專利名稱：一種雷達(dá)應(yīng)答裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，尤其是涉及一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，適用于搜救船舶上進(jìn)行搜救工作。
背景技術(shù)：
搜救雷達(dá)應(yīng)答裝置主要為搜救船舶服務(wù)，它通過(guò)接收搜救雷達(dá)發(fā)出的信號(hào)，雷達(dá)應(yīng)答裝置收到此信號(hào)后立即應(yīng)答并向船舶或飛機(jī)回發(fā)應(yīng)答信號(hào)，報(bào)告遇險(xiǎn)位置，正確引導(dǎo)搜救船舶和飛機(jī)前來(lái)實(shí)施救援。在傳統(tǒng)的雷達(dá)應(yīng)答裝置中，所需的頻率信號(hào)是通過(guò)頻率混合芯片(DDS)產(chǎn)生掃頻信號(hào)再與一定頻率的微波信號(hào)混頻后產(chǎn)生所需的信號(hào)，但是頻率混合芯片(DDS)為專用芯片，價(jià)格昂貴，成本高。并且信號(hào)觸發(fā)傳統(tǒng)方法是將微波信號(hào)下變頻到中頻頻率上再進(jìn)行檢波，利用檢波電壓來(lái)觸發(fā)邏輯控制模塊，這種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，在于提供了一種雷達(dá)應(yīng)答裝置， 利用常規(guī)的元器件組成的模塊取代高成本的頻率混合芯片產(chǎn)生所需要的信號(hào)頻率，成本低，信號(hào)觸發(fā)電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，同時(shí)可以自適應(yīng)的對(duì)微波發(fā)射模塊電源進(jìn)行通斷控制。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，包括微波天線、電池、環(huán)形器、微波發(fā)射模塊、鋸齒波掃描模塊、控制模塊、電壓比較模塊、預(yù)定電壓模塊、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊、微波接收模塊、磁靠近開(kāi)關(guān)、電源模塊和聲光報(bào)警模塊，微波天線與環(huán)形器連接，控制模塊通過(guò)依次連接的鋸齒波掃描模塊和微波發(fā)射模塊與環(huán)形器連接，環(huán)形器通過(guò)依次連接的微波接收模塊、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊和電壓比較模塊與控制模塊連接，預(yù)定電壓模塊與電壓比較模塊連接，聲光報(bào)警模塊與控制模塊連接，電池通過(guò)磁靠近開(kāi)關(guān)與電源模塊連接，電源模塊分別與預(yù)定電壓模塊、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊、微波接收模塊、電壓比較模塊、鋸齒波掃描模塊、控制模塊、聲光報(bào)警模塊和微波發(fā)射模塊連接。如上所述的微波發(fā)射模塊包括壓控振蕩單元，推動(dòng)級(jí)功放單元和末級(jí)功放單元， 壓控振蕩單元通過(guò)推動(dòng)級(jí)功放單元與末級(jí)功放單元連接，壓控振蕩單元與鋸齒波掃描模塊連接，末級(jí)功放單元與環(huán)形器連接。如上所述的微波接收模塊包括依次連接的帶通濾波單元和低噪聲放大單元，帶通濾波單元與射頻對(duì)數(shù)檢波模塊連接，低噪聲放大單元與環(huán)形器連接。如上所述的鋸齒波掃描模塊包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第一三極管Ql和第二三極管Q2，第一三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)第三電阻R3與電源連接；第一三極管Ql的基極通過(guò)第一電阻Rl與電源連接，并通過(guò)第二電阻R2與電氣地連接；第一三極管Ql的集極與微波發(fā)射模塊連接，并通過(guò)第四電阻R4與第二三極管Q2的集極連接；第二三極管Q2的基極通過(guò)第五電阻與控制模塊連接；第二三極管Q2的發(fā)射極與電氣地連接，并通過(guò)第一電容Cl與第一三極管Ql的集極連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、利用常規(guī)的元器件組成的模塊取代高成本的頻率混合芯片產(chǎn)生所需要的信號(hào)頻率，成本低；2、采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高的信號(hào)觸發(fā)電路；3、微波接收模塊和微波發(fā)送模塊中使用微波場(chǎng)效應(yīng)管，性能高、穩(wěn)定度好、可靠性高；4、可以自適應(yīng)的對(duì)微波發(fā)射模塊的電源進(jìn)行通斷控制，裝置功耗低。


圖1是一種雷達(dá)應(yīng)答裝置原理示意圖。圖2是一種雷達(dá)應(yīng)答裝置電源連接示意圖。圖3是圖1中微波發(fā)射模塊原理示意圖。圖4是圖1中微波接收模塊原理示意圖。圖5是圖1中鋸齒波掃描模塊的電路示意圖。圖中1-微波天線；2-環(huán)形器；3-微波發(fā)射模塊；4-鋸齒波掃描模塊；5-控制模塊；6-電壓比較模塊；7-預(yù)定電壓模塊；8-射頻對(duì)數(shù)檢波模塊；9-微波接收模塊；10-磁靠近開(kāi)關(guān)；11-電源模塊；12-電池；13-聲光報(bào)警模塊；14-壓控振蕩單元；15-推動(dòng)級(jí)功放單元；16-末級(jí)功放單元；17-帶通濾波單元；18-低噪聲放大單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例
如圖1、圖2所示，一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，包括微波天線1、電池12、環(huán)形器2、微波發(fā)射模塊3、鋸齒波掃描模塊4、控制模塊5、電壓比較模塊6、預(yù)定電壓模塊7、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊 8、微波接收模塊9、磁靠近開(kāi)關(guān)10、電源模塊11和聲光報(bào)警模塊13，微波天線1與環(huán)形器2 連接，控制模塊5通過(guò)依次連接的鋸齒波掃描模塊4和微波發(fā)射模塊3與環(huán)形器2連接，環(huán)形器2通過(guò)依次連接的微波接收模塊9、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8和電壓比較模塊6與控制模塊 5連接，預(yù)定電壓模塊7與電壓比較模塊6連接，聲光報(bào)警模塊13與控制模塊5連接，電池 12通過(guò)磁靠近開(kāi)關(guān)10與電源模塊11連接，電源模塊11分別與預(yù)定電壓模塊7、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8、微波接收模塊9、電壓比較模塊6、鋸齒波掃描模塊4、控制模塊5、聲光報(bào)警模塊 13和微波發(fā)射模塊3連接。
如圖3所示，微波發(fā)射模塊3包括壓控振蕩單元14，推動(dòng)級(jí)功放單元15和末級(jí)功放單元16，壓控振蕩單元14通過(guò)推動(dòng)級(jí)功放單元15與末級(jí)功放單元16連接，壓控振蕩單元14 與鋸齒波掃描模塊4連接，末級(jí)功放單元16與環(huán)形器2連接。微波發(fā)射模塊3用于將鋸齒波掃描模塊4輸出的鋸齒狀電壓轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的頻率信號(hào)并放大到一定的功率輸出到環(huán)形
2 ο如圖4所示，微波接收模塊9包括依次連接的帶通濾波單元17和低噪聲放大單元 18，帶通濾波單元17與射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8連接，低噪聲放大單元18與環(huán)形器2連接。微波接收模塊9用于當(dāng)雷達(dá)應(yīng)答器通過(guò)微波天線1收到雷達(dá)信號(hào)時(shí)，雷達(dá)信號(hào)經(jīng)環(huán)形器2輸出到低噪聲放大單元18進(jìn)行放大，再通過(guò)帶通濾波單元17進(jìn)行匹配濾波最后輸出到射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8。微波天線1用于接收雷達(dá)信號(hào)并向雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，與環(huán)行器2連接實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的雙向傳遞；射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8輸入接微波接收模塊9，輸出接電壓比較模塊6，將經(jīng)過(guò)微波接收模塊9處理的微波信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)放大、鑒頻、并轉(zhuǎn)換成幅度信號(hào)輸至電壓比較模塊 6 ；電壓比較模塊6將輸入信號(hào)在35us內(nèi)與預(yù)定電壓模塊7設(shè)定的比較電壓進(jìn)行快速比較， 然后將比較結(jié)果以TTL電平信號(hào)輸出至控制模塊5 ；射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8和電壓比較模塊6 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的信號(hào)觸發(fā)功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；鋸齒波掃描模塊4在控制模塊5的作用下產(chǎn)生高線性度的鋸齒波掃描電壓，輸入端連接控制模塊5，輸出端連接到壓控振蕩器14 ；控制模塊5在電壓比較模塊6輸出的TTL高電平觸發(fā)信號(hào)下工作。當(dāng)TTL高電平觸發(fā)信號(hào)輸入到控制模塊5時(shí)，控制模塊5將預(yù)先設(shè)定的方波信號(hào)輸出至鋸齒波掃描模塊4，同時(shí)控制電源模塊11給微波發(fā)射模塊3供電；電源模塊11主要將電池12輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成本發(fā)明中各模塊工作需要的各種電壓；磁靠近開(kāi)關(guān)10控制整個(gè)雷達(dá)應(yīng)答裝置的電源的通斷。 控制模塊5還控制著微波發(fā)射模塊3電源的通斷，當(dāng)需要向雷達(dá)發(fā)射微波時(shí)，控制模塊5控制電源模塊11給微波發(fā)射模塊3供電，不需要向雷達(dá)發(fā)射微波時(shí)，控制模塊5控制電源模塊11停止對(duì)微波發(fā)射模塊3供電?？刂颇K5可以通過(guò)繼電器控制電源模塊11對(duì)微波發(fā)射模塊3供電及斷電，還可以通過(guò)控制電源模塊11中使用的電源芯片的使能端來(lái)控制微波發(fā)射模塊3的供電及斷電。如圖5所示，鋸齒波掃描模塊4包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第一三極管Ql和第二三極管Q2，第一三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)第三電阻R3與電源連接；第一三極管Ql的基極通過(guò)第一電阻Rl與電源連接，并通過(guò)第二電阻R2與電氣地連接；第一三極管Ql的集極與微波發(fā)射模塊3連接，并通過(guò)第四電阻R4與第二三極管Q2的集極連接；第二三極管Q2的基極通過(guò)第五電阻與控制模塊5連接；第二三極管Q2的發(fā)射極與電氣地連接，并通過(guò)第一電容Cl與第一三極管Ql的集極連接。當(dāng)控制模塊5輸出低電平到第五電阻R5 —端時(shí)，電源通過(guò)第一三極管Ql對(duì)第一電容Cl充電，此時(shí)鋸齒波掃描模塊4輸出電壓為最高電壓值。控制模塊5輸出預(yù)定頻率的方波信號(hào)到鋸齒波掃描模塊4的輸入端，第二三極管Q2則根據(jù)輸入的方波信號(hào)電平的高低進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)通和截止。當(dāng)?shù)诙龢O管Q2導(dǎo)通時(shí)，第一電容Cl通過(guò)第四電阻R4和第二三極管Q2對(duì)電氣地放電，鋸齒波掃描模塊4輸出電壓下降，當(dāng)?shù)诙龢O管Q2截止時(shí)，第一電容Cl進(jìn)入充電狀態(tài)，鋸齒波掃描模塊4輸出電壓上升。第一電容Cl的充放電過(guò)程導(dǎo)致鋸齒波掃描模塊4輸出電壓的高低變化，通過(guò)調(diào)整第四電容R4的阻值大小，即可以控制第一電容Cl充放電的速度，鋸齒波掃描模塊4輸出電壓就形成了鋸齒波掃描電壓。鋸齒波掃描電壓的線性度由第三電阻R3和第四電阻R4配合控制，調(diào)節(jié)兩個(gè)電阻的阻值就可以得到想要的線性度極好的鋸齒波掃描電壓。本發(fā)明用較少的常規(guī)器件替代昂貴的專用頻率混合芯片DDS，成本低。聲光報(bào)警模塊13包括雙色發(fā)光二極管和蜂鳴器?？刂颇K5對(duì)聲光報(bào)警模塊13 中的雙色發(fā)光二極管和蜂鳴器的電流通斷進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。本發(fā)明的工作方式為
當(dāng)微波天線1接收到雷達(dá)信號(hào)后，通過(guò)環(huán)形器2將雷達(dá)信號(hào)輸入到低噪聲放大單元18對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行放大并輸出至帶通濾波單元17進(jìn)行匹配濾波，將經(jīng)過(guò)帶通濾波單元17處理的雷達(dá)信號(hào)輸入到射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)放大、鑒頻、并轉(zhuǎn)換成幅度信號(hào)輸至電壓比較模塊6，電壓比較模塊6將幅度信號(hào)與預(yù)定電壓模塊7設(shè)定的比較電壓進(jìn)行快速比較，當(dāng)幅度信號(hào)低于電壓比較模塊6的預(yù)定電壓時(shí)，電壓比較模塊6輸出TTL高電平觸發(fā)信號(hào)到控制模塊5，此時(shí)控制模塊5將預(yù)先設(shè)定的方波信號(hào)輸出至鋸齒波掃描模塊 4，同時(shí)控制電源模塊11給微波發(fā)射模塊3供電；當(dāng)幅度信號(hào)高于電壓比較模塊6的預(yù)定電壓時(shí)，電壓比較模塊6輸出TTL低電平到控制模塊5，控制模塊5控制電源模塊11關(guān)斷對(duì)微波發(fā)射模塊3的供電。鋸齒波掃描模塊4根據(jù)輸入的方波信號(hào)輸出高線性度的鋸齒波掃描電壓到壓控振蕩單元14，壓控振蕩單元14將鋸齒波掃描電壓轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)輸出至推動(dòng)級(jí)功放單元15進(jìn)行一級(jí)功率放大，將一級(jí)功率放大后的頻率信號(hào)再經(jīng)過(guò)末級(jí)功放單元16進(jìn)行二級(jí)功率放大輸出至環(huán)形器2，環(huán)形器2通過(guò)微波天線1將頻率信號(hào)發(fā)送給雷達(dá)。磁靠近開(kāi)關(guān)10控制整個(gè)雷達(dá)應(yīng)答裝置的電源模塊11的通斷。微波天線1為自制矩形裂縫天線；環(huán)形器2可以采用M0DHXL9^5 ；壓控振蕩單元 14可以采用HMC511LP5E ；推動(dòng)級(jí)功放單元15可以采用HMC441LP3 ；末級(jí)功放單元16可以采用TC3943 ；控制模塊5可以采用EPMM0T100C5，主要實(shí)現(xiàn)整機(jī)邏輯控制功能；預(yù)定電壓模塊7可以是電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，由兩只高精密電阻組成；電壓比較模塊6可以采用TS3021，其主要原理是將輸入端的電壓與比較端的電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸入端的電壓低于比較端的電壓時(shí)，輸出端輸出TTL高電平，當(dāng)輸入端的電壓高于比較端的電壓時(shí)，輸出端輸出TTL低電平； 射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8可以采用AD8319，其主要實(shí)現(xiàn)的功能是將輸入端輸入的微波信號(hào)的強(qiáng)度在輸出端用電壓大小的形式表現(xiàn)出來(lái)，輸入的信號(hào)強(qiáng)度越大，輸出的電壓越低，用射頻對(duì)數(shù)檢波模塊8和電壓比較模塊6替代傳統(tǒng)的信號(hào)觸發(fā)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；帶通濾波單元17是一個(gè)微帶線形式的電路，靠板間的微帶線間的耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的選擇；低噪聲放大單元18可以采用NE32584，主要對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大；電池12的型號(hào)可以采用 ER34615M/7. 2V/19AH ；電源模塊 11 可以采用 LT1118、LT3436、LT1763_5 和 LMC7660，用于產(chǎn)生本發(fā)明需要的電壓；磁靠近開(kāi)關(guān)10可以采用MKC-27103。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，包括微波天線(1 )、電池(12)、環(huán)形器(2)，其特征在于所述的一種雷達(dá)應(yīng)答裝置還包括微波發(fā)射模塊(3)、鋸齒波掃描模塊(4)、控制模塊(5)、電壓比較模塊(6)、預(yù)定電壓模塊(7)、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊(8)、微波接收模塊(9)、磁靠近開(kāi)關(guān)(10)、 電源模塊(11)和聲光報(bào)警模塊(13)，微波天線(1)與環(huán)形器(2 )連接，控制模塊(5 )通過(guò)依次連接的鋸齒波掃描模塊(4)和微波發(fā)射模塊(3)與環(huán)形器(2)連接，環(huán)形器(2)通過(guò)依次連接的微波接收模塊(9 )、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊(8 )和電壓比較模塊(6 )與控制模塊(5 )連接， 預(yù)定電壓模塊(7 )與電壓比較模塊(6 )連接，聲光報(bào)警模塊(13)與控制模塊(5 )連接，電池 (12)通過(guò)開(kāi)關(guān)(10)與電源模塊(11)連接，電源模塊(11)分別與預(yù)定電壓模塊(7)、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊(8)、微波接收模塊(9)、電壓比較模塊(6)、鋸齒波掃描模塊(4)、控制模塊(5)、 聲光報(bào)警模塊(13)和微波發(fā)射模塊(3 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于所述的微波發(fā)射模塊(3)包括壓控振蕩單元(14)、推動(dòng)級(jí)功放單元(15)和末級(jí)功放單元(16)，壓控振蕩單元(14)通過(guò)推動(dòng)級(jí)功放單元(15)與末級(jí)功放單元(16)連接，壓控振蕩單元(14)與鋸齒波掃描模塊(4) 連接，末級(jí)功放單元(16)與環(huán)形器(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于所述的微波接收模塊(9)包括依次連接的帶通濾波單元(17)和低噪聲放大單元(18)，帶通濾波單元(17)與射頻對(duì)數(shù)檢波模塊(8 )連接，低噪聲放大單元(18 )與環(huán)形器(2 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，其特征在于所述的鋸齒波掃描模塊 (4)包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、 第一三極管Ql和第二三極管Q2，第一三極管Ql的發(fā)射極通過(guò)第三電阻R3與電源連接； 第一三極管Ql的基極通過(guò)第一電阻Rl與電源連接，并通過(guò)第二電阻R2與電氣地連接；第一三極管Ql的集極與微波發(fā)射模塊(3)連接，并通過(guò)第四電阻R4與第二三極管Q2的集極連接；第二三極管Q2的基極通過(guò)第五電阻與控制模塊(5)連接；第二三極管Q2的發(fā)射極與電氣地連接，并通過(guò)第一電容Cl與第一三極管Ql的集極連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雷達(dá)應(yīng)答裝置，包括微波天線、電池、環(huán)形器，微波發(fā)射模塊、鋸齒波掃描模塊、控制模塊、電壓比較模塊、預(yù)定電壓模塊、射頻對(duì)數(shù)檢波模塊、微波接收模塊、磁靠近開(kāi)關(guān)、電源模塊和聲光報(bào)警模塊?？刂颇K可以通過(guò)控制鋸齒波掃描模塊直接產(chǎn)生所需的頻率信號(hào)，同時(shí)可以控制微波發(fā)射模塊電源的通斷，射頻對(duì)數(shù)檢波模塊可以對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)放大、鑒頻、并轉(zhuǎn)換成幅度信號(hào)，本發(fā)明用常規(guī)器件替代高成本的頻率混合芯片，成本低；信號(hào)觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高；可以自適應(yīng)的對(duì)微波發(fā)射模塊的電源進(jìn)行通斷控制，裝置功耗低。
文檔編號(hào)G01S7/282GK102323568SQ20111016383
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者任學(xué)鋒, 張東華, 易先林, 梁曦 申請(qǐng)人:武漢中原電子集團(tuán)有限公司