[發(fā)明專利]一種海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010127087.4
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111537806A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王心鵬;王斌;張東亮;王光杰;黨超群;張鎖平
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋技術(shù)中心
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G01R29/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，包括：標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)射單元、標(biāo)準(zhǔn)增益天線、殼體以及安裝于殼體內(nèi)部的綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、寬帶接收單元、天線偏置單元以及可充電內(nèi)置電池；

所述標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)射單元，包括定位模塊、用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)固定頻率信號的專用DDS芯片以及與所述DDS芯片信號輸出端連接的發(fā)射天線；地波雷達(dá)天線接收所述標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)射單元的發(fā)射天線發(fā)出的信號；

所述標(biāo)準(zhǔn)增益天線用于接收地波雷達(dá)發(fā)射的無線電磁信號，且所述標(biāo)準(zhǔn)增益天線的形狀結(jié)構(gòu)以及極化方式與地波雷達(dá)發(fā)射天線的形狀結(jié)構(gòu)以及極化方式保持一致；

所述寬帶接收單元包括射頻與信號處理電路，所述射頻與信號處理電路用于提取輸入信號的頻譜特征；

所述綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與所述射頻與信號處理電路的輸出端連接；

當(dāng)測量信號的頻率、帶寬、待測頻段及頻點(diǎn)處的場強(qiáng)時，將所述射頻與信號處理電路的輸入端通過所述天線偏置單元與所述標(biāo)準(zhǔn)增益天線的輸出端連接，所述綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)所述射頻與信號處理電路輸出的頻譜特征信號，確定輸入信號的頻率、帶寬、待測頻段及頻點(diǎn)處的場強(qiáng)；當(dāng)測量地波雷達(dá)的天線方向圖時，將所述射頻與信號處理電路的輸入端通過所述天線偏置單元與地波雷達(dá)接收天線的輸出端連接，所述綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)所述射頻與信號處理電路輸出的頻譜特征信號以及所述定位模塊提供的位置信息，確定地波雷達(dá)的天線方向圖；

所述可充電內(nèi)置電池用于為所述寬帶接收單元、所述綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及天線偏置單元供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述計量裝置還包括：雙向耦合器和衰減器，在測量地波雷達(dá)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率時，所述雙向耦合器安裝于地波雷達(dá)發(fā)射機(jī)與地波雷達(dá)發(fā)射天線之間，所述衰減器的輸入端與所述雙向耦合器的耦合輸出端相連接，所述衰減器的輸出端與所述射頻與信號處理電路的輸入端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述雙向耦合器的隔離度不低于30dB。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述射頻與信號處理電路包括：射頻信號處理子單元、基于FPGA的數(shù)字信號處理子單元以及微處理器，所述微處理器用于控制FPGA的處理過程；所述射頻與信號處理電路的輸入信號依次經(jīng)過所述射頻信號處理子單元和所述數(shù)字信號處理子單元后輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述射頻信號處理子單元包括：本地振蕩器、射頻輸入衰減器、低通濾波器、放大器、混頻器、帶通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入信號依次經(jīng)過所述射頻輸入衰減器、所述低通濾波器、所述放大器進(jìn)入所述混頻器，所述本地振蕩器發(fā)出的本振信號經(jīng)所述放大器進(jìn)入所述混頻器，混頻輸出的信號經(jīng)過所述帶通濾波器后，得到差頻信號，所述差頻信號經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器后輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述基于FPGA的數(shù)字信號處理子單元包括：數(shù)字下變頻模塊、低通濾波模塊、降速抽取模塊以及頻譜計算模塊，所述數(shù)字下變頻模塊由一個乘法器和一個直接數(shù)字合成器組成，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號依次經(jīng)過所述數(shù)字下變頻模塊、低通濾波模塊、降速抽取模塊以及頻譜計算模塊后輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋地波雷達(dá)電磁信號現(xiàn)場計量裝置，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)射單元還包括：處理器、電源模塊、數(shù)傳電臺及天線；所述處理器通過UART接口接收外部輸入?yún)?shù)，經(jīng)分析處理形成DDS芯片的控制參數(shù)，并通過SPI口將所述控制參數(shù)寫入DDS芯片；所述處理器還用于提取所述定位模塊接收到的位置信息，并將所述位置信息通過所述數(shù)傳電臺及天線傳輸至所述綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述電源模塊為所述標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)射單元供電。