CN217112697U - 一种用于x波段天气雷达标定仪的精密衰减电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，它包括锁相环和多级衰减放大组件，所述锁相环输出射频信号到所述多级衰减放大组件；所述多级衰减放大组件包括第一衰减放大单元、第二衰减放大单元、第三衰减放大单元和第四衰减放大单元；所述锁相环的输出端与所述第一衰减放大单元的输入端连接，第一衰减放大单元的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接，第二衰减放大单元的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接，第三衰减放大单元的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。本实用新型电路设计简单，选用常规器件，成本低便于采购，调试方便，衰减精度高、范围大，便于大批量生产，且实现自动化测试校准，节约人力资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路。
背景技术
多普勒天气雷达，基于多普勒效应来测量大气中水成物粒子（云雨滴、冰晶、冰雹、雪花等）的回波强度、径向速度和速度谱宽等信息的天气雷达。雷达的探测精度因外界环境的改变而改变，这就要求雷达系统本身能对主要参数进行修正。接收机标定就是采用DDS标定信号源作为测试信号源。在雷达休止期间，DDS信号源经射频衰减器后以各种功率耦合至接收机前端，雷达的信号处理分系统依次向数控衰减器发送不同的衰减码，同时信号处理分系统采样输出的测试信号幅度，并传送至雷达终端。最后通过系统计算生成一条直线，看直线的斜率能否达到某个要求值。数控衰减器的步进越小标定的精度就会越高。常规的衰减电路最精密只能达到0.25dB，难以满足要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，解决了目前常规衰减电路存在的问题。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，它包括锁相环和多级衰减放大组件，所述锁相环输出射频信号到所述多级衰减放大组件；所述多级衰减放大组件包括第一衰减放大单元、第二衰减放大单元、第三衰减放大单元和第四衰减放大单元；所述锁相环的输出端与所述第一衰减放大单元的输入端连接，第一衰减放大单元的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接，第二衰减放大单元的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接，第三衰减放大单元的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
所述第一衰减放大单元包括第一衰减器和第一放大器，所述锁相环的输出端与所述第一衰减器的输入端连接，第一衰减器的输出端与所述第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接。
所述第二衰减放大单元包括第二衰减器和第二放大器；所述第一放大器的输出端与所述第二衰减器的输入端连接，第二衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接。
所述第三衰减放大单元包括第三衰减器和第三放大器；所述第二放大器的输出端与所述第三衰减器的输入端连接，第三衰减器的输出端与所述第三放大器的输入端连接，第三放大器的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
所述第四衰减放大单元包括第四衰减器和第四放大器；所述第三放大器的输出端与所述第四衰减器的输入端连接，第四衰减器的输出端与所述第四放大器的输入端连接。
所述第一衰减器和第四衰减器均为1位控制，步进为31.5dB，衰减范围为0~31.5dB的数控衰减器；所述第二衰减器为6位控制，步进为0.5dB，衰减范围为0~31.5dB的数控衰减器；所述第三衰减器的步进为0.1dB，衰减范围为0~20dB的电调衰减器。
本实用新型具有以下优点：一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，电路设计简单，选用常规器件，成本低便于采购，调试方便，衰减精度高、范围大，便于大批量生产，且实现自动化测试校准，节约人力资源。
附图说明
图1 为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示，本实用新型涉及一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，它包括锁相环和多级衰减放大组件，所述锁相环输出射频信号到所述多级衰减放大组件；所述多级衰减放大组件包括第一衰减放大单元、第二衰减放大单元、第三衰减放大单元和第四衰减放大单元；所述锁相环的输出端与所述第一衰减放大单元的输入端连接，第一衰减放大单元的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接，第二衰减放大单元的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接，第三衰减放大单元的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
进一步地，第一衰减放大单元包括第一衰减器和第一放大器，所述锁相环的输出端与所述第一衰减器的输入端连接，第一衰减器的输出端与所述第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接。
第二衰减放大单元包括第二衰减器和第二放大器；所述第一放大器的输出端与所述第二衰减器的输入端连接，第二衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接。
第三衰减放大单元包括第三衰减器和第三放大器；所述第二放大器的输出端与所述第三衰减器的输入端连接，第三衰减器的输出端与所述第三放大器的输入端连接，第三放大器的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
第四衰减放大单元包括第四衰减器和第四放大器；所述第三放大器的输出端与所述第四衰减器的输入端连接，第四衰减器的输出端与所述第四放大器的输入端连接。
进一步地，第一衰减器和第四衰减器均为1位控制，步进为31.5dB，衰减范围为31.5dB的数控衰减器；所述第二衰减器为6位控制，步进为0.5dB，衰减范围为31.5dB的数控衰减器；所述第三衰减器的步进为0.1dB，衰减范围为20dB的电调衰减器。
其中，锁相环用于通过内部晶振产生一个参考信号进入锁相环，根据不同需求通过软件设置，产生所需的射频信号，其中一个电调衰减用于调整不同频率的功率差异，其他衰减器用于实现衰减动态范围和步进的要求，总共具有114.5dB的衰减范围；放大器则提供增益补偿。电调衰减器通过DA设置精密可变的电压信号来调整衰减功率，衰减步进优于0.1dB。通过自动测试软件测试不同电压、不同衰减态的功率值并保存到存储器里，再通过地址信息查询和调用功率值得电压和衰减状态信息。
其中，20dB的电调衰减器。电调衰减器主要实现两个功能：一个是进行0.1dB的步进衰减，另一个则用于调整不同频率的功率差异。电调衰减器通过单片机DA引脚设置精密可变的电压信号来调整衰减功率，衰减步进优于0.1dB。不同的频率会存在输出功率的差异，且此差异可能会很小，在知道频率信息的情况下，也可以通过电调衰减器先对不同频率的信号进行功率校准，校准表写入软件中；这样在外部设置一个频率，内部单片机获取频率信息之后，然后通过之前存入的功率校准表查询，对该频点进行一个衰减；然后在进行下一步的步进衰减操作。
本实用新型中首先衰减电调衰减器满足0.1dB步进，当电调衰减器衰减满0.5dB时，则用数控衰减器的0.5dB位来替换，电调衰减器则清零；然后继续用电调衰减器以0.1dB的步进进行衰减，当电调衰减器衰减满0.5dB时，则用数控衰减器(第二衰减器)的1dB位来替换，电调衰减器则清零；这样每当电调衰减器衰减满0.5dB时，则用数控衰减器(第二衰减器)来进行衰减替换，然后电调衰减器清零。当衰减满31.5dB时，则用数控衰减器(第一衰减器)的31.5dB来替换，数控衰减器(第二衰减器)和电调衰减器则均清零；然后继续像之前叙述的那样衰减电调衰减器和数控衰减器(第二衰减器)，当满63dB时，则用数控衰减器(第四衰减器)的31.5dB来替换。最后继续像之前叙述的那样衰减电调衰减器和数控衰减器(第二衰减器)，这样就能够满足0.1dB步进，至少110dB的衰减动态范围。
本实用新型中所有放大器的功能主要是提供电路中信号的增益，使电路能够满足一定的输出功率；且在电路中合理的放置放大器，能够保证在大衰减状态的时候，不失衰减精度，达到更大的衰减动态范围。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：它包括锁相环和多级衰减放大组件，所述锁相环输出射频信号到所述多级衰减放大组件；所述多级衰减放大组件包括第一衰减放大单元、第二衰减放大单元、第三衰减放大单元和第四衰减放大单元；所述锁相环的输出端与所述第一衰减放大单元的输入端连接，第一衰减放大单元的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接，第二衰减放大单元的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接，第三衰减放大单元的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：所述第一衰减放大单元包括第一衰减器和第一放大器，所述锁相环的输出端与所述第一衰减器的输入端连接，第一衰减器的输出端与所述第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与所述第二衰减放大单元的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：所述第二衰减放大单元包括第二衰减器和第二放大器；所述第一放大器的输出端与所述第二衰减器的输入端连接，第二衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与所述第三衰减放大单元的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：所述第三衰减放大单元包括第三衰减器和第三放大器；所述第二放大器的输出端与所述第三衰减器的输入端连接，第三衰减器的输出端与所述第三放大器的输入端连接，第三放大器的输出端与所述第四衰减放大单元的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：所述第四衰减放大单元包括第四衰减器和第四放大器；所述第三放大器的输出端与所述第四衰减器的输入端连接，第四衰减器的输出端与所述第四放大器的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于X波段天气雷达标定仪的精密衰减电路，其特征在于：所述第一衰减器和第四衰减器均为1位控制，步进为31.5dB，衰减范围为0~31.5dB的数控衰减器；所述第二衰减器为6位控制，步进为0.5dB，衰减范围为0~31.5dB的数控衰减器；所述第三衰减器的步进为0.1dB，衰减范围为0~20dB的电调衰减器。
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