一種新型超寬區(qū)域電離層探測(cè)發(fā)射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及多通道相控陣?yán)走_(dá)的電離層探測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型超寬區(qū)域電離層探測(cè)發(fā)射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)是由陣列天線發(fā)展而來(lái)，與其它形式的雷達(dá)天線系統(tǒng)相比，相控陣天線在工作方式上具有一些突出的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。它與傳統(tǒng)機(jī)械雷達(dá)相比波束指向靈活，能實(shí)現(xiàn)無(wú)慣性快速掃描；一部雷達(dá)可形成多個(gè)獨(dú)立的窄波束，分別實(shí)現(xiàn)搜索、識(shí)別、跟蹤、制導(dǎo)、無(wú)源探測(cè)等多種功能；目標(biāo)容量大，可在空域內(nèi)同時(shí)監(jiān)視、跟蹤數(shù)百個(gè)目標(biāo)；對(duì)復(fù)雜目標(biāo)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)；抗干擾性能好；全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)的可靠性高，在工作環(huán)境與觀測(cè)目標(biāo)變化情況下，有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力。
[0003]目前，相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于幾乎所有類型的軍用雷達(dá)，包括各種機(jī)載、星載合成孔徑雷達(dá)；在軍民兩用、民用雷達(dá)中，如在高性能氣象雷達(dá)、空間氣象探測(cè)雷達(dá)也開(kāi)始采用相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。
[0004]電離層探測(cè)方法可分為:垂直底測(cè)、斜向底測(cè)、斜向返回底測(cè)、太空飛行器頂測(cè)以及地空之間的各種穿測(cè)。其中斜向返回探測(cè)利用高頻電磁波在地表和上空電離層之間返回散射傳播機(jī)理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地平線以下超遠(yuǎn)程目標(biāo)的探測(cè)。
[0005]然而傳統(tǒng)的斜向返回探測(cè)往往使用的是單幅天線，天線的波束寬度較寬，且功率容量有限。由于受到其天線的限制，電離層斜向返回探測(cè)不能得到區(qū)域電離層狀態(tài)的精細(xì)結(jié)構(gòu)并且探測(cè)區(qū)域十分有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種新型超寬區(qū)域電離層探測(cè)發(fā)射系統(tǒng)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種新型超寬區(qū)域電離層探測(cè)發(fā)射系統(tǒng)，包括多通道雷達(dá)系統(tǒng)和相控陣天線系統(tǒng)，所述多通道雷達(dá)系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)、雷達(dá)波形產(chǎn)生系統(tǒng)和功率放大模塊，高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)、雷達(dá)波形產(chǎn)生系統(tǒng)、功率放大模塊和對(duì)數(shù)周期天線陣列依次連接。
[0008]而且，所述高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度晶體振蕩器、前置分頻器、數(shù)字鑒相器、數(shù)字分頻器、預(yù)分頻器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器，高穩(wěn)定度晶體振蕩器、前置分頻器、數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器依次連接，壓控振蕩器和預(yù)分頻器、數(shù)字分頻器、數(shù)字鑒相器依次連接。
[0009]而且，所述對(duì)數(shù)周期天線陣列包括多幅對(duì)數(shù)周期天線，設(shè)對(duì)數(shù)周期天線的數(shù)目為N，所述雷達(dá)波形產(chǎn)生系統(tǒng)包括USB接口芯片、FPGA芯片和N個(gè)DDS芯片，所述功率放大模塊包括N個(gè)功率放大器，USB接口芯片連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片分別連接N個(gè)DDS芯片，各DDS芯片和相應(yīng)功率放大器、對(duì)數(shù)周期天線依次連接。
[0010]而且，所述對(duì)數(shù)周期天線陣列的多幅對(duì)數(shù)周期天線呈等間距的直線排列架設(shè)。
[0011]而且，所述對(duì)數(shù)周期天線陣列中各幅對(duì)數(shù)周期天線采用硬振子對(duì)數(shù)周期天線。
[0012]而且，所述對(duì)數(shù)周期天線陣列中各幅對(duì)數(shù)周期天線采用短波硬振子對(duì)數(shù)周期天線。
[0013]而且，所述對(duì)數(shù)周期天線陣列中各幅對(duì)數(shù)周期天線采用水平極化的短波硬振子對(duì)數(shù)周期天線。
[0014]本實(shí)用新型提供一種將相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)與電離層斜向返回探測(cè)相結(jié)合的雷達(dá)系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)將相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)用在電離層斜向返回探測(cè)之中，支持用戶通過(guò)外部計(jì)算機(jī)控制各路信號(hào)的相位偏置，控制空間波束的掃描，以實(shí)現(xiàn)超寬區(qū)域電離層狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型所提供裝置的結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)，成本不高，適于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的整體系統(tǒng)框圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)框圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的多通道雷達(dá)信號(hào)波形合成系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0019]本實(shí)用新型提供一種新型超寬區(qū)域電離層狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多通道雷達(dá)系統(tǒng)和對(duì)數(shù)周期天線陣列組成。進(jìn)一步地，多通道雷達(dá)系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)、雷達(dá)波形產(chǎn)生系統(tǒng)和功率放大模塊組成。
[0020]參見(jiàn)附圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種新型超寬區(qū)域電離層狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)、多通道雷達(dá)信號(hào)波形合成系統(tǒng)、功率放大模塊和對(duì)數(shù)周期天線陣列。高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)、雷達(dá)波形產(chǎn)生系統(tǒng)、功率放大模塊和對(duì)數(shù)周期天線陣列依次連接。
[0021]高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)產(chǎn)生高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)作為所有DDS的基準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘，多通道雷達(dá)信號(hào)波形合成系統(tǒng)產(chǎn)生各路所需要的雷達(dá)波形信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大模塊和對(duì)數(shù)周期天線陣列完成空間波束的合成。
[0022]對(duì)數(shù)周期天線陣列由一列等間距排列的天線陣構(gòu)成，天線陣的基本單元為硬振子對(duì)數(shù)周期天線。進(jìn)一步地，對(duì)數(shù)周期天線陣列由一列等間距直線排列的天線陣構(gòu)成，天線陣列的基本單元為短波硬振子對(duì)數(shù)周期天線。實(shí)施例中，對(duì)數(shù)周期天線陣列由多幅對(duì)數(shù)周期天線組成陣列，對(duì)數(shù)周期天線為水平極化的短波硬振子對(duì)數(shù)周期天線，陣列呈等間距的直線排列架設(shè)，間距為15m。設(shè)有N幅對(duì)數(shù)周期天線，分別標(biāo)記為天線1、天線2…天線N。
[0023]高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度的恒溫晶體振蕩器和鎖相倍頻電路。振蕩器輸出高穩(wěn)定度的1MHz方波信號(hào)，經(jīng)過(guò)鎖相倍頻電路輸出高穩(wěn)定度且頻率可調(diào)的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。參見(jiàn)圖2，實(shí)施例的高穩(wěn)定度頻率源系統(tǒng)包括高穩(wěn)定度晶體振蕩器，及構(gòu)成鎖相倍頻電路的前置分頻器、數(shù)字鑒相器、數(shù)字分頻器、預(yù)分頻器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器，高穩(wěn)定度晶體振蕩器、前置分頻器、數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器依次連接構(gòu)成前向支路，壓控振蕩器和預(yù)分頻器、數(shù)字分頻器、數(shù)字鑒相器依次連接構(gòu)成反饋支路。具體來(lái)說(shuō)，高穩(wěn)定度晶體振蕩器的輸出連接前置分頻器的輸入，前置分頻器的輸出連接數(shù)字鑒相器的一路輸入，數(shù)字鑒相器的輸出連接環(huán)路濾波器的輸入，環(huán)路濾波器的輸出連接壓控