本發明專利技術公開了一種實現測波雷達性能監視的裝置，包括性能監視器、控制板；性能監視器中，PM天線接收雷達收發機發射信號，通過頻率轉換單元將耦合接收到信號進行下變頻至中頻；頻率轉換單元、分配器、第一復用器順序連接，分配器、第一復用器將中頻信號分成2路：1路送至檢波器實現信號強度的檢測，1路送至AFC環路實現頻率跟蹤；控制板實現若干模擬測波雷達發射脈沖信號；雷達天線接收性能監視器產生模擬雷達發射脈沖信號，并將回波信號送至顯示控制單元，顯示控制單元記錄和指示雷達收發機的性能和工作狀態。本發明專利技術在不干涉雷達正常運行狀態下，能夠實時監控雷達發射機和接收機的動態響應。
【技術實現步驟摘要】
一種實現測波雷達性能監視的裝置及方法
本專利技術涉及雷達性能監測領域，特別涉及一種實現測波雷達性能監視的裝置及方法。
技術介紹
測波雷達是在X-波段導航雷達基礎上衍生出來一種專用雷達，通過天線發射和接收定向電磁波束，借助海浪與回波在海面會產生“布拉格散射”機制，通過將回波圖像進行三維傅里葉變換，得到圖像的波數頻率譜；再基于波譜的多普勒頻移，導出海表面流的反演過程，進而實現對海浪方向譜、有效波高和單個波參數測量，并提取海浪場、海面流場、水深和海面風速等信息。世界各國均大力致力于X波段雷達海浪監測系統的實現，陸續推出相關商用測波雷達系統。國內雖然起步比較晚，近年來也有長足的進步。無論國外、國內主流測波雷達中雷達頭基本采用磁控管雷達，優點：成本相對較低，普及率廣；缺點：長時間使用雷達的發射機(磁控管)發射功率和接收靈敏度性能下降。特別是在測波雷達應用于無人值守、長時間運行時往往導致測波雷達的狀態模糊，測波、測浪精度降低，使操作人員不能輕易發現雷達系統存在的問題。傳統上的雷達監視器僅實現粗略性能監控(國外雷達頭其高級控制功能不開放對外使用)，同時性能監視與正常使用無法同時兼顧，無法滿足測波雷達系統的更高需求。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種實現測波雷達性能監視的裝置，能夠實現監控雷達發送機(磁控管)電流隨時間的變化；監控雷達的總運行時間及發射時間，周期記錄對比雷達影像差異；結合測波雷達使用特性，在不干涉雷達正常運行狀態下，實時監控雷達發射機和接收機的動態響應。本專利技術的另一目的在于提供一種實現測波雷達性能監視的方法。本專利技術的目的通過以下的技術方案實現：一種實現測波雷達性能監視的裝置，包括性能監視器(PM)、控制板，所述測波雷達包括雷達天線、雷達收發機、顯示控制單元，所述性能監視器包括PM天線、頻率轉換單元、分配器、第一復用器、檢波器、AFC環路；其中PM天線接收雷達收發機發射信號，通過頻率轉換單元將耦合接收到信號進行下變頻至中頻；頻率轉換單元、分配器、第一復用器順序連接，分配器、第一復用器將中頻信號分成2路：1路送至檢波器實現信號強度的檢測，1路送至AFC環路實現頻率跟蹤；控制板通過時序控制和增益控制實現若干模擬測波雷達發射脈沖信號(其頻率與測波雷達發射信號一致，大小正比與雷達發射功率)；雷達天線接收性能監視器產生模擬雷達發射脈沖信號，通過雷達收發機的接收通道將回波信號送至顯示控制單元，顯示控制單元再通過圖形和文本的方式記錄和指示雷達收發機的性能和工作狀態。所述頻率轉換單元包括雙向耦合器、3dB環形電橋、混頻功率二極管、衰減器。所述頻率轉換單元實現將9.41GHz雷達信號轉換成60MHz的中頻信號，用于信號功率檢測和頻率跟蹤。所述頻率轉換單元包括雙向耦合器、3dB環形電橋、混頻功率二極管、衰減器；所述雷達天線接收的雷達射頻信號、本振信號(9.47GHz)分別連接到雙向耦合器的網絡端口1、2；雙向耦合器的耦合網絡端口3通過混頻功率二極管連接到中頻放大器；雙向耦合器的端口4通過衰減器連接到門限檢測保護電路。所述檢波器包括依次連接的功率檢波器、第一運放器、A/D單元，其中功率檢波器與復用器連接，A/D單元與控制板連接。所述AFC環路包括順序連接的第一放大器、鑒頻器、低通濾波器、第二運放器，其中第一放大器與復用器連接。所述鑒頻器由一個高頻(相對鑒頻器零頻)濾波器和一個低頻濾波器并聯，通過檢波二極管反接相減實現。所述性能監視器還包括依次連接的第二復用器、X波段壓控振蕩器、第二放大器、第一隔離器，其中控制板產生的模擬測波雷達發射脈沖信號(即掃頻信號)傳輸至第二復用器，第一隔離器與頻率轉換單元連接。第一隔離器、第二放大器、X波段壓控振蕩器、第二復用器組成一個反饋控制環路，實現測波雷達發射信號頻率的跟蹤檢測。所述性能監視器還包括依次連接的本振OSC、第三放大器、衰減器、延時控制單元、第二隔離器，還包括D/A單元單元，控制板與延時控制單元連接，控制板通過D/A單元單元與衰減器連接。延時控制單元、控制板中延時控制單元(時序控制)、第三放大器、本振OSC、檢波器組成一個反饋控制環路，實現測波雷達發射功率的檢測和指示。本專利技術的另一目的通過以下的技術方案實現：一種實現測波雷達性能監視的方法，包括以下順序的步驟：S1、PM天線接收雷達收發機發射脈沖信號；S2、頻率轉換單元將接收到高頻RF信號下變頻成IF中頻信號；S3、根據功率檢波器、第一運放器、A/D單元以及控制板計算得到發射機功率大小，根據功率大小區間量化控制時序和增益(見圖4中時序及增益控制曲線)后，產生若干跟等間隔遞減脈沖信號；S4、通過PM天線發射模擬脈沖信號到雷達收發機；S5、顯示控制單元根據設置的性能監視扇區將PPI圖上繪制模擬脈沖信號干涉圖形，并周期記錄收發機運行時間、磁控管發射時間及性能監視扇區的截圖信息。本專利技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：相比于傳統導航雷達性能監測裝置，本專利技術可實現在不干涉雷達正常運行狀態下，實時監控雷達發射機和接收機的動態響應，且具備更高的測量精度和準確性。附圖說明圖1是本專利技術所述一種實現測波雷達性能監視的裝置的結構示意圖。圖2a是本專利技術所述雷達收發單元的功能框圖。圖2b是本專利技術所述雷達收發單元中控制板的功能框圖。圖3是本專利技術實施磁控管在不同脈沖模式下磁控管電流的周期測試的記錄圖。圖4是本專利技術實施性能監視器的時序控制示意圖。圖5a是本專利技術實施性能監視器的鑒頻(AFC)曲線示意圖。圖5b是本專利技術實施性能監視器的功率檢測特性曲線示意圖。圖6a是本專利技術實施雷達收發機的性能監控指示示意圖，此時發射機正常，接收機正常。圖6b是本專利技術實施雷達收發機的性能監控指示示意圖，此時發射機功率降低3dB，接收機正常。圖6c是本專利技術實施雷達收發機的性能監控指示示意圖，此時發射機功率降低3dB，接收機靈敏度降低3dB。圖7是本專利技術實施設置性能監視扇區顯示示意圖。其中，附圖標記含義如下：101-雷達天線、102-雷達收發機、103-磁控管、104-調制器、105-控制板、200-顯示控制單元、300-性能監視器、301-PM天線、302-頻率轉換單元、303-第一隔離器、304-第二放大器、305-X波段壓控振蕩器、306-第二復用器、307-掃頻信號、308-門限檢測保護電路、309-分配器、310-第二隔離器、311-延時控制單元、312-衰減器、313-D/A單元、314-第三放大器、315-本振OSC、316-第一放大器、317-鑒頻器、318-低通濾波器、319-第二運放器、320-功率檢波器、321-第一運放器、322-A/D單元、323-第一復用器。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。如圖1，一種實現測波雷達性能監視的裝置，包括性能監視器(PM)、控制板，所述測波雷達包括雷達天線、雷達收發機、顯示控制單元，所述性能監視器包括PM天線、頻率轉換單元、分配器、第一復用器、檢波器、AFC環路；其中PM天線接收雷達收發機發射信號，通過頻率轉換單元將耦合接收到信號進行下變頻至中頻；頻率轉換單元、分配器、第一復用器順序連接，分配器、第一復用器將中頻信號分成2路：1路送至檢本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種實現測波雷達性能監視的裝置，其特征在于：包括性能監視器、控制板，所述測波雷達包括雷達天線、雷達收發機、顯示控制單元，所述性能監視器包括PM天線、頻率轉換單元、分配器、第一復用器、檢波器、AFC環路；其中PM天線接收雷達收發機發射信號，通過頻率轉換單元將耦合接收到信號進行下變頻至中頻；頻率轉換單元、分配器、第一復用器順序連接，分配器、第一復用器將中頻信號分成2路：1路送至檢波器實現信號強度的檢測，1路送至AFC環路實現頻率跟蹤；控制板通過時序控制和增益控制實現若干模擬測波雷達發射脈沖信號；雷達天線接收性能監視器產生模擬雷達發射脈沖信號，通過雷達收發機的接收通道將回波信號送至顯示控制單元，顯示控制單元再通過圖形和文本的方式記錄和指示雷達收發機的性能和工作狀態。
【技術特征摘要】
1.一種實現測波雷達性能監視的裝置，其特征在于：包括性能監視器、控制板，所述測波雷達包括雷達天線、雷達收發機、顯示控制單元，所述性能監視器包括PM天線、頻率轉換單元、分配器、第一復用器、檢波器、AFC環路；其中PM天線接收雷達收發機發射信號，通過頻率轉換單元將耦合接收到信號進行下變頻至中頻；頻率轉換單元、分配器、第一復用器順序連接，分配器、第一復用器將中頻信號分成2路：1路送至檢波器實現信號強度的檢測，1路送至AFC環路實現頻率跟蹤；控制板通過時序控制和增益控制實現若干模擬測波雷達發射脈沖信號；雷達天線接收性能監視器產生模擬雷達發射脈沖信號，通過雷達收發機的接收通道將回波信號送至顯示控制單元，顯示控制單元再通過圖形和文本的方式記錄和指示雷達收發機的性能和工作狀態。2.根據權利要求1所述實現測波雷達性能監視的裝置，其特征在于：所述頻率轉換單元包括雙向耦合器、3dB環形電橋、混頻功率二極管、衰減器；所述雷達天線接收的雷達射頻信號、本振信號分別連接到雙向耦合器的網絡端口1、2；雙向耦合器的耦合網絡端口3通過混頻功率二極管連接到中頻放大器；雙向耦合器的端口4通過衰減器連接到門限檢測保護電路。3.根據權利要求1所述實現測波雷達性能監視的裝置，其特征在于：所述檢波器包括依次連接的功率檢波器、第一運放器、A/D單元，其中功率檢波器與復用器連接，A/D單元與控制板連接。4.根據權利要求1所述實現測波雷達性能監視的裝置，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉洋，李韻，周澤如，
申請(專利權)人：海華電子企業中國有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44
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