一種寬帶有源轉發器制造技術

本發明專利技術公開了一種寬帶有源轉發器，涉及微波遙感技術，包括收發單元和控制單元。收發單元主要功能為接收雷達發射的脈沖信號，將信號進行濾波、放大、延遲、調制等處理，然后再將信號轉發給雷達，同時對信號進行耦合、檢波和采樣；控制單元主要功能是對收發單元的工作參數進行控制，監測收發單元的工作狀態，接收并記錄收發單元發來的采樣數據。收發單元和控制單元之間通過供電線纜和監控線纜進行連接。本發明專利技術的寬帶有源轉發器，適用于高分辨率合成孔徑雷達(SAR)輻射定標。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微波遙感
，特別是應用于高分辨率合成孔徑雷達輻射定標的 一種寬帶有源轉發器。
技術介紹
合成孔徑雷達(SAR)是一種先進的微波遙感工具，它具有全天時、全天候、高分辨 率、大面積遙感成像的能力，其圖像數據已經在地質、農業、水文、林業、海洋、制圖測繪、軍 事偵察和目標識別及信息提取等領域發揮了巨大作用。早期SAR應用主要集中在定性遙感 方面，即主要依據的是SAR圖像提供的位置、形狀和回波強弱等信息，然而在雜波統計特性 研究、土壤濕度測量、作物精確分類、海面實況調查、目標識別等方面，定性遙感應用受到了 很大限制，實際上在這些應用過程中，需要建立雷達圖像與目標截面積或散射系數之間的 定量關系。這種定量關系的確定，由SAR福射定標完成。SAR福射定標就是對雷達圖像中每 一個像素的灰度值所代表的該分辨單元的雷達截面積(RCS)進行精確的和正確的測定。國 際上的SAR系統，如ERS-1，SIR-C，X-SAR和RADARSAT等，都采用了輻射定標技術。隨著技術的不斷進步，SAR的分辨率越來越高。目前，國外星載SAR的分辨率達到 Im左右，國外機載SAR的分辨率已達O. lm。國內近幾年在SAR領域的發展也較快，一些科 研院所分別研制成功了各自的SAR系統，獲得了分辨率為3-0. 5m的圖像。對SAR進行輻射定標需要用到已知雷達截面積的定標設備，定標設備的尺寸要求 不能大于一個分辨單元，傳統的做法是采用無源角反射器。但隨著SAR分辨率的不斷提高， 無源角反射器受到尺寸的限制，不能提供足夠大的RCS。另外，定標場的背景地物雜波很容 易混進定標信號中，使得輻射定標精度大大降低。相比之下，有源轉發器通過將SAR信號接 收、放大、再轉發，模擬地面目標，其RCS不再依賴于物理尺寸，而是僅與放大鏈路的增益有 關。另外，有源轉發器還可以將接收到的信號進行延時、調制等處理，使得定標信號與背景 雜波信號脫離相關性，從而提高輻射定標的精度，滿足高分辨率合成孔徑雷達的輻射定標 要求。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種寬帶有源轉發器，克服無源定標設備在高分辨率合成孔 徑雷達輻射定標中的不足，通過接收、放大、轉發SAR信號來模擬地面目標，從而實現較大 的、且精確、可調的雷達截面積；在轉發之前可對信號進行延時和正弦幅度調制，使得定標 信號與背景雜波信號消除相關性，提高輻射定標的精度；可對接收到的信號進行幅度檢波， 并對檢波信號進行采樣和記錄，有助于對SAR天線方向圖進行分析。另外，本專利技術的一種寬 帶有源轉發器還具有供電方式靈活、便于攜帶等特點，適應高分辨合成孔徑雷達的外場輻 射定標要求。為實現上述目的，本專利技術的技術解決方案是—種寬帶有源轉發器，其包括收發單元和控制單元，收發單元監控接口通過監控線纜和控制單元監控接口連接，收發單元供電接口通過供電線纜與控制單元供電接口連 接；收發單元的主要功能是將信號進行濾波、放大、延遲、調制等處理，然后再將信號轉發給 雷達，同時對信號進行耦合、檢波和采樣；控制單元主要功能是對收發單元的工作參數進行 控制，監測收發單元的工作狀態，接收并記錄收發單元發來的采樣數據。所述的寬帶有源轉發器，其所述收發單元包括接收天線、信號處理模塊、發射天 線，接收天線與信號處理模塊輸入端電連接，發射天線與信號處理模塊輸出端電連接；接收天線，接收SAR發射的脈沖信號；信號處理模塊，對接收到的信號進行濾波、放大、延遲、調制處理，同時對信號進行 率禹合、檢波和米樣；發射天線，將處理后的信號轉發給SAR。所述的寬帶有源轉發器，其所述接收天線、發射天線，為Ku波段標準增益喇叭天 線。所述的寬帶有源轉發器，其所述信號處理模塊，包括輸入隔離器、帶通濾波器、定 向耦合器、低噪聲放大器、同軸延遲線、幅度均衡器、小信號放大器、大步進數控衰減器、幅 度調制模塊、小步進數控衰減器、功率放大器、輸出隔離器、對數檢波放大器、A/D采樣及控 制板；輸入隔離器、帶通濾波器、定向耦合器、低噪聲放大器、同軸延遲線、幅度均衡器、 小信號放大器、大步進數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控衰減器、功率放大器、輸出隔 離器依次順序串聯連接；定向耦合器的耦合端經對數檢波放大器與A/D采樣及控制板的脈沖信號輸入端 電連接，A/D采樣及控制板的控制端分別與大步進數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控 衰減器的控制端電連接，并雙向通訊；A/D采樣及控制板的數據端經監控線纜與控制單元 相連。所述的寬帶有源轉發器，其所述控制單元，包括微型計算機系統、高速數據采集 卡、固態電子盤、鍵盤、顯示器；微型計算機系統，分別與高速數據采集卡、固態電子盤、鍵 盤、顯示器電連接，并雙向通訊；微型計算機系統中拷有寬帶有源轉發器控制軟件；微型計算機系統的RS422串口、高速數據采集卡的接口分別經監控線纜與A/D采 樣及控制板的數據端電連接，并雙向通訊。所述的寬帶有源轉發器，其所述微型計算機系統，為PC104工控計算機。所述的寬帶有源轉發器，其流程為a)接收天線，接收SAR發射的脈沖信號，經輸入隔離器傳輸給信號處理模塊；b)信號處理模塊做如下流程帶通濾波器濾除接收信號的帶外雜波；定向耦合器將大部分信號直接通過，將一 小部分功率耦合輸出用于后面的檢波；低噪聲放大器將接收到的信號進行第一級低噪聲放 大；同軸延遲線將接收到的信號進行延時；幅度均衡器對同軸延遲線引起的幅度畸變進行 補償；小信號放大器，將接收到的信號進行第二級放大，補償同軸延遲線引起的衰減；大步 進數控衰減器對信號進行較大的定量衰減，調整系統增益；幅度調制模塊對接收到的信號 進行正弦幅度調制，同時將環境溫度信息發送給A/D采樣及控制板；小步進數控衰減器對系統增益進行微量調整，補償因環境溫度變化引起的系統增益變化，保持系統增益的穩定 性；對數檢波放大器對定向耦合器耦合輸出的信號進行幅度檢波；A/D采樣及控制板對檢 波出的SAR脈沖包絡信號進行A/D采樣，并將采樣數據發送給控制單元，同時完成對大步進 數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控衰減器的控制；c)在PC104工控計算機上運行寬帶有源轉發器控制軟件，對整個有源轉發器進行 控制和監測；d)軟件運行時，由鍵盤輸入控制參數給PC104工控計算機，計算機通過RS422串口 通信將指令發送給A/D采樣及控制板，并接收A/D采樣及控制板傳來的監測信息；e)顯示器顯示寬帶有源轉發器控制軟件界面，方便人機交互；f)高速數據采集卡，把A/D采樣及控制板傳遞過來的采樣數據進行緩存、處理，通 過PCI總線送PC104工控計算機，并存儲至固態電子盤；g)功率放大器對處理好的信號進行末級功率放大后，經輸出隔離器，由發射天線 轉發給雷達。所述的寬帶有源轉發器,其所述小信號放大器,為最大輸出功率IOdBm的放大器; 大步進數控衰減器，為3db步進數控衰減器；小步進數控衰減器，為O. 2db步進數控衰減器。本專利技術的積極效果是I)由于采用放大器對接收到的信號進行放大后再轉發，可以在轉發器體積不變的 情況下實現較大的RCS。2)由于采用數控衰減器對系統增益進行調節，可以實現多種不同的RCS。3)由于采用小步進數控衰減器根據系統環境溫度變化實時地對系統增益進行補 償衰減以保持系統增益穩定，提高了寬帶有源轉發器R本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬帶有源轉發器，其特征在于，包括收發單元和控制單元，收發單元監控接口通過監控線纜和控制單元監控接口連接，收發單元供電接口通過供電線纜與控制單元供電接口連接；收發單元的主要功能是將信號進行濾波、放大、延遲、調制等處理，然后再將信號轉發給雷達，同時對信號進行耦合、檢波和采樣；控制單元主要功能是對收發單元的工作參數進行控制，監測收發單元的工作狀態，接收并記錄收發單元發來的采樣數據。

【技術特征摘要】
1.一種寬帶有源轉發器，其特征在于，包括收發單元和控制單元，收發單元監控接口通過監控線纜和控制單元監控接口連接，收發單元供電接口通過供電線纜與控制單元供電接口連接；收發單元的主要功能是將信號進行濾波、放大、延遲、調制等處理，然后再將信號轉發給雷達，同時對信號進行耦合、檢波和采樣；控制單元主要功能是對收發單元的工作參數進行控制，監測收發單元的工作狀態，接收并記錄收發單元發來的采樣數據。2.如權利要求1所述的寬帶有源轉發器，其特征在于，所述收發單元包括接收天線、信號處理模塊、發射天線，接收天線與信號處理模塊輸入端電連接，發射天線與信號處理模塊輸出端電連接； 接收天線，接收SAR發射的脈沖信號； 信號處理模塊，對接收到的信號進行濾波、放大、延遲、調制處理，同時對信號進行耦合、檢波和米樣； 發射天線，將處理后的信號轉發給SAR。3.如權利要求2所述的寬帶有源轉發器，其特征在于，所述接收天線、發射天線，為Ku波段標準增益喇叭天線。4.如權利要求2所述的寬帶有源轉發器，其特征在于，所述信號處理模塊，包括輸入隔離器、帶通濾波器、定向耦合器、低噪聲放大器、同軸延遲線、幅度均衡器、小信號放大器、大步進數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控衰減器、功率放大器、輸出隔離器、對數檢波放大器、A/D采樣及控制板； 輸入隔離器、帶通濾波器、定向耦合器、低噪聲放大器、同軸延遲線、幅度均衡器、小信號放大器、大步進數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控衰減器、功率放大器、輸出隔離器依次順序串聯連接； 定向耦合器的耦合端經對數檢波放大器與A/D采樣及控制板的脈沖信號輸入端電連接，A/D采樣及控制板的控制端分別與大步進數控衰減器、幅度調制模塊、小步進數控衰減器的控制端電連接，并雙向通訊；A/D采樣及控制板的數據端經監控線纜與控制單元相連。5.如權利要求1或4所述的寬帶有源轉發器，其特征在于，所述控制單元，包括微型計算機系統、高速數據采集卡、固態電子盤、鍵盤、顯示器；微型計算機系統，分別與高速數據采集卡、固態電子盤、鍵盤、顯示器電連接，并雙向通訊； 微型計算機系統中拷有寬帶有源轉發器控制軟件； 微型計算機系統的RS422串口、高速數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭俊棟，馬艷敏，李鵬程，洪瀑，曹舸，
申請(專利權)人：中國科學院電子學研究所，
類型：發明
國別省市：