CN219577068U - 一种小型化机动式遥测天线设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于遥测天线技术领域，具体涉及一种小型化机动式遥测天线设备，包括1个射频组件、2个接收组件、1个处理器模块和1个电源组件；所述的处理器模块包含2个处理组件，每个接收组件对应一个处理组件，接收组件一端与处理组件连接，另一端与射频组件连接；电源组件为其他组件或单元供电。本实用新型提出的小型化、机动式遥测天线设备，有着体积小、可靠性高、易于部署实施的技术特点，对数据获取复杂性低的飞行试验场景，有着较强的支持作用。

Description

一种小型化机动式遥测天线设备

技术领域

本实用新型属于遥测天线技术领域，具体涉及一种小型化机动式遥测天线设备。

背景技术

飞行器飞行试验是由国家靶场组织实施，用以考核评定飞行器战术、技术指标的权威方式。遥测系统是飞行器飞行试验的主要数据获取途径，其获取的如时序、控制、动力、力学环境等飞行器相关参数，是评定飞行器各项性能指标的重要依据。遥测天线是遥测系统的重要组成部分，是完成遥测信道信号接收、发送的核心通信部件，是正常获取遥测数据的前提和保障，在飞行器飞行试验中发挥着重要作用。

大型遥测天线往往体积庞大、结构复杂，导致设备部署困难、任务总体费效比差。一些数据获取复杂性低、试验实施相对简单的任务，有着强烈的遥测天线小型化需求。

实用新型内容

针对遥测设备信号体制、工作场景、工作模式等问题，本实用新型提供一种遥测天线系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种小型化机动式遥测天线设备，包括1个射频组件、2个接收组件、1个处理器模块和1个电源组件；所述的处理器模块包含2个处理组件，每个接收组件对应一个处理组件，接收组件一端与处理组件连接，另一端与射频组件连接；电源组件为其他组件或单元供电。

所述的射频组件包括8个S波段双极化遥测接收天线阵列单元、8个双路低噪声放大器、1个测试模块和1个北斗授时天线；所述的S波段双极化遥测接收天线阵列单元，采用正交振子结构形式，按照圆周均匀分布，朝向间隔45°；8个S波段双极化遥测接收天线阵列单元与8个双路低噪声放大器一一对应；双路低噪声放大器包含两个信号输入端口、一个测试输入端口和两个输出端口，信号输入端口与S波段双极化遥测接收天线阵列单元输出的两路信号连接，测试输入端口与测试模块连接，输出端口通过同轴线缆分别与接收组件连接；所述的北斗授时天线与接收组件的变频合路模块合路后，经过同一根同轴线缆连接到后级处理单元。

所述的接收组件包括16路接收通道、1个本振模块和1个变频合路模块；所述的接收通道，其输入端与双路低噪声放大器的输出端口连接，其输出端与处理组件连接；所述的本振模块与处理组件、16路接收通道和变频合路模块连接；所述的变频合路模块还与处理组件连接，然后与后级处理单元的接口连接；所述的处理器模块还通过网口接口与外部设备连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的小型化、机动式遥测天线设备，有着体积小、可靠性高、易于部署实施的技术特点，对数据获取复杂性低的飞行试验场景，有着较强的支持作用。

本实用新型的天线设备能够同时跟踪2个目标的遥测信号，考虑复用现有测量能力，采用相控阵和分集合成相结合的两级合成技术，将各个天线单元接收信号进行合成，得到等效的数字波束，指向目标来波方向，获得天线指向增益，通过8天线布阵实现全向信号接收。

附图说明

图1是本实用新型的组成及连接示意图；

图2是本实用新型的内部具体组成示意图；

图3是本振模块组成示意图；

图4是变频合路模块组成示意图；

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型的一种小型化机动式遥测天线设备，包括1个射频组件、2个接收组件、1个处理器模块和1个电源组件，其中，处理器模块包含2个处理组件，每个接收组件对应一个处理组件，接收组件一端与处理组件连接，另一端与射频组件连接；电源组件为其他组件或单元供电。

本实用新型的工作原理：能够同时对两个目标进行波束指向，增大接收天线的等效增益，能够有效的提高遥测系统作用距离和可靠性。自跟踪天线跟踪角域覆盖方位360°，能够对任意方向的目标进行跟踪，同时具备左右旋圆极化信号的接收和合成，避免电磁波极化失配导致的信号损失。所具有的功能包括：具备同时跟踪2个目标的能力；能够分别设置每个目标的工作频率和工作带宽；具备上电自检功能，能够检测天线各个部件连接的完好性；能够同时接收左/右旋极化信号，并将左/右旋极化信号进行合成功能。

结合图2，以下具体介绍本实用新型的具体组成。

射频组件中包含8个S波段双极化遥测接收天线阵列单元，采用正交振子结构形式，实现左右旋双圆极化。8个天线单元按照圆周均匀分布，朝向间隔45°。同时每个天线单元具有左右旋双圆极化激励，能够接收每个目标不同极化的电磁信号，避免极化失配可能导致的能量损耗。遥测接收天线将空间中传播的遥测信号电磁波转换为电信号。天线同时输出左旋信号和右旋信号，送至后级低噪放。

射频组件中包含8个双路低噪声放大器，双路低噪声放大器与S波段双极化遥测接收天线阵列单元一一对应，将天线输出的左右旋信号分别独立进行放大和滤波，再分别进行输出。双路低噪放的幅频响应和相频响应具有很高的一致性，通过穿心电容进行馈电。S波段双极化遥测接收天线输出两路信号，通过接插件与双路低噪声放大器对插连接。双路低噪声放大器包含两个信号输入端口、一个测试输入端口和两个输出端口，输出端口通过同轴线缆分别与接收组件连接。

射频组件中包含1个测试模块，将外部输入的测试信号，测试模块将输入的测试信号分为八路，经过低噪声放大和滤波后，等功率分配给8个双路低噪声放大器，用于系统有线测试和系统自检。

射频组件中包含1个北斗授时天线，接收卫星导航信号，进行低噪声放大和滤波，并与合成后的遥测信号进行合路，经过同一根同轴线缆连接到后级处理单元。

接收组件将低噪声放大器输出信号进行变频、滤波与增益调整。每套接收组件包含16路接收通道，接收8个S波段双极化遥测接收天线接收的电磁信号。接收通道将低噪放输入的射频信号，进行放大滤波后变频到适合数字采样的中频信号。接收通道具有数控增益控制功能，由处理器模块控制通道增益，提高接收通道范围。16路接收通道对应一个接收目标，由本振模块提供统一的本振信号，实现相干接收。接收组件有16路SMP端口，用于接收16路低噪放输出的信号；2路SMA端口，1路输出合路信号，1路用于输入导航信号；低频端口与处理组件进行通信，传输中频模拟信号、增益控制信号以及供电电源。接收组件内部包含MCU，用于与处理组件进行通信、配置频综芯片产生本振信号、配置解调器芯片设置工作带宽和通道增益等。处理组件与接收组件之间通过串口进行通信。

每套接收组件中包含一个本振模块，为接收通道提供本振信号，每个本振模块对应一个接收目标。本振模块由处理器模块进行配置，产生所需要的本振频率。每个本振模块输出17路信号，其中16路送至接收通道，1路送至变频合路模块。如图3所示，本振模块包含频综电路、放大电路和功分电路，处理器模块产生时钟信号和配置信号，控制频率综合器产生所需的本振信号。频率综合器输出经过二功分器分为两路，一路输出到变频合路模块，一路输入到放大器。放大器将信号进行放大，用于补偿后级功分所造成的损耗。放大后信号接入四功分器。四功分后信号再分别接入四个四功分器将本振信号等功分为16路信号，送至接收通道。

每套接收组件中包含一个变频合路模块，实现两个功能：其一，将合成后的遥测模拟中频信号，变频至载波，恢复至70MHz中频频率，送至后级的遥测接收机进行信号解调；其二，将合成后的遥测射频信号和导航信号进行合路，采用“一线通”技术传输至后级。变频合路模块将处理器模块输出的数字信号转换为模拟信号，并调制至射频载波上。两个目标分别对应两个调制电路。变频合路模块的本振信号由本振模块提供，数字信号由处理器模块提供。变频合路模块将合成后的遥测信号和北斗授时导航信号进行合路后输出。同时，变频合路模块还具备向北斗授时导航天线馈电的功能。变频合路模块如图4所示，处理组件经过数模转换后输出正交的两路模拟信号，经过低通滤波器将DAC产生的谐波滤除，而后接入调制器。调制器将模拟信号调制至所需频率的射频信号。每个目标分别对应一路调制电路。变频合路模块向北斗授时天线进行馈电，并将北斗授时天线输出的导航信号和合成后的遥测信号进行合路，通过对外接插件TNC进行输出。

处理器模块控制接收通道的增益和本振模块的本振频率，是核心单元，将接收通道的模拟中频信号转换为数字信号，包含两个处理组件，分别处理两个目标信号。处理组件将接收通道输出的中频信号转换为数字信号，并分别对各个天线接收信号进行参数估计，计算合成所需的加权权系数，在数字域实现信号合成后，恢复为模拟中频信号。可通过网口对自跟踪天线的工作参数进行配置，如工作频点、工作带宽、目标数等；同样，处理器模块通过网口输出目标功率、极化比等参数。处理器按照最大比原则实时估计各个天线接收信号的加权权系数和延时补偿量。同一目标的各个天线接收信号按照加权权系数进行合成。合成后信号分为两路：一路送至相关解调模块，用于解调电台的数据，并将解调后数据经过网口输出至后级；另一路输出至DAC芯片转换为模拟信号，经过变频合路模块恢复至原载波频率，送至后级的标准体制遥测接收机。

电源组件将外部直流24V电源转换为自跟踪天线内部工作所需电源，如DC5V、DC3.3V、DC1.8V、DC1.1V等。电源模块具有防反接功能和过压保护功能，防止外部输出错误电压导致设备损耗。模块内部包含电流监测和温度监测功能，实时监测设备工作状态。

本实用新型的天线系统支持两种模式：接收模式和测试模式。

接收模式：由天线接收信号，接入低噪放，进行放大滤波后，输出至接收组件。

测试模式：低噪放切断天线接收信号，由测试端口输入测试信号，进行放大滤波后输出。测试信号由整机的外部SMA端口输入到测试模块；由测试模块分为8路，分别提供给8个低噪放。

测试模块将输入的测试信号，等分后输入至低噪声放大器，用于系统测试。系统工作在测试模式时，测试模块将将外部输入的测试信号，放大后输送到各个低噪放；当设备工作在接收模式时，测试模块关闭，内部放大器供电以及射频开关将被断开，所有射频端口采用隔直处理。

Claims (1)

1.一种小型化机动式遥测天线设备，其特征在于，所述的小型化机动式遥测天线设备包括1个射频组件、2个接收组件、1个处理器模块和1个电源组件；所述的处理器模块包含2个处理组件，每个接收组件对应一个处理组件，接收组件一端与处理组件连接，另一端与射频组件连接；电源组件为其他组件或单元供电；

所述的射频组件包括8个S波段双极化遥测接收天线阵列单元、8个双路低噪声放大器、1个测试模块和1个北斗授时天线；所述的S波段双极化遥测接收天线阵列单元，采用正交振子结构形式，按照圆周均匀分布，朝向间隔45°；8个S波段双极化遥测接收天线阵列单元与8个双路低噪声放大器一一对应；双路低噪声放大器包含两个信号输入端口、一个测试输入端口和两个输出端口，信号输入端口与S波段双极化遥测接收天线阵列单元输出的两路信号连接，测试输入端口与测试模块连接，输出端口通过同轴线缆分别与接收组件连接；所述的北斗授时天线与接收组件的变频合路模块合路后，经过同一根同轴线缆连接到后级处理单元；

所述的接收组件包括16路接收通道、1个本振模块和1个变频合路模块；所述的接收通道，其输入端与双路低噪声放大器的输出端口连接，其输出端与处理组件连接；所述的本振模块与处理组件、16路接收通道和变频合路模块连接；所述的变频合路模块还与处理组件连接，然后与后级处理单元的接口连接；所述的处理器模块还通过网口接口与外部设备连接。