[實用新型]雷達發射功率測量及頻率自動跟蹤系統

有效

• 申請號: 201720086941.0
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206450823U
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 金凌;李進;王文瀚;鄭霖;莫小云;陳智慧
• 申請（專利權）人: 上海廣電通信技術有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本實用新型屬于雷達發射功率測量及頻率自動跟蹤技術領域，具體涉及一種非相參船用導航雷達發射功率測量及頻率自動跟蹤裝置。

背景技術

船用導航雷達主要用于海上目標的探測與跟蹤，輔助船舶導航避碰，保障航行安全。

隨著船舶航行環境的日益復雜，導航雷達的性能，直接關系到船舶的航行安全與船上人員的生命安危。目前船用導航雷達普遍采用磁控管作為雷達發射機的微波功率放大器件，由于磁控管的發射功率隨著時間延長和運行環境影響會有所減小，如果不能及時發現，會導致雷達回波信號質量急劇下降，影響雷達回波顯示效果，嚴重影響船只航行安全，所以功率測量，尤其是對雷達測控管的發射功率的實時監測，極有必要，此外，在有些特殊測量場合，如果可以實時獲得磁控管的發射功率的信息，可以更有效的測量目標的反射截面積數值。

傳統的發射功率測量方法，需要使用價格昂貴、測試復雜和體積龐大的功率探頭和功率計，而且傳統測量方法需要斷開雷達發射機和雷達天線后，才能接入測量設備進行測量，無法實現實時測量，不能及時發現和更換老化的磁控管。

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題是，克服現有技術的雷達發射功率測量需要用價格昂貴、體積龐大、操作復雜的功率探頭和功率計，且不能實時自檢的缺陷，提供一種體積小，成本低，特別是可以直接安裝于導航雷達伺服單元內，對雷達發射功率變化進行實時自檢，而且可以利用雷達自帶的中頻放大器板，觀測磁控管的功率變化的結果，有效的降低系統的復雜度、提高效率和降低成本。

本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的：一種雷達發射功率測量及頻率自動跟蹤系統，其特征是，所述系統由功率耦合器、混頻器、功率放大器、壓控振蕩器和雷達功率自動跟蹤模塊組成；雷達功率自動跟蹤模塊由低噪聲中頻放大電路、帶通濾波器電路、能量電壓轉換電路、60MHz脈沖信號產生電路和延時電路，以及頻率跟蹤電路組成；雷達發射的射頻信號源通過功率耦合器并經過混頻器下變頻為中頻脈沖，混頻器輸出的中頻脈沖進入雷達功率自動跟蹤模塊后分成兩路連接，一路連接頻率跟蹤電路，頻率跟蹤電路的輸出端連接所述壓控振蕩器的控制端，壓控振蕩器的輸出端連接功率放大器，功率放大器的輸出端連接混頻器；混頻器輸出端的另一路連接所述低噪聲中頻放大電路，低噪聲中頻放大電路的輸出端依次與帶通濾波器電路、能量電壓轉換電路以及60MHz脈沖信號產生電路連接，60MHz脈沖信號產生電路經過延時電路輸出中頻脈沖信號到雷達中頻放大器板；頻率跟蹤電路設有用于把接收到的雷達中頻信號的頻率和參考的 60MHz頻率進行比較的比較器，比較器根據接收到的雷達中頻頻率和60MHz頻率的差別成正比地輸出控制電壓至壓控振蕩器的控制端，壓控振蕩器根據控制端接收到的信號改變振蕩器的輸出頻率，該改變后的輸出頻率與雷達射頻信號在振蕩器混頻產生具有新頻率的中頻脈沖，該新頻率的中頻脈沖重新輸入所連接的混頻器。

頻率跟蹤電路用于監控雷達發射信號頻率，通過比較混頻后中頻信號與60MHz參考信號得知兩者的相位差。頻率跟蹤電路和功率放大器、壓控振蕩器配合可以有效補償磁控管因為工作時間和工作環境的變化所產生的頻率漂移，確保雷達中頻信號鎖定在60MHz。另一路中頻脈沖的信號，通過低噪聲放大電路和帶通濾波器電路后，進入能量電壓轉換電路，能量電壓轉化電路根據中頻脈沖的功率大小，產生對應的電壓數值，產生的模擬電壓信號控制60MHz脈沖信號產生電路的輸出功率，使得中頻輸出功率和雷達射頻信號功率成正比關系。

于此同時，功率測量及頻率自動跟蹤系統可以對磁控管的發射脈沖信號進行頻率跟蹤，改變本系統中的本地振蕩器頻率，補償磁控管的頻率漂移，使得下變頻后的中頻信號穩定在60MHz，從而可以利用雷達自帶的中頻放大器板，觀測磁控管的功率變化的結果，這有效的降低了這個系統的復雜度。

優選方案，壓控振蕩器使用射頻場效應管作為有源器件,射頻場效應管設有使其工作處于負阻狀態的靜態工作點，射頻場效應管與壓控電容二極管連接，起振條件滿足壓控振蕩器的輸出頻率范圍為 9440MHz到9500MHz，輸出的功率為2dBm。

優選方案，功率放大器采用共發射極拓撲結構，功率放大器從9440MHz至9500MHz頻段范圍內的增益為6dB。

優選方案，混頻器采用單平衡結構，混頻器本振信號和中頻信號的隔離度為40dB，混頻器的混頻損耗為9dB。

混頻器用以實現本地振蕩器端和中頻輸出端之間的有效隔離，而且可以有效的抑制射頻回波信號和本地振蕩器中的偶次諧波，減小了混頻損耗，提高混頻器的性能。