CN218938493U - 一种小型多功能电子载荷 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包括载荷安装件和载荷本体，载荷本体包括载荷机箱和收发天线，载荷机箱通过载荷安装件固定在无人机机腹上，收发天线安装在载荷机箱的底面。该实用新型可以保证收发天线始终保持俯仰向下，且载荷机箱不会对收发天线造成遮挡。方便试验人员根据试验需求选择不同收发天线来接收不同频段的信号。且收发天线可根据需要旋转至合适的角度后定位。镂空的印制板天线和加强筋的设计，可以尽可能的减少风阻并加固天线。同时也可以尽可能的减少多功能电子载荷的重量。载荷机箱的结构设计紧凑，外壳体整体平整、光滑、风阻小。且散热通道和散热面板的配合，使载荷机箱在有效的将产生的热量散发出去，延长载荷机箱内各个单元的使用寿命。

Description

一种小型多功能电子载荷

技术领域

本实用新型雷达试验领域，特别涉及一种小型多功能电子载荷。

背景技术

雷达作为战场上的“千里眼”，其抗干扰能力一直是决定侦察预警能力的重要指标，然而，信息化条件下的战场电磁环境日趋复杂，雷达抗干扰性能试验的科学性和有效性难以体现，因此需要构建一种便捷、科学的雷达对抗电磁环境的平台。

实用新型内容

为了解决现有问题，本实用新型提供了一种小型多功能电子载荷，具体方案如下：

一种小型多功能电子载荷，包括载荷安装件和载荷本体，所述载荷本体包括载荷机箱和收发天线，所述载荷机箱通过所述载荷安装件固定在无人机机腹上，所述收发天线安装在所述载荷机箱的底面。

优选的，所述载荷安装件包括快拆轨道和快拆轨道，所述快拆轨道为自锁式滑轨，所述快拆式轨道的定轨固定在无人机腹部，所述快拆轨道的动轨固定在所述固定碳板的顶面上，所述固定碳板的通过多个铝柱固定连接所述载荷机箱。

优选的，所述收发天线通过可拆卸的连接件安装在所述载荷机箱的底面，所述连接件包括机箱连接板和天线连接板；所述机箱连接板固定在所述载荷机箱的底面；且天线连接板向所述载荷机箱侧倾斜，并固定在所述机箱连接板上，并与所述机箱连接板形成字形；所述机箱连接板与天线连接板的连接处位于所述载荷机箱的一侧边上；所述天线连接板通过转轴垂直连接收发天线，且所述收发天线设置在所述载荷机箱外侧。

优选的，所述转轴为可定位转轴，所述收发天线采用扁平的镂空印制板天线，并在印制板天线上设置若干加强筋。

优选的，所述载荷机箱包括外壳体和置于所述外壳体内部的控制单元、侦察接收机单元、分选识别及目标干扰产生单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元以及功放单元；所述侦察接收机单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元集成为个微波组合模块，所述控制单元和分选识别及目标干扰产生单元集成为一块印制板，电源模块为一块锂电池；其中，印制板固定于所述外壳体的底面；所述微波组合模块置于所述印制板的上方并与所述印制板之间留有散热通道；所述电源模块通过支架置于所述外壳体的底座上方，且所述电源模块与所述底座和顶面之间均留有散热通道；所述功放固定在所述外壳体的内侧面上；所述外壳体的一侧面和顶面均为带有若干散热条孔的散热面板。

本实用新型的有益效果在于：

(1)、收发天线和载荷机箱的相对位置的设置，可以保证收发天线始终保持俯仰向下，且载荷机箱不会对收发天线造成遮挡。

(2)、连接件可拆卸设置，方便试验人员根据试验需求选择不同收发天线来接收不同频段的信号。

(3)、可定位转轴的设置，方便收发天线根据需要旋转至合适的角度后定位。

(4)、镂空的印制板天线和加强筋的设计，可以尽可能的减少风阻并加固天线。同时也可以尽可能的减少多功能电子载荷的重量。

(5)、载荷机箱的结构设计紧凑，外壳体整体平整、光滑、风阻小。且散热通道和散热面板的配合，可以使载荷机箱在使用的过程中有效的将产生的热量散发出去，延长载荷机箱内各个单元的使用寿命。

(6)、本实用新型中载荷机箱内各电气元件的配合使用，可以兼具雷达装备射频信号的接收和下变频功能、雷达装备射频信号的脉冲参数测量和分选识别功能、雷达目标回波模拟功能、雷达压制干扰信号模拟功能、雷达欺骗干扰信号模拟以及灵巧瞄频噪声干扰模拟等功能。构建了便捷、科学的雷达对抗电磁环境平台。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1，本实用新型的载荷安装件立体结构示意图；

图2，本实用新型的载荷安装件与载荷机箱连接好后的立体结构示意图；

图3，本实用新型收发天线旋转至不同位置的载荷本体的侧视图；

图4，本实用新型的载荷本体的立体外观结构图；

图5，本实用新型的载荷机箱爆炸图(未画出顶板)；

图6，本实用新型连接件和转轴的爆炸图；

图7，本实用新型的电气原理框图；

图8，本实用新型的方法流程图。

附图标记如下：1、载荷机箱，101、外壳体，1011、散热面板，102、微波组合模块，103、印制板，104、锂电池，105、功放单元，2、快拆轨道，3、固定碳板，4、铝柱，5、连接件，501、机箱连接板，502、天线连接板，6，转轴，7、收发天线，701、加强筋。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，用于雷达抗干扰性能试验的多功能电子载荷，可挂载在无人机载平台，升空来模拟典型雷达对抗系统，侦察接收雷达装备发射的信号，经信号处理后，按照设置的参数生成干扰信号发射回雷达装备，模拟雷达对抗系统工作，为雷达抗干扰性能试验提供环境。

如图1、图2、图3及图4，该多功能电子载荷的结构包括载荷安装件和载荷本体，载荷本体包括载荷机箱1和收发天线7，载荷机箱1通过载荷安装件固定在无人机机腹上，收发天线7安装在载荷机箱1的底面。

其中，如图1和图2，载荷安装件包括快拆轨道2和固定碳板3。快拆轨道2为自锁式滑轨，快拆式轨道的定轨固定在无人机腹部，动轨固定在固定碳板3的顶面。该快拆轨道2的设置方便固定并更换多功能电子载荷。固定碳板3的通过多个铝柱4固定连接载荷机箱1。

如图3、图4及图6，收发天线7通过可拆卸的连接件5安装在载荷机箱1的底面，连接件5包括机箱连接板501和天线连接板502。机箱连接板501固定在载荷机箱1的底面。且天线连接板502向载荷机箱1侧倾斜，并固定在机箱连接板501上，并与机箱连接板501形成7字形。机箱连接板501与天线连接板502的连接处位于载荷机箱1的一侧边上，天线连接板502通过转轴6垂直连接收发天线7，且收发天线7设置在载荷机箱1外侧。这样设置，可以保证收发天线7始终保持俯仰向下，且载荷机箱1不会对收发天线7造成遮挡。另，连接件5可拆卸设置，方便试验人员根据试验需求选择不同收发天线7来接收不同频段的信号。

如图6，转轴6为可定位转轴，收发天线7采用扁平的镂空印制板103天线，并在印制板103天线上设置若干加强筋701。这样设置，一方面，收发天线7可根据需要旋转至合适的角度后定位。另一方面，镂空的印制板103天线和加强筋701的设计，可以尽可能的减少风阻并加固天线。同时也可以尽可能的减少多功能电子载荷的重量。

如图5，载荷机箱1包括外壳体101和置于外壳体101内部的控制单元、侦察接收机单元、分选识别及目标干扰产生单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元以及功放单元105。侦察接收机单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元集成为1个微波组合模块102。控制单元和分选识别及目标干扰产生单元集成为一块印制板103。电源模块为一块锂电池104。其中，印制板103固定于外壳体101的底面。微波组合模块102置于印制板103的上方并与印制板103之间留有散热通道。电源模块通过支架置于外壳体101的底座上方，且电源模块与底座和顶面之间均留有散热通道。功放固定在外壳体101的内侧面上。外壳体101的一侧面和顶面均为带有若干散热条孔的散热面板1011。载荷机箱1的结构设计紧凑，外壳体101整体平整、光滑、风阻小。且散热通道和散热面板1011的配合，可以使载荷机箱1在使用的过程中有效的将产生的热量散发出去，延长载荷机箱1内各个单元的使用寿命。

如图7，由上述载荷机箱1内的电器元件的构成，进一步了解多功能电子载荷的电气单元包括为各单元供电的电池模块、为各单元提供基准频率信号的频率合成器单元、侦察接收机单元、控制单元、分选识别及目标干扰信号产生单元、上变频及射频通道单元以及功放单元105。

侦察接收机单元通过收发天线7接收训练雷达的射频信号，并结合频率合成器单元提供的基准频率信号进行处理后，输出雷达中频基带信号，并上传至分选识别及目标干扰信号产生单元。具体地，侦察接收机单元包括依次进行数据传递的限幅器、功率放大器、滤波器以及混频器。收发天线7接收训练雷达的射频信号后，依次通过限幅器、功率放大器、滤波器进行射频信号的限幅、放大和滤波的处理，实现平稳接收。之后，混频器结合频率合成器单元提供的基准频率信号对射频信号进行下变频至雷达中频基带信号。

控制单元接收地面控制系统设置参数，包括脉冲参数、雷达参数、压制干扰样式、欺骗干扰样式、灵巧干扰样式、压制干扰参数、欺骗干扰参数、灵巧瞄频噪声干扰参数，并发送给分选识别及目标干扰信号产生单元。

分选识别及目标干扰信号产生单元根据控制单元发出的指令对参数进行处理，并结合频率合成器单元提供的基准频率信号对雷达中频基带信号进行处理后生成雷达目标基带信号、压制干扰中频基带信号、欺骗干扰基带信号或灵巧瞄频噪声干扰基带信号，并上传至上变频及射频通道单元。

具体地，分选识别及目标干扰信号产生单元包括FPGA(现场可编程门阵列)、DAC(高速线缆)、DDS、重频跟踪器、数字测评和脉冲测量电路以及DRFM(宽带数字储频)。分选识别及目标干扰信号产生单元通过数字测评和脉冲测量电路对接收到的脉冲参数进行测量，产生检波门限信号；并对雷达中频基带信号进行分选识别，生成引导信息，引导重频跟踪器对训练雷达进行雷达中频基带信号的快速准确的跟踪，输出与雷达中频基带信号对应的包括预到达波门、存储波门、干扰波门的各种跟踪波门信息。

上变频及射频通道单元对分选识别及目标干扰信号产生单元处理后得到的信号，进行上变频和幅频调制后，生成射频回波信号、射频压制干扰信号、欺骗干扰模拟信号或灵巧瞄频噪声干扰信号，并通过功放和收发天线7单元辐射至训练雷达装备。

基于上述电气元件的设置，该多功能电子载荷可实现多种功能：一、雷达目标回波模拟；二、雷达压制干扰模拟；三、雷达欺骗干扰模拟；四、灵巧瞄频噪声干扰模拟。

其中，在雷达目标回波模拟时，DRFM电路在跟踪波门信息和检波门限信号控制下，对雷达中频基带信号高速采样、存储、延迟复制、RCS调制，生成雷达目标基带信号。

雷达目标基带信号上传至上变频及射频通道单元进行上变频和幅度调制，生成射频回波信号。

射频回波信号通过功放和收发天线7辐射至训练雷达，为训练雷达提供试验所需的模拟不同方位、距离、速度、散射强度的各类目标的射频回波信号。

在雷达压制干扰模拟时，分选识别与目标干扰信号产生单元通过FPGA和高速DAC构建具有调频调相功能的DDS，并根据雷达参数、压制干扰样式及压制干扰参数，并利用噪声调制数字信号控制DDS按照干扰样式规律完成噪声样式、噪声带宽、功率调制的处理，从而模拟产生被试雷达的各种压制干扰中频基带信号。

压制干扰中频基带信号通过上变频和射频通道单元进行上变频和幅度控制，生成射频压制干扰信号。

经过上变频和幅度调制后的射频压制干扰信号通过功放和收发天线7单元辐射至训练雷达装备，为训练雷达装备提供试验各种所需射频压制干扰信号。

在雷达欺骗干扰模拟时，分选识别与目标干扰信号产生单元按照欺骗干扰样式、欺骗干扰参数进行欺骗干扰的时延调制、多普勒调制、功率调制等处理，从而产生欺骗干扰基带信号。

欺骗干扰基带信号通过上变频和射频通道单元进行上变频和幅度控制，生成欺骗干扰模拟信号。

经过上变频和幅度调制后的欺骗干扰模拟信号通过功放和收发天线7单元辐射至训练雷达装备，为训练雷达装备提供试验各种所需欺骗干扰模拟信号。

灵巧瞄频噪声干扰是一种同时具有欺骗和噪声干扰特点的瞄频干扰技术。将噪声干扰在欺骗干扰脉冲内同步的产生和叠加，并通过频率码引导干扰的瞄准频率，即可实现灵巧瞄频噪声干扰。

在灵巧瞄频噪声干扰模拟时，多功能电子载荷利用控制单元，通过多旋翼无人机的数传电台的通讯链路，接收地面控制系统设置的雷达参数、灵巧瞄频噪声干扰参数等参数，发送给分选识别及目标干扰信号产生单元。分选识别及目标干扰信号产生单元接收雷达中频基带信号，并根据检波门限信号和雷达参数、灵巧瞄频噪声干扰参数，按灵巧干扰样式规律完成灵巧干扰的时延调制、多普勒调制、功率调制等处理，利用噪声调制数字信号控制DDS按照干扰样式规律完成噪声样式、噪声带宽、功率调制等处理，模拟产生被试雷达的灵巧瞄频噪声干扰基带信号。

灵巧瞄频噪声干扰基带信号通过上变频及射频通道单元进行上变频和幅度控制，生成灵巧瞄频噪声干扰信号。灵巧瞄频噪声干扰信号通过功放和收发天线7单元辐射至训练雷达装备，为训练雷达装备提供试验各种所需灵巧瞄频噪声干扰信号。

在进行频率瞄准时，分选识别及目标干扰信号产生单元在对雷达中频基带信号采样、存储的过程中，利用数字测频和脉冲测量电路进行雷达频率、脉宽、重频周期等脉冲参数测量，并产生检波门限信号。其中频率信息用以引导灵巧噪声干扰进行频率瞄准。

本实用新型兼具雷达装备射频信号的接收和下变频功能、雷达装备射频信号的脉冲参数测量和分选识别功能、雷达目标回波模拟功能、雷达压制干扰信号模拟功能、雷达欺骗干扰信号模拟以及灵巧瞄频噪声干扰模拟等功能。构建了便捷、科学的雷达对抗电磁环境平台。

如图8，基于上述多功能电子载荷的机械结构和电气元件的设置，该多功能电子载荷用于雷达抗干扰性能试验的方法包括以下步骤：

S1,接收被试雷达发射的雷达射频信号，并进行处理，生成雷达中频基带信号。

其中，生成雷达中频基带信号的步骤具体包括：

S1.1，接收雷达射频信号。

S1.2，对雷达射频信号进行限幅、放大以及滤波处理。

S1.3，结合基准频率信号对步骤S1.2处理后的雷达射频信号进行下变频至雷达中频基带信号。

S2，接收并测量被试雷达的地面控制系统设置参数，并结合基准频率信号对雷达中频基带信号进行处理后生成雷达目标基带信号、压制干扰中频基带信号、欺骗干扰基带信号或灵巧瞄频噪声干扰基带信号。

一、生成雷达目标基带信号的步骤包括：

SA2.1，对被试雷达的地面控制系统设置参数进行测量，产生检波门限信号；

SA2.2，对雷达中频基带信号进行分选识别，生成引导信息，引导对雷达中频基带信号的跟踪，输出与之对应的跟踪波门信息；

SA2.3，在跟踪波门信息和检波门限信号控制下，对雷达中频基带信号高速采样、存储、延迟复制、RCS调制，生成雷达目标基带信号。

二、生成压制干扰中频基带信号的步骤包括：

SB2.1，通过FPGA(现场可编程门阵列)和DAC(高速线缆)构建具有调频调相功能的DDS；

SB2.2，根据被试雷达的地面控制系统设置参数中的雷达参数、压制干扰样式及压制干扰参数，并利用噪声调制数字信号控制DDS，按照压制干扰样式规律完成所述雷达中频基带信号的噪声样式、噪声带宽、功率调制的处理，生成被试雷达的各种压制干扰中频基带信号。

三、生成欺骗干扰基带信号的步骤包括：

SC2.1，对被试雷达的地面控制系统设置参数进行测量，产生检波门限信号；

SC2.2，对雷达中频基带信号进行分选识别，生成引导信息，引导对雷达中频基带信号的跟踪，输出与之对应的跟踪波门信息；

SC2.3，在跟踪波门信息和检波门限信号控制下，对雷达中频基带信号按照欺骗干扰样式、欺骗干扰参数，进行欺骗干扰的包括时延调制、多普勒调制、功率调制的处理，生成雷达欺骗干扰基带信号。

四、生成灵巧瞄频噪声干扰基带信号的步骤包括：

SD2.1，对被试雷达的地面控制系统设置参数进行测量，产生检波门限信号；

SD2.2，通过FPGA(现场可编程门阵列)和DAC(高速线缆)构建具有调频调相功能的DDS；

SD2.3，根据检波门限信号和被试雷达的地面控制系统设置参数中的雷达参数和灵巧瞄频噪声干扰参数，按灵巧干扰样式规律完成灵巧干扰的包括时延调制、多普勒调制、功率调制的处理，利用噪声调制数字信号控制DDS按照干扰样式规律完成包括噪声样式、噪声带宽、功率调制的处理，产生被试雷达的灵巧瞄频噪声干扰基带信号。

S3，对步骤S2中生成的信号进行上变频和幅频调制。

S4，将步骤S3中处理后的信号辐射至训练雷达装备。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种小型多功能电子载荷，其特征在于：包括载荷安装件和载荷本体，所述载荷本体包括载荷机箱(1)和收发天线(7)，所述载荷机箱(1)通过所述载荷安装件固定在无人机机腹上，所述收发天线(7)安装在所述载荷机箱(1)的底面。

2.根据权利要求1所述的小型多功能电子载荷，其特征在于：所述载荷安装件包括快拆轨道(2)和固定碳板(3)，所述快拆轨道(2)为自锁式滑轨，所述快拆轨道的定轨固定在无人机腹部，所述快拆轨道(2)的动轨固定在所述固定碳板(3)的顶面上，所述固定碳板(3)通过多个铝柱(4)固定连接所述载荷机箱(1)。

3.根据权利要求1所述的小型多功能电子载荷，其特征在于：所述收发天线(7)通过可拆卸的连接件(5)安装在所述载荷机箱(1)的底面，所述连接件(5)包括机箱连接板(501)和天线连接板(502)；所述机箱连接板(501)固定在所述载荷机箱(1)的底面；且天线连接板(502)向所述载荷机箱(1)侧倾斜，并固定在所述机箱连接板(501)上，并与所述机箱连接板(501)形成7字形；所述机箱连接板(501)与天线连接板(502)的连接处位于所述载荷机箱(1)的一侧边上；所述天线连接板(502)通过转轴(6)垂直连接收发天线(7)，且所述收发天线(7)设置在所述载荷机箱(1)外侧。

4.根据权利要求3所述的小型多功能电子载荷，其特征在于：所述转轴(6)为可定位转轴，所述收发天线(7)采用扁平的镂空印制板(103)天线，并在印制板(103)天线上设置若干加强筋(701)。

5.根据权利要求4所述的小型多功能电子载荷，其特征在于：所述载荷机箱(1)包括外壳体(101)和置于所述外壳体(101)内部的控制单元、侦察接收机单元、分选识别及目标干扰产生单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元以及功放单元(105)；所述侦察接收机单元、频率合成器单元、上变频及射频通道单元集成为1个微波组合模块(102)，所述控制单元和分选识别及目标干扰产生单元集成为一块印制板(103)，电源模块为一块锂电池(104)；其中，印制板(103)固定于所述外壳体(101)的底面；所述微波组合模块(102)置于所述印制板(103)的上方并与所述印制板(103)之间留有散热通道；所述电源模块通过支架置于所述外壳体(101)的底座上方，且所述电源模块与所述底座和顶面之间均留有散热通道；所述功放固定在所述外壳体(101)的内侧面上；所述外壳体(101)的一侧面和顶面均为带有若干散热条孔的散热面板(1011)。

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