片FPGA的散热措施，用高性能的含银导热硅脂，与散热器紧密接触，散热器用螺丝+铜柱固定在一起；位置检测，采用以铝散热片传导散热+导热硅脂填充的散热方式，将热量传导到机壳上，避免使用风扇，产生各种振动、噪声，影响可靠性。

所述环形器包括壳体、上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体及盖板，所述壳体上设置有凹槽，盖板通过凹槽连接壳体，盖板与壳体连接后共同限定了一个容纳空间，上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体依次层叠连接后安装在所述容纳空间内部，上磁体、下磁体对称分布在中心导体两侧，上微波铁氧体、下微波铁氧体对称分布在中心导体两侧，盖板和壳体均接地。

所述外接口包括电源信号接口和数据信号接口，所述电源信号接口包括不同电压规格的电源插座，所述数据信号接口包括同轴电缆连接器BNC插座、光纤SFP插座。

优选实施例：

如图1所示，本实用新型提供一种新型X波段固态雷达装置包括：信号处理模块、发射模块、接收模块、电源模块、环形器以及外接口。其中信号处理模块、发射模块、接收模块为内部组件，所述信号处理模块分别与发射模块、接收模块连接；所述发射模块通过微带-波导输出接口与环形器连接，所述接收模块通过微带-波导输入接口与环形器连接；接口模块包括电源信号接口和数据信号接口，提供电源和数据信号的连接；各模块采用微波混合集成电路及SMT表面贴装技术(Surface Mounted Technology)工艺，实现高可靠性、高性能及小型化设计；芯片的散热措施，用高性能的含银导热硅脂，与散热器紧密接触，散热器用螺丝+铜柱固定在一起；220V交流电转40V直流对雷达整体供电，电源安装在雷达头外面的不锈钢机箱里。整体结构以SIMRAD Halo结构为准，保证设计的模块可以在SIMRAD Halo盒体中安装。

如图2所示，所述信号处理模块包括中频信号产生、采集、信号处理和伺服驱动。电路结构采用FPGA，主要功能是在FPGA的控制下，产生发射中频信号传给RF(RadioFrequency射频)上行电路(发射模块)。并接收RF下行电路(接收模块)放大后的回波信号，经过AD转换后，在FPGA内部进行数字下变频处理，得到I、Q(I/Q是指射频信号的同相/正交数据)，再通过PCIE(PCI Express)传给嵌入式计算机。同时，通过 PCIE接收计算机传来的各种控制命令，并返回整个组件的各种状态信息。另外通过FPGA 控制天线伺服电机驱动模块，并且通过方位编码器确定天线选择角度信息。天线编码器传感器使用了两片穿透式(断续)光传感器，分别为TCPT1300X1和TCUT1300X01，通过TCPT1300X1来确定天线正北方位，通过TCUT1300X01来测速和判断天线旋转方向。传感器编码插座有6个管脚。编码数据电平为5V，该电平不能跟FPGA相连，通过电平转换芯片后跟FPGA管脚相连。

在信号处理板的设计中，采用800MSPS转换速率的高精度双通道AD和DA转换器。由于可以对9.25～9.5GHz范围内的信号都进行采集了，则原则上还能对这段频谱进行监测，可以自适应的选择雷达的工作频率点，以进一步避免外界干扰，提高雷达的数据质量。DA的Mix模式的功能，根据频谱图分析发现，以800MSPS进行转换比200MHz和 1000MHz高5dB。Mix模式比起常规的Base Band模式，大大减轻了对滤波器的压力。

如图3所示，所述发射模块包括上变频电路、功率放大电路与电源调制、检测控制电路。上变频电路包括放大器、混频器和滤波器组成。功率放大电路由中功率放大器、驱放及末级功放组成。通过级联对中频输入信号进行变频和放大。电源调制、检测控制电路负责电源调制、温度检测、电流检测等。功放芯片选型采用CREE公司的CGHV96100F2，发射末级功放采用CGHV96100F2是碳化硅(SIC)基板上的氮化镓(GAN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。带通滤波器采用腔体带通滤波器。电源调制、检测控制电路负责电源调制、温度检测、电流检测等。所述电源调制开关器件采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Translator)。

所述发射模块中频输出信号频率经过LC带通滤波器，隔离器或衰减网络进入混频器，并通过带通滤波器输出。功率放大电路通过3级功率放大器将输出功率推至100W。通过微带-波导接口输出。在各级放大器之间，要采用隔离器或固定衰减器改善级间匹配，避免自激。

发射模块与接收模块组成无线收发系统TR(Transmitter and Receiver)，无线收发系统TR电路中有一处定向耦合器，功放输出经过检波二极管产生检波电压，对于耦合功率用于检波，根据检波二极管检波特性输入功率范围进行耦合度的计算。

如图4所示，所述接收模块包括LNA(Low Noise Amplifier低噪声放大器)、本振、下变频模块，雷达接收信号回波通过波导输入，经过开关控制，低噪声放大和下变频，输出600MHz信号。本振信号PDRO为收发通道提供本振信号。PDRO(锁相频率合成器) 是基于锁相技术的频率合成方法，利用锁相环路良好窄带跟踪特性，使输出频率准确地锁定在高稳定参考频率或其它高次谐波上，因而，被锁定的频率具有与参考频率一致的频率稳定度和频谱纯度。接收模块增益和动态范围,在调试时，通过微调电阻网络，使接收模块的总增益控制在40±2dB之间。

所述电源模块包括220V转40V的电路模块和40V转12V、3.3V、1.0V DC-DC隔离电源模块，220V交流电转40V直流对雷达整体供电，功率可以到1000W。其中TR组件供电是40V/10A。另外,弱电板上各个模块需要12V、3.3V、1.0V等低电压，由DC-DC 隔离电源模块供电。其中变频模块需要12V供电。使用V48C12T150BL DC-DC电源，该电源可工作在-40℃～100℃温度，将40V电源变压为12V。

所述环形器接收发射模块的波导输入，送雷达天线发射，并把雷达回波信号通过微带-波导输入接口传送给接收模块。环形器结构如图5所示，包括壳体、上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体及盖板，所述壳体上设有凹槽，所述盖板盖合于凹槽顶部形成空腔，设计的上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体及下磁体层叠固定于空腔中，结构对称，中心导体安装在对称面。中心导体和接地面间的纵向如不均匀，就会使磁场磁化不均匀，扰乱了环行器的场分布，性能变差。所述环形器是一个多端口器件，利用其中电磁波的传输只能沿单方向环行，在收发设备共用一副天线的雷达系统中用环形器作双工器。因为发射和接收信号共用一个天线，就要用环流器把信号区分来，使得从发射模块里发射到天线上去的信号直接上天线，不至于到接收模块里面去，从天线上接收的信号到接收模块里面，不至于到发射模块。运用的是1/4 波长的一个微波原理。

所述接口模块包括电源信号接口和数据信号接口，电源信号接口形式为：电源插座，电源插座连接各种电压的电源。数据传输形式有百兆比特的同轴电缆和吉比特的光纤传输二种方式,对应的数据信号接口(数据传输接口)有同轴电缆连接器插座BNC(BayonetNut Connector)和光纤小型可插拔SFP(Small Form Pluggable小型可插拔)插座，作为数据传输BNC插座结构相对简单些，BNC为以太网网线连接器，将雷达与电脑进行连接。SFP将千兆位电信号转换为光信号接口，光纤整体对外接口。FPGA将预处理后的数据通过高速Rocket IO传输给光纤进机卡。Rocket IO是FPGA中集成的专用高速串行数据收发模块，可用于实现吉比特的数据传输，适用于多种高速数据传输协议。

本实用新型与通常固态激光雷达不同，固态激光雷达的相控阵意味着激光雷达不能进行360度旋转，只能探测前方。因此要实现全方位扫描，需在不同方向布置多个固态激光雷达。本实用新型机械结构上改进，整体结构采用三种规格天线，进行360度旋转，按监测范围选择不同规格天线，以SIMRAD Halo结构为依据，设计的模块可以在SIMRAD Halo盒体中安装。由于固态雷达组件由机柜安装到天线阵面安装的变化，这样做优点是外控简单、便于扩展、方便检修、轻小型化，可根据不同的需要，容易实现组件数量的增减。这样做同时给设计提出了新的更高的要求。本实用新型集40dB射频高功率放大、电源变换和组件监控、通讯、自检于一体，满足固态组件总体系统的设计。为满足新的更高的要求，结构上该组件采用多层器件排列，提高组件内器件放置密度，引起整个设备突出问题，发热量大、密度高、体积小，需要采取额外散热措施，本实用新型有效地利用了风冷散热的优点，根据具体情况，采取多种散热措施，保证散热性良好，使得组件的体积最小，避免液冷给管道的设计带来的困难。

发射模块功率管选择，给定发射模块指标及可选功率管范围的条件下，合理的放大器级数设定及增益分配是模块实现的前提；对于高增益及大功率组件的设计，如果没有合理的各级增益分配和有效的屏蔽措施，组件的稳定、可靠工作是很难的。各级增益分配和功率管的指标有着密切的关系，目前，其输出功率在100W、发射末级功放采用 CGHV96100F2是碳化硅(SIC)基板上的氮化镓(GAN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。与其他技术相比，这种GaN内匹配(IM)场效应晶体管具有优异的功率附加效率。与硅或砷化镓相比，氮化镓具有优异的击穿电压、饱和电子漂移速度和导热性能。与砷化镓晶体管相比，氮化镓能提供更大的功率密度和更宽的带宽。IM场效应晶体管采用金属/陶瓷法兰密封，具有最佳的电气和热性能。发射模块所用的晶体管为脉冲管，对于高增益、大功率的射频放大链来说，主要有两种干扰途径：其一是空间耦合(干扰途径主要是由微带线不连续产生的辐射效应通过组件盖板的反射及高次模的影响)，其二为线路耦合 (由电源变换产生的是低频开关噪声干扰，其干扰途径主要是通过信号传输线和地线传输的，主要影响电源本身的控制和组件通讯、控制的稳定性)。解决空间耦合问题的有效方法是对被干扰部分及辐射源的屏蔽和在电磁波传输途径过程中对其进行有效的吸收。本实用新型在各级放大器之间，采用隔离器或固定衰减器改善级间匹配，对解决辐射源干扰是十分有利的。解决线路耦合问题的有效方法是印刷电路板设计和良好的接地。

本实用新型结构上进行了高性能及小型化设计，结构紧凑，实现了全固态化，使固态雷达的重量和体积大大减小，提高了雷达的机动性和可靠性，同时由于其采用大功率低功耗的固态器件,使得固态雷达在维护成本及使用寿命等方面都较传统的航海雷达有了很大的进步。

传统的磁控管雷达的主要工作部位磁控管，采用全固态技术,需利用新的固态发射模块取代了真空管发射模块，一般是多个串并联的开关变压器耦合型调制器，本专利采用新型大功率IGBT模块替代变压器耦合型调制器中多个串并联的固态器件开关，极大地简化了电路设计，设备量少、无须考虑固态开关的均压以及导通的一致性。

根据任务要求并考虑进一步改进需要，调制器输出电压80kV、电流25A，脉冲变压器变比1:40，脉冲变压器初级脉冲电流达1 000A，变压器初级电压设计为 2 000V，考虑到安全性和可靠性，采用3300V的大功率IGBT模块。

本专利设计中，采取脉冲变压器初级采用多组导线并联绕制，为减少漏感和分布电容，要保证脉冲变压器初级绕组尽量包围铁芯，否则，会导致调制脉冲前沿振荡、波形差，降低发射机效率。采用多组导线并联绕制的方式，可有效改善调制器的输出波形质量。设计中采取反峰电压吸收，在开关管关断时，脉冲变压器励磁电感的储能会导致较高的反向尖峰电压，常规手段是在脉冲变压器初级并联RD阻尼电路，吸收反峰电压；但这样脉冲变压器恢复时间较长，限制了调制器的重复频率。因此，采用反馈电路，利用脉冲变压器初级的高压电源来箝位脉冲变压器的反峰电压。这不但解决了宽脉冲和窄脉冲共用一个脉冲变压器时，反峰电压和脉冲变压器恢复时间之间的矛盾，同时，反峰能量又返回至高压电源，也提高了调制器效率。

本实用新型结合多普勒技术、动态目标检测、脉冲压缩等新开发的智能技术后还能够提高雷达的远距离探测能力、距离分辨率以及杂波当中检测动目标的能力，且自动化程度高，能够准确高效的实现对目标物体的探测、跟踪，并通过计算机实现远程控制，控制界面友好。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种X波段固态雷达装置，其特征在于，包括信号处理模块、无线收发模块、电源模块、环形器、天线以及外接口，所述无线收发模块包括发射模块、接收模块，所述信号处理模块分别连接发射模块、接收模块、天线，所述天线连接环形器，所述发射模块通过微带-波导输出接口与环形器连接，所述接收模块通过微带-波导输入接口与环形器连接，所述电源模块连接信号处理模块、发射模块、接收模块以及外接口。

2.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述信号处理模块电路结构采用FPGA结构；所述信号处理模块包括中频信号发生器、信号采集器、信号处理器以及伺服驱动器，所述天线包括天线机械传动部分电机驱动、天线机械传动部分方位编码器；

所述信号处理模块通过伺服驱动器连接天线机械传动部分电机驱动，天线机械传动部分方位编码器连接信号采集器的方位采集接口，中频信号发生器连接发射模块，信号采集器连接接收模块，信号采集器连接信号处理器。

3.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述发射模块包括上变频电路、电源调制电路；

所述上变频电路包括第一滤波器、隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，第一滤波器接收信号处理模块发出的中频信号，第一滤波器依次连接隔离/衰减器、混频器、第二滤波器以及功率放大电路，所述功率放大电路包括多级功率放大器，各级功率放大器之间均设置有隔离/衰减器，功率放大电路与第二滤波器之间设置有隔离/衰减器，功率放大电路连接环形器。

4.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述接收模块包括开关、限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器、下变频器、第四滤波器、本振、第五滤波器以及第二低噪声放大器；所述本振通过锁相频率合成器PDRO提供；所述开关为IGBT；

所述开关依次连接限幅器、第一低噪声放大器、第三滤波器以及下变频器，下变频器分别连接第四滤波器、第五滤波器，第四滤波器连接本振，第五滤波器连接第二低噪声放大器，第二低噪声放大器连接信号处理模块，开关连接环形器。

5.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述信号处理模块、无线收发模块、电源模块采用微波混合集成电路及SMT表面贴装技术工艺。

6.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述发射模块和接收模块之间设置有定向耦合器。

7.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述电源模块包括AC-DC转换器、DC-DC变换器，所述电源模块将外接口接入的交流电源转化为电压不同的直流电输送到用电模块；所述DC-DC变换器型号为V48C12T150BL。

8.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述发射模块、接收模块以及信号处理模块上均设置有散热器。

9.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述环形器包括壳体、上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体及盖板，所述壳体上设置有凹槽，盖板通过凹槽连接壳体，盖板与壳体连接后共同限定了一个容纳空间，上磁体、上微波铁氧体、中心导体、下微波铁氧体、下磁体依次层叠连接后安装在所述容纳空间内部，上磁体、下磁体对称分布在中心导体两侧，上微波铁氧体、下微波铁氧体对称分布在中心导体两侧，盖板和壳体均接地。

10.根据权利要求1所述的X波段固态雷达装置，其特征在于，所述外接口包括电源信号接口和数据信号接口，所述电源信号接口包括不同电压规格的电源插座，所述数据信号接口包括同轴电缆连接器BNC插座、光纤SFP插座。

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