一种相控阵雷达制造技术

本发明专利技术实施例提供一种相控阵雷达，包括输入输出模块、上变频模块、收发模块和下变频模块；输入输出模块的一个输出端口输出低频线性调频信号；上变频模块对低频线性调频信号进行上变频处理产生高频线性调频信号；收发模块用于将高频线性调频信号调节为M*N路相位各不相同的发射信号，并对回波信号进行矢量合并产生和差信号；下变频模块对和差信号下变频得到基带和信号与基带差信号；输入输出模块，包括两输入端口，分对基带和差信号进行模数变换输出数字化的基带和差信号。本发明专利技术能够实现输入输出模块三个端口可控制多路天线，避免每一路天线设置一个输入输出端口；输入输出模块集成基带信号发生与和差信号模数转换，提高集成度，减小雷达体积。减小雷达体积。减小雷达体积。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵雷达


[0001]本专利技术涉及无人机检测
，尤其涉及一种相控阵雷达。

技术介绍

[0002]近年来，无人机技术发展迅速，无人机的各种应用带来极大的便利。例如，无人机用于在农田上空喷洒农药；无人机代替人员进行高空清洗作业；无人机用于测绘拍摄、灾害救险、电力巡检以及农业植保等。
[0003]与此同时，无人机的普及也带来了一系列危害公共隐私和社会安全的问题。例如，无人机在机场非法飞行、闯入禁飞区，无人机被不法分子用来承载危险物进行袭击、运送毒品和窥探隐私等。因此有效检测和跟踪无人机变得十分重要。
[0004]对于无人机的检测主要是采用光电设备检测和雷达检测。光电设备近距离检测精度高，但易受天气影响，无法远距离探测，设备昂贵。相对于光电设备，雷达检测虽然难以达到光电探测的精度，但是由于其受天气影响较小，可以实现远距离探测，成本也低于光电探测设备。
[0005]检测无人机的不同应用场景要求雷达设备具备小型化和便携性。然而由于无人机的雷达截面积(Radar Cross Section，简称RCS)小、速度快和机动性高，现有的无人机检测雷达设备体积大、重量大、不方便携带以及机动性差，难以有效进行检测。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种相控阵雷达，以解决现有无人机检测雷达体积大、机动性差的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种相控阵雷达，包括：
[0008]输入输出模块、上变频模块、收发模块以及下变频模块；
[0009]所述输入输出模块，包括一输出端口，用于输出低频线性调频信号；
[0010]所述上变频模块与所述输出端口连接，用于对所述低频线性调频信号进行上变频处理产生高频线性调频信号；
[0011]所述收发模块用于将所述高频线性调频信号调节为M*N路相位各不相同的发射信号，通过M*N路收发支路发射出去并通过所述M*N路收发支路接收经由目标物体反射回的M*N路回波信号，并对所述回波信号进行矢量合并，产生和信号与差信号，其中M≥2且N≥2；
[0012]下变频模块，用于对所述和信号与差信号进行下变频处理，得到基带和信号与基带差信号并输出至所述输入输出模块；
[0013]所述输入输出模块，包括两输入端口，分别用于接收所述基带和信号与所述基带差信号，所述输入输出模块还用于对所述基带和信号与基带差信号进行模数变换并输出数字化的基带和信号与基带差信号。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述收发模块包括M组收发单元，每一所述收发单元用于将所述高频线性调频信号调节为N路相位各不相同的发射信号，通过N路收发支路发射出
去并通过所述N路收发支路接收经由目标物体反射回的N路回波信号，并对所述N路回波信号进行矢量合并，产生和信号或差信号。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述相控阵雷达还包括功分器，所述功分器与所述上变频模块的输出端连接，用于对所述高频线性调频信号进行功率分配后输出至所述M组收发单元。
[0016]在一种可能的实现方式中，每一所述收发单元包括收发切换开关、波束赋型芯片以及N个收发支路；
[0017]发射模式下，所述高频线性调频信号经所述收发切换开关输入至所述波束赋型芯片，所述波束赋型芯片输出N路相位各不相同的发射信号，N路发射信号通过所述N个收发支路发射出去；
[0018]接收模式下，所述N个收发支路接收经由目标物体反射回的N路回波信号，并将N路回波信号输入至所述波束赋型芯片，所述波束赋型芯片对所述N路回波信号进行矢量合并，产生和信号或差信号。
[0019]在一种可能的实现方式中，每一所述收发支路包括第一环形器、第一功率放大器、第一低噪声放大器和天线；
[0020]发射模式下，所述发射信号依次经过所述第一功率放大器、所述第一环形器后通过所述天线发射出去；
[0021]接收模式下，所述回波信号经所述天线接收后依次经过所述第一环形器、所述第一低噪声放大器后输入至所述波束赋型芯片。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述收发模块包括和差单元与M组收发单元；
[0023]每一所述收发单元用于将所述高频线性调频信号调节为N路相位各不相同的发射信号，通过N路收发支路发射出去并通过所述N路收发支路接收经由目标物体反射回的N路回波信号；
[0024]所述和差单元对所述M*N路回波信号进行矢量合并，产生和信号与差信号。
[0025]在一种可能的实现方式中，所述低频线性调频信号的频率为第一波段，所述高频线性调频信号的频率为第二波段；
[0026]所述上变频模块包括第三波段频率源和第一混频器；
[0027]所述第三波段频率源，用于产生第三波段频率信号；
[0028]所述第一混频器，用于对所述低频线性调频信号和所述第三波段频率信号进行混频，产生第二波段的高频线性调频信号。
[0029]在一种可能的实现方式中，所述下变频模块包括和路下变频单元与差路下变频单元；
[0030]所述和路下变频单元包括第二混频器和第一滤波器，所述第二混频器用于对所述和信号和所述第三波段频率信号进行混频得到混频信号，所述第一滤波器用于对所述混频信号进行滤波得到所述基带和信号并输出至所述输入输出模块；
[0031]所述差路下变频单元包括第三混频器和第二滤波器，所述第二混频器用于对所述差信号和所述第三波段频率信号进行混频得到所述混频信号，所述第二滤波器用于对所述混频信号进行滤波得到所述基带差信号并输出至所述输入输出模块；
[0032]其中，所述第一滤波器和所述第二滤波器均为第一波段滤波器。
[0033]在一种可能的实现方式中，所述第一波段为C波段，所述第二波段为Ku波段，所述第三波段为X波段。
[0034]在一种可能的实现方式中，所述输入输出模块包括RF捷变频器。
[0035]在一种可能的实现方式中，所述收发支路采用的天线为缝隙天线。
[0036]本专利技术实施例提供的相控阵雷达，输入输出模块输出一路低频线性调频信号，经由上变频模块进行上变频产生高频线性调频信号，收发模块对高频线性调频信号进行移相处理产生多路相位不同的发射信号，并通过多路天线辐射至目标区域，之后收发模块接收目标反射的多路回波信号并计算和差信号，将和差信号返回至输入输出模块，由输入输出模块进行模数转换后用于后续的目标信息分析。一方面，输入输出模块、上变频模块、收发模块与下变频模块结合，实现输入输出模块三个端口可控制多路收发支路天线，避免每一路收发支路天线设置一个输入输出端口，减小雷达装置体积。另一方面输入输出模块集成基带信号发生与和差信号模数转换功能，提高了集成度，减小无人机检测雷达装置体积。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵雷达，其特征在于，包括输入输出模块、上变频模块、收发模块以及下变频模块；所述输入输出模块，包括一输出端口，用于输出低频线性调频信号；所述上变频模块与所述输出端口连接，用于对所述低频线性调频信号进行上变频处理产生高频线性调频信号；所述收发模块用于将所述高频线性调频信号调节为M*N路相位各不相同的发射信号，通过M*N路收发支路发射出去并通过所述M*N路收发支路接收经由目标物体反射回的M*N路回波信号，并对所述回波信号进行矢量合并，产生和信号与差信号，其中M≥2且N≥2；下变频模块，用于对所述和信号与差信号进行下变频处理，得到基带和信号与基带差信号并输出至所述输入输出模块；所述输入输出模块，包括两输入端口，分别用于接收所述基带和信号与所述基带差信号，所述输入输出模块还用于对所述基带和信号与基带差信号进行模数变换并输出数字化的基带和信号与基带差信号。2.如权利要求1所述的相控阵雷达，其特征在于，所述收发模块包括M组收发单元，每一所述收发单元用于将所述高频线性调频信号调节为N路相位各不相同的发射信号，通过N路收发支路发射出去并通过所述N路收发支路接收经由目标物体反射回的N路回波信号，并对所述N路回波信号进行矢量合并，产生和信号或差信号。3.如权利要求2所述的相控阵雷达，其特征在于，所述相控阵雷达还包括功分器，所述功分器与所述上变频模块的输出端连接，用于对所述高频线性调频信号进行功率分配后输出至所述M组收发单元。4.根据权利要求3所述的相控阵雷达，其特征在于，每一所述收发单元包括收发切换开关、波束赋型芯片以及N个收发支路；发射模式下，所述高频线性调频信号经所述收发切换开关输入至所述波束赋型芯片，所述波束赋型芯片输出N路相位各不相同的发射信号，N路发射信号通过所述N个收发支路发射出去；接收模式下，所述N个收发支路接收经由目标物体反射回的N路回波信号，并将N路回波信号输入至所述波束赋型芯片，所述波束赋型芯片对所述N路回波信号进行矢量合并，产生和信号或差信号。5.根据权利要求4所述的相控阵雷达，其特征在于，每一所述收发支路包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：任飞飞，张领飞，赵巍，马兴佳，秦屹，
申请(专利权)人：森思泰克河北科技有限公司，
类型：发明
国别省市：