CN215813315U - 一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 - Google Patents
一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215813315U CN215813315U CN202120978282.8U CN202120978282U CN215813315U CN 215813315 U CN215813315 U CN 215813315U CN 202120978282 U CN202120978282 U CN 202120978282U CN 215813315 U CN215813315 U CN 215813315U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- radio frequency
- receiving
- antenna array
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 17
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，包括：频率综合模块，用于输出射频激励信号、本振信号以及时钟信号；射频发射模块，包括：发射天线阵列、功分器和功放模块，所述功放模块的输出端与所述功分器的合口相连接，所述功分器的分口与所述发射天线阵列相连接；射频接收模块，包括：接收天线阵列和下变频模块；数字处理模块，用于接收所述时钟信号和控制命令信号；基于时钟信号和控制命令信号产生控制时序，完成采集数据打包发送；数据存储及控制模块，用于采集数据的存储和控制命令信号的输出。本实用新型的基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，可实现装置小型化，便于拆装运输和安装使用。
Description
技术领域
本实用新型属于海杂波数据获取技术领域，特别涉及一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置。
背景技术
雷达对海面目标进行目标探测时，容易受到复杂海洋环境导致的海杂波影响，为了提高目标探测的检测性能，需要对海杂波进行长期和深入的研究。
海杂波数据获取装置一般包括雷达、数据采集设备、控制用计算机等设备，为了获得各种海情条件下的海杂波，数据获取装置需要经常更换架设点，这就涉及到拆装和运输。
目前，常规的相控阵雷达，各天线阵元对应的接收通道相互独立，射频模块和数字处理模块构造复杂、实现困难、体积大、成本高；常规数据采集设备一般为专用的具备采集功能的机箱，而控制雷达的上位机需要运行在另外一台计算机上，这也导致整个海杂波数据获取装置复杂、体积大、不利于拆卸、搬运和安装。
综上，亟需一种新的基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型的基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，可实现装置小型化，便于拆装运输和安装使用。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，包括：
频率综合模块，用于输出射频激励信号、本振信号以及时钟信号；
射频发射模块，包括：发射天线阵列、功分器和功放模块，所述功放模块的输出端与所述功分器的合口相连接，所述功分器的分口与所述发射天线阵列相连接；其中，所述功放模块的输入端用于接收所述射频激励信号，所述发射天线阵列用于发射射频信号；
射频接收模块，包括：接收天线阵列和下变频模块；其中，所述接收天线阵列用于接收所述发射天线阵列发射的射频信号并输出；所述下变频模块用于接收所述本振信号和所述接收天线阵输出的射频信号，所述下变频模块用于输出中频信号；
数字处理模块，用于接收所述时钟信号和控制命令信号；基于时钟信号和控制命令信号产生控制时序，完成采集数据打包发送；
数据存储及控制模块，用于采集数据的存储和控制命令信号的输出。
本实用新型的进一步改进在于，所述射频激励信号工作频带覆盖9GHz～9.4GHz，且能够实现100MHz间隔的中心频率切换。
本实用新型的进一步改进在于，所述射频发射模块中，所述发射天线阵列为16路发射天线阵列；所述功分器为1分16功分器。
本实用新型的进一步改进在于，所述射频接收模块中，所述接收天线阵列为32路接收天线阵列；所述32路接收天线阵列中，每四路接收天线为一组进行合成，获得合成后的8路天线；
所述下变频模块包括第一下变频模块和第二下变频模块，第一下变频模块和第二下变频模块均设置有4个接入口，所述第一下变频模块的4个接入口连接所述合成后的8路天线中的4路天线，所述第二下变频模块的4个接入口连接所述合成后的8路天线中的另外4路天线。
本实用新型的进一步改进在于，所述数字处理模块和所述数据存储及控制模块通过光纤和网线连接。
本实用新型的进一步改进在于，所述数据存储及控制模块包括：计算机和光纤采集板卡；
所述光纤采集板卡为PCIE接口的光纤采集板卡，用于将光纤传输的数据进行采集并输出；
所述计算机用于接收所述光纤采集板卡输出的数据并存储，所述计算机用于输出所述控制命令信号。
本实用新型的进一步改进在于，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列均采用平面阵列形式，俯仰方向均采用纵列结构。
本实用新型的进一步改进在于，还包括：第一腔体、第二腔体和支架；所述第一腔体和第二腔体通过所述支架组装；所述射频发射模块安装于所述第一腔体内；所述频率综合模块、射频接收模块和数字处理模块安装于所述第二腔体内。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的海杂波数据获取装置，基于相控阵雷达，可实现装置小型化，便于拆装运输和安装使用。其中，本实用新型将射频发射模块和接收模块分为两个结构进行设计，降低了两个模块作为整体的体积，两个模块可独立进行安装和拆除，增加了装置可拆卸性和可搬运性。
本实用新型中，接收天线阵列的32根纵列天线以4个为一组进行合成后再进入接收通道，将原本要求的32通道降低为8通道，有效降低后端处理的体积、成本及处理复杂度。
本实用新型中，射频发射模块的发射天线阵列和射频接收模块的接收天线阵列的单根天线均采用相同的俯仰纵列结构设计，收发天线阵列仅单根天线的组成数量有差异，其实现较为简单，成本较低。
本实用新型中，通过一块PCIE接口的光纤采集板卡实现数据存储的功能，这种设计使数据存储和控制雷达的上位机软件能在同一台通用计算机上实现，可减少设备个数，降低整个装置的成本、体积和重量。
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，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；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说，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他的附图。
图1是本实用新型实施例的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置的结构示意框图；
图2是本实用新型实施例中，天线的俯仰纵列设计示意图；
图3是本实用新型实施例中，实际组装结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面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、完整地描述；显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，包括：频率综合模块、射频发射模块、射频接收模块、数字处理模块以及数据存储设备。
频率综合模块可以输出射频激励信号、本振信号以及时钟信号。射频激励信号工作频带覆盖9GHz～9.4GHz，在该范围内可实现100MHz间隔的中心频率切换。射频激励信号输出到射频发射模块的功放输入端口。本振信号经功分器输出至射频接收模块的下变频的本振输入端口。时钟信号输出至数字处理模块。
射频发射模块包括16路发射天线、1个1分16功分器以及1个功放模块。功放模块将频率综合模块提供的射频激励信号进行功率放大，放大后的信号输入功分器的合口，经过功分器后输入16路天线，通过天线将射频信号发射出去。功放模块主要由驱动放大器和功率放大器等器件组成，外部输入的激励信号输入后，首先经过衰减器调整输入驻波以及功率，然后依次进入第一级驱动放大器、第二级驱动放大器及隔离器，实现功率放大及抗烧毁功能。发射天线为了使发射波束宽度较大，并且实现方位俯仰的低副瓣，若采用平面阵列形式，网络设计较为复杂，故发射天线俯仰方向采用纵列结构设计，如图2所示，实现较为简单，带线结构的馈电结构实现较低副瓣相对容易。发射阵列俯仰纵列设计为16元，方位同样为16元，整个发射天线由16根纵列天线组合而成。
射频接收模块包括32路接收天线、2个下变频模块。32路接收天线每四根为一组进行合成，合成的8路分别进入2个下变频的8个输入端口；频率综合模块提供的本振信号也分别输入2个下变频，使输入的8路射频信号经下变频后输出8路中频信号。下变频模块主要由低噪声放大器、滤波器、混频器、检波器和数控衰减器等器件组成，实现接收信号放大和下变频的功能。接收天线为了实现窄的接收波束宽度，且使接收天线具有较大的接收增益，需增大发射阵面孔径和增加阵元个数，俯仰纵列设计为16阵元，方位为32元，整个接收天线由32根纵列天线组合而成。常规做法是各个接收阵元独立进行接收和处理，这要求天线后端必须有32个独立的接收通道和采集通道，这将极大增加雷达成本、射频接收模块的体积以及数字处理模块的处理复杂度。本接收天线，在合理评估收发双程主副瓣的前提下，采用与发射天线相同的纵列设计，将32根纵列天线以4个为一组进行合成后再进入接收通道，这只要求天线接收后端有8个独立接收通道和采集通道即可，大大降低了雷达成本、体积以及处理的复杂度。
数字处理模块用于接收网口控制命令，产生控制时序，并完成数据打包发送。数字处理模块包括8路AD采集通道、1个FPGA芯片、1个时钟芯片、1个电源芯片，以及1个光纤口和一个网口。FPGA解析网口数据，并产生***控制时序；8路AD分别采集射频接收模块输出的8路中频信号，经FPGA打包处理后，通过光纤口送入数据存储设备。AD芯片具备宽输入带宽和高采样率，采样率最高可到500MSPS。
数据存储设备主要负责数据的采集，由一块PCIE接口的光纤采集板卡将光纤送入的数据进行采集，并将数据存储在通用计算机的硬盘上。这样数据采集功能和控制雷达所用的上位机可以在同一个通用计算机运行，可减少设备个数，降低整个装置的成本、体积和重量。
本实用新型将射频发射模块单独设计为一个结构腔体；将频综模块、射频接收模块和数字处理模块另外放置在一个结构腔体，两部分通过支架进行组装，从而使组成部分更简洁，如图3所示。本实用新型将射频发射模块和接收模块分为两个结构进行设计，降低了两个模块作为整体的体积，两个模块可独立进行安装和拆除，增加了本装置可拆卸性和可搬运性。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，包括：
频率综合模块，用于输出射频激励信号、本振信号以及时钟信号；
射频发射模块，包括：发射天线阵列、功分器和功放模块，所述功放模块的输出端与所述功分器的合口相连接，所述功分器的分口与所述发射天线阵列相连接；其中，所述功放模块的输入端用于接收所述射频激励信号，所述发射天线阵列用于发射射频信号；
射频接收模块，包括：接收天线阵列和下变频模块；其中，所述接收天线阵列用于接收所述发射天线阵列发射的射频信号并输出；所述下变频模块用于接收所述本振信号和所述接收天线阵输出的射频信号，所述下变频模块用于输出中频信号；
数字处理模块，用于接收所述时钟信号和控制命令信号；基于时钟信号和控制命令信号产生控制时序，完成采集数据打包发送；
数据存储及控制模块，用于采集数据的存储和控制命令信号的输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述射频激励信号工作频带覆盖9GHz～9.4GHz，且能够实现100MHz间隔的中心频率切换。
3.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述射频发射模块中，所述发射天线阵列为16路发射天线阵列；所述功分器为1分16功分器。
4.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述射频接收模块中，所述接收天线阵列为32路接收天线阵列；所述32路接收天线阵列中，每四路接收天线为一组进行合成，获得合成后的8路天线；
所述下变频模块包括第一下变频模块和第二下变频模块，第一下变频模块和第二下变频模块均设置有4个接入口，所述第一下变频模块的4个接入口连接所述合成后的8路天线中的4路天线，所述第二下变频模块的4个接入口连接所述合成后的8路天线中的另外4路天线。
5.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述数字处理模块和所述数据存储及控制模块通过光纤和网线连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述数据存储及控制模块包括：计算机和光纤采集板卡；
所述光纤采集板卡为PCIE接口的光纤采集板卡，用于将光纤传输的数据进行采集并输出；
所述计算机用于接收所述光纤采集板卡输出的数据并存储，所述计算机用于输出所述控制命令信号。
7.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，所述发射天线阵列和所述接收天线阵列均采用平面阵列形式，俯仰方向均采用纵列结构。
8.根据权利要求1所述的一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置，其特征在于，还包括：第一腔体、第二腔体和支架；
所述第一腔体和第二腔体通过所述支架组装；
所述射频发射模块安装于所述第一腔体内；
所述频率综合模块、射频接收模块和数字处理模块安装于所述第二腔体内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120978282.8U CN215813315U (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120978282.8U CN215813315U (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215813315U true CN215813315U (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=80172463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120978282.8U Active CN215813315U (zh) | 2021-05-08 | 2021-05-08 | 一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215813315U (zh) |
-
2021
- 2021-05-08 CN CN202120978282.8U patent/CN215813315U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109633568B (zh) | 基于光纤接口的全数字阵列雷达波束形成器设计方法 | |
| US6882311B2 (en) | Digital beamforming radar system | |
| EP2511981B1 (en) | Active array antenna device | |
| CN104330801A (zh) | 一种基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达*** | |
| CN204177963U (zh) | 一种基于全数字阵列的有源相控阵天气雷达*** | |
| CN102955155A (zh) | 一种分布式有源相控阵雷达及其波束形成方法 | |
| CN110320500A (zh) | 一种高集成度、低成本有源相控阵雷达射频前端 | |
| CN107918122A (zh) | 一种便携式场面监视雷达*** | |
| CN112804016B (zh) | 一种模数混合收发共用体制宽带相控阵天线自校准方法 | |
| CN113437529B (zh) | 一种全极化有源相控阵天线阵列 | |
| CN108828546B (zh) | 一种天基多通道动目标雷达接收处理***及方法 | |
| CN111370873A (zh) | 基于时间调制阵列的高效率相位调控*** | |
| CN214336937U (zh) | 一种砖瓦混合式相控阵天线 | |
| CN109917362A (zh) | 基于数字天线阵列的高灵敏度多功能非相干散射雷达*** | |
| CN218412928U (zh) | 一种改进型主动式人体安检成像***的毫米波收发前端 | |
| CN211856883U (zh) | 雷达接收机通道校准装置 | |
| CN104714217A (zh) | 一种用于脉冲多普勒雷达中零距离标定***及方法 | |
| CN106970388A (zh) | 双星Ka FMCW PANEL SAR成像*** | |
| CN102544751A (zh) | 多目标中频数字相控阵天线 | |
| CN113406569A (zh) | 一种应用于低慢小目标探测的三坐标雷达*** | |
| CN113659352A (zh) | 一种星载全极化宽带相控阵天线 | |
| CN209560074U (zh) | 一种成像雷达装置 | |
| CN115207587A (zh) | 一种太赫兹雷达***、前端及波导结构 | |
| CN215813315U (zh) | 一种基于相控阵雷达的海杂波数据获取装置 | |
| CN113917456A (zh) | 一种可跨介质探测水下声源的多通道脉冲多普勒雷达 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A sea clutter data acquisition device based on phased array radar Effective date of registration: 20220325 Granted publication date: 20220211 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: Xi'an xuner Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2022610000111 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230330 Granted publication date: 20220211 Pledgee: Xi'an Science and Technology Financial Service Center Co.,Ltd. Pledgor: Xi'an xuner Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2022610000111 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A sea clutter data acquisition device based on phased array radar Effective date of registration: 20230407 Granted publication date: 20220211 Pledgee: Bank of China Limited Xi'an High tech Development Zone Sub branch Pledgor: Xi'an xuner Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2023980037602 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20220211 Pledgee: Bank of China Limited Xi'an High tech Development Zone Sub branch Pledgor: Xi'an xuner Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2023980037602 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A sea clutter data acquisition device based on phased array radar Granted publication date: 20220211 Pledgee: Bank of China Limited Xi'an High tech Development Zone Sub branch Pledgor: Xi'an xuner Electronics Co.,Ltd. Registration number: Y2024980014410 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |