專利名稱：高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用寬波束測海的高頻地波雷達(dá)的應(yīng)答裝置，屬于雷達(dá)探測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，寬波束高頻地波雷達(dá)因其天線陣列簡單而具有造價(jià)低、占地面積小的特點(diǎn)，所以使用非常普遍，但這類雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的分辨率主要是依靠軟件算法來提高，為了校準(zhǔn)目標(biāo)信號(hào)的到達(dá)角，也就是說要檢驗(yàn)軟件算法的準(zhǔn)確性，就要求有一個(gè)已知的應(yīng)答信號(hào)，有了這個(gè)信號(hào)，在海面上，或在條件許可的陸地上即可以對(duì)高頻地波雷達(dá)進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定，因此寬波束雷達(dá)必須配備一個(gè)應(yīng)答裝置來校準(zhǔn)信號(hào)的到達(dá)角，且要求應(yīng)答信號(hào)的頻譜在0.2--0.7Hz的范圍內(nèi)靈活改變，而現(xiàn)有的應(yīng)答器送出的信號(hào)是一個(gè)0.5Hz的固定頻譜，不能很好地滿足寬波束高頻地波雷達(dá)對(duì)應(yīng)答裝置的需要，且現(xiàn)有應(yīng)答器的結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，該裝置將收到的雷達(dá)主站發(fā)射信號(hào)變換成中頻信號(hào)并延時(shí)一個(gè)固定時(shí)間后再連接到還原及發(fā)射電路，同時(shí)用一片本振頻率產(chǎn)生器AD9854以時(shí)分的形式產(chǎn)生兩個(gè)頻率不同的本振信號(hào)，在發(fā)射信號(hào)中插入識(shí)別信號(hào)，即在發(fā)射的時(shí)候變換本振頻率使發(fā)射的信號(hào)頻率與接收的信號(hào)頻率之間存在0.2--0.7Hz頻差，從而達(dá)到通過改變接收和發(fā)射的本振頻率，實(shí)現(xiàn)使兩者頻差在0.2--0.7Hz之間可調(diào)的目的。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置主要包括接收與延時(shí)電路、同步控制電路、頻率源電路、信號(hào)還原電路及功率放大與發(fā)射電路，接收與延時(shí)電路的輸入為雷達(dá)主站的高頻信號(hào)，接收電路的延時(shí)線輸出與信號(hào)還原電路連接；頻率源電路的信號(hào)以FSK(頻移鍵控)的形式分兩路輸出，一路接接收與延時(shí)電路，另一路接信號(hào)還原電路；同步控制電路的三路輸出分別與接收與延時(shí)電路、信號(hào)還原電路、頻率源電路和功率放大與發(fā)射電路連接。其中，頻率源電路由本振頻率產(chǎn)生器AD9854和對(duì)AD9854產(chǎn)生的頻率進(jìn)行選擇的常規(guī)芯片組，以及常規(guī)外圍分離器件組成；接收與延時(shí)電路主要由開關(guān)芯片SA630、放大器A06、濾波器SBP、混頻器JMS-1MH、放大器Gali52、延遲線及常規(guī)外圍器件連接而成，開關(guān)芯片SA630有兩個(gè)，分別與放大器A06輸入、輸出連接；同步控制電路主要由EPM3256及外圍常規(guī)分離器件構(gòu)成，共產(chǎn)生3個(gè)脈沖信號(hào)即發(fā)射脈沖信號(hào)(TP)及它的反相信號(hào)(NTP)，以及壓地波控制脈沖(TB)；功率放大與發(fā)射電路則主要由兩級(jí)放大器組成；信號(hào)還原電路主要由放大器、混頻器ADE-1ASK、開關(guān)控制芯片SA630和濾波器連接而成。
本實(shí)用新型用AD9854芯片產(chǎn)生2個(gè)頻率不同的信號(hào)，以FSK(頻移鍵控)的形式輸出，再用一個(gè)開關(guān)電路將其分開后，分別送到接收組件和信號(hào)還原組件，從而使應(yīng)答器的接收頻率和發(fā)射頻率之間存在頻差，并通過計(jì)算機(jī)使其頻差在0.2--0.7Hz之間可調(diào)。因這個(gè)信號(hào)是在該裝置接收到雷達(dá)信號(hào)后加入的一個(gè)標(biāo)識(shí)信號(hào)，于是我們很容易區(qū)分出應(yīng)答信號(hào)和海洋回波，應(yīng)答器的地理坐標(biāo)是已知的，因此它可以用來校準(zhǔn)同一地理坐標(biāo)的海洋回波。而且，將該裝置放在地波雷達(dá)的探測區(qū)域內(nèi)的任何一個(gè)地方均能接收到雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)，并能將此信號(hào)放大后發(fā)回雷達(dá)主站。


圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
圖2是本實(shí)用新型的接收及延時(shí)電路圖。
圖3是本實(shí)用新型的頻率源電路圖。
圖4是本實(shí)用新型的信號(hào)還原電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的放大與發(fā)射電路圖。
圖6是本實(shí)用新型的同步控制電路圖。
圖7是本實(shí)用新型的同步控制電路中信號(hào)的時(shí)序關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型提供的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置主要包括接收與延時(shí)電路1、同步控制電路2、頻率源電路3、信號(hào)還原電路4及功率放大與發(fā)射電路5，接收與延時(shí)電路1的輸入為雷達(dá)主站的高頻信號(hào)，接收電路的延時(shí)線輸出與信號(hào)還原電路4連接；頻率源電路3的信號(hào)以FSK的形式分兩路輸出，一路接接收與延時(shí)電路1，另一路接信號(hào)還原電路4；同步控制電路2的三路輸出分別與接收與延時(shí)電路1、信號(hào)還原電路4、頻率源電路3及放大與發(fā)射電路5連接。下面以具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明
接收與延時(shí)電路(見圖2)包括開關(guān)芯片SA630(T1、T3)、放大器A06(T2)、濾波器SBP(T4)、混頻器JMS-1MH(T5)、放大器Gali52(T6)、64μS延遲線(T7)及其外圍電路。由天線進(jìn)來的高頻信號(hào)經(jīng)J1到達(dá)開關(guān)SA630(T1)的3腳，這個(gè)開關(guān)由TB(來自同步控制電路)來控制，當(dāng)TB為高電平時(shí)，將輸入的信號(hào)從SA630(T1)的8腳輸出，送給A06放大后，再次經(jīng)過一個(gè)開關(guān)SA630(T3)，在TB的控制下從SA630(T3)的3腳輸入，8腳輸出。這里的兩個(gè)開關(guān)基本可以使發(fā)射信號(hào)不進(jìn)入到接收機(jī)來。從T3輸出的信號(hào)輸入到SBP(T4)濾波，然后T4輸出的信號(hào)經(jīng)R3、R4、R5組成的衰減器后輸入到JMS-1MH(T5)與本振信號(hào)相混頻，接著T5輸出信號(hào)經(jīng)C11后被Gali52(T6)放大送到延時(shí)線(T7)，進(jìn)行64μs的延時(shí)。最后延時(shí)線的輸出接一個(gè)變壓器T8以便與下一個(gè)電路的阻抗匹配。
頻率源電路如圖3所示，它主要由MAX232(T9)、89C51(T10)、SN74HC245(T11)、SN74HC573(T12)、SN74HC125(T13)、本振頻率產(chǎn)生器AD9854(T14)及濾波器PLP(T15)連接而成，T14為主芯片，采用AD9854，由它可產(chǎn)生本實(shí)用新型所需的特定頻率的信號(hào)，其輸出頻率的選擇由計(jì)算機(jī)通過芯片T9——T15對(duì)其寫入適當(dāng)?shù)目刂谱謥韺?shí)現(xiàn)。具體工作過程可以這樣來描述，由計(jì)算機(jī)編程，經(jīng)RS-232接口——圖3中的J3，再由T9進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后向89C51(T10)寫數(shù)據(jù)，T10則根據(jù)指令經(jīng)T11數(shù)據(jù)緩沖、T12地址鎖存后連接到AD9854的1-8腳和14-19腳，將頻率控制字和控制命令送到T14，T14的輸出信號(hào)經(jīng)帶通濾波器T15后由J4送出。在這里通過設(shè)置AD9854的頻率控制字使其工作在FSK的工作狀態(tài)，用同步控制電路產(chǎn)生的TP信號(hào)來控制AD9854的29腳，當(dāng)T14的29腳為低電平時(shí)，T14的輸出頻率為T14的頻率控制字1對(duì)應(yīng)的頻率，當(dāng)T14的29腳為高電平時(shí)，T14的輸出頻率為T14的頻率控制字2對(duì)應(yīng)的頻率，同時(shí)T14的29腳為高電平時(shí)的輸出本振給發(fā)射組件，T14的29腳為低電平時(shí)的輸出本振給接收組件。通過設(shè)置T14的頻率控制字來使發(fā)射信號(hào)的載波頻率與接收信號(hào)的載波頻率相差0.5Hz或其他頻率(0.2-0.7Hz之間)，從而通過這種變換本振信號(hào)的FSK方式來實(shí)現(xiàn)在模擬的目標(biāo)回波信號(hào)中加入一個(gè)標(biāo)識(shí)信號(hào)。
應(yīng)答信號(hào)還原電路(見圖4)包括以Gali52(T16、T17)為主要器件的放大電路、混頻器ADE-1ASK(T18)、開關(guān)控制芯片SA630(T19)、濾波器(T21)。本振放大由T17完成，圖3中AD9854輸出的信號(hào)經(jīng)C34送到T17的1腳，放大后從3腳送出，經(jīng)C36送T19再分為兩路，一路從5腳送出經(jīng)C37與混頻器T18的1腳相連，一路從8腳送出與接收電路中的JMS-1MH(圖2中的T5)相連，當(dāng)控制開關(guān)的信號(hào)NTP為低時(shí)，本振信號(hào)送到混頻器T18的1腳，當(dāng)控制開關(guān)的信號(hào)NTP為高時(shí)，本振信號(hào)送到接收機(jī)電路中的T5的1腳?；祛l輸出的信號(hào)從5腳送出經(jīng)后面的帶通濾波器T21選頻后取出差頻信號(hào)，即還原了接收信號(hào)。假設(shè)接收機(jī)的天線收進(jìn)來的信號(hào)頻率為f1，接收時(shí)本振頻率為F，還原時(shí)本振頻率為F+0.5Hz，還原電路輸出的頻率為f2，即有接收機(jī)輸出的中頻為f＝F-f1＝4.43MHzf2＝F+0.5-(F-f1)＝(f1+0.5)Hz功率放大及發(fā)射電路(如圖5所示)包括以A06(T22)、RF2317(T23)為主的兩級(jí)放大電路和以9014(T25、T26)、A966(T27)、9014(T28、T29)、A966(T30)為主的發(fā)射控制組件，控制脈沖經(jīng)R64加到T25的b腳，當(dāng)脈沖到來時(shí)，T25、T26、T27均導(dǎo)通，9V電源經(jīng)T27給T22供電，T22有輸出，脈沖沒來時(shí)，上述的T25、T26、T27均截止，T22也無信號(hào)送出。
T22和T23對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，T23采用了RF2317組件，T22輸出的信號(hào)經(jīng)C59送到T23的4腳，經(jīng)T23放大后的信號(hào)從13腳送出，經(jīng)后面的帶通濾波器T24后經(jīng)J10送到收發(fā)共用天線的開關(guān)電路去。這里用T28、T29、T30控制RF2317的偏置電壓，當(dāng)脈沖經(jīng)R68加到T28時(shí)，T28、T29、T30均導(dǎo)通，12V電源經(jīng)T30給T23供電，T23有輸出。脈沖沒來時(shí)，上述的T28、T29、T30均截止，T23也無信號(hào)送出。
同步控制電路見圖6所示，圖中的T34采用ALTER公司MAX3000系列芯片中的EPM3256來設(shè)計(jì)，它產(chǎn)生三路脈沖信號(hào)發(fā)射脈沖(TP)；發(fā)射脈沖的反相信號(hào)(NTP)；壓地波脈沖(TB)。它們的波形圖和時(shí)序關(guān)系見圖7所示。當(dāng)TP為高電平時(shí)發(fā)射，TB為高電平時(shí)接收。
權(quán)利要求1.一種高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于裝置至少包括接收與延時(shí)電路、頻率源電路、信號(hào)還原電路、功率放大與發(fā)射電路及同步控制電路，接收與延時(shí)電路的輸入為雷達(dá)主站的高頻信號(hào)，接收電路的延時(shí)線輸出與信號(hào)還原電路連接；頻率源電路的信號(hào)以FSK的形式分兩路輸出，一路接接收與延時(shí)電路，另一路接信號(hào)還原電路；同步控制電路的三路輸出分別與接收與延時(shí)電路、信號(hào)還原電路、頻率源電路及功率放大與發(fā)射電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于頻率源電路由本振頻率產(chǎn)生器AD9854和對(duì)AD9854產(chǎn)生的頻率進(jìn)行選擇的常規(guī)芯片組，以及常規(guī)外圍分離器件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于頻率源電路主要由MAX232、89C51、SN74H245、SN74HC573、SN74HC125、本振頻率產(chǎn)生器AD9854、及濾波器PLP芯片連接而成，AD9854為主芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于接收與延時(shí)電路主要由開關(guān)芯片SA630、放大器A06、濾波器SBP、混頻器JMS-1MH、放大器Gali52、延遲線及常規(guī)外圍器件連接而成，開關(guān)芯片SA630有兩個(gè)，分別與放大器A06輸入、輸出連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于同步控制電路主要由EPM3256及外圍常規(guī)分離器件構(gòu)成，共產(chǎn)生3個(gè)脈沖信號(hào)即發(fā)射脈沖信號(hào)(TP)及它的反相信號(hào)(NTP)，以及壓地波控制脈沖(TB)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于信號(hào)還原電路主要由放大器、混頻器ADE-1ASK、開關(guān)控制芯片SA630和濾波器連接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于功率放大與發(fā)射電路主要由兩級(jí)放大電路組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于頻移鍵控技術(shù)(即FSK技術(shù))的高頻地波雷達(dá)應(yīng)答裝置，它主要由接收與延時(shí)電路、頻率源電路、信號(hào)還原電路、功率放大與發(fā)射電路和同步控制電路構(gòu)成，該應(yīng)答裝置通過計(jì)算機(jī)設(shè)定接收和發(fā)射的本振頻率，使兩者頻差在0.2－0.7Hz之間可調(diào)，為寬波束雷達(dá)測試目標(biāo)信號(hào)到達(dá)角提供了一個(gè)頻譜在0.2－0.7Hz的范圍內(nèi)靈活改變的應(yīng)答信號(hào)。
文檔編號(hào)G01S13/88GK2775679SQ200520095680
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者石振華, 何柏林, 徐新軍, 董鵬 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)