一种宽带有源转发器制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带有源转发器，涉及微波遥感技术，包括收发单元和控制单元。收发单元主要功能为接收雷达发射的脉冲信号，将信号进行滤波、放大、延迟、调制等处理，然后再将信号转发给雷达，同时对信号进行耦合、检波和采样；控制单元主要功能是对收发单元的工作参数进行控制，监测收发单元的工作状态，接收并记录收发单元发来的采样数据。收发单元和控制单元之间通过供电线缆和监控线缆进行连接。本发明专利技术的宽带有源转发器，适用于高分辨率合成孔径雷达(SAR)辐射定标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波遥感
，特别是应用于高分辨率合成孔径雷达辐射定标的 一种宽带有源转发器。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种先进的微波遥感工具，它具有全天时、全天候、高分辨 率、大面积遥感成像的能力，其图像数据已经在地质、农业、水文、林业、海洋、制图测绘、军 事侦察和目标识别及信息提取等领域发挥了巨大作用。早期SAR应用主要集中在定性遥感 方面，即主要依据的是SAR图像提供的位置、形状和回波强弱等信息，然而在杂波统计特性 研究、土壤湿度测量、作物精确分类、海面实况调查、目标识别等方面，定性遥感应用受到了 很大限制，实际上在这些应用过程中，需要建立雷达图像与目标截面积或散射系数之间的 定量关系。这种定量关系的确定，由SAR福射定标完成。SAR福射定标就是对雷达图像中每 一个像素的灰度值所代表的该分辨单元的雷达截面积(RCS)进行精确的和正确的测定。国 际上的SAR系统，如ERS-1，SIR-C，X-SAR和RADARSAT等，都采用了辐射定标技术。随着技术的不断进步，SAR的分辨率越来越高。目前，国外星载SAR的分辨率达到 Im左右，国外机载SAR的分辨率已达O. lm。国内近几年在SAR领域的发展也较快，一些科 研院所分别研制成功了各自的SAR系统，获得了分辨率为3-0. 5m的图像。对SAR进行辐射定标需要用到已知雷达截面积的定标设备，定标设备的尺寸要求 不能大于一个分辨单元，传统的做法是采用无源角反射器。但随着SAR分辨率的不断提高， 无源角反射器受到尺寸的限制，不能提供足够大的RCS。另外，定标场的背景地物杂波很容 易混进定标信号中，使得辐射定标精度大大降低。相比之下，有源转发器通过将SAR信号接 收、放大、再转发，模拟地面目标，其RCS不再依赖于物理尺寸，而是仅与放大链路的增益有 关。另外，有源转发器还可以将接收到的信号进行延时、调制等处理，使得定标信号与背景 杂波信号脱离相关性，从而提高辐射定标的精度，满足高分辨率合成孔径雷达的辐射定标 要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种宽带有源转发器，克服无源定标设备在高分辨率合成孔 径雷达辐射定标中的不足，通过接收、放大、转发SAR信号来模拟地面目标，从而实现较大 的、且精确、可调的雷达截面积；在转发之前可对信号进行延时和正弦幅度调制，使得定标 信号与背景杂波信号消除相关性，提高辐射定标的精度；可对接收到的信号进行幅度检波， 并对检波信号进行采样和记录，有助于对SAR天线方向图进行分析。另外，本专利技术的一种宽 带有源转发器还具有供电方式灵活、便于携带等特点，适应高分辨合成孔径雷达的外场辐 射定标要求。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是—种宽带有源转发器，其包括收发单元和控制单元，收发单元监控接口通过监控线缆和控制单元监控接口连接，收发单元供电接口通过供电线缆与控制单元供电接口连 接；收发单元的主要功能是将信号进行滤波、放大、延迟、调制等处理，然后再将信号转发给 雷达，同时对信号进行耦合、检波和采样；控制单元主要功能是对收发单元的工作参数进行 控制，监测收发单元的工作状态，接收并记录收发单元发来的采样数据。所述的宽带有源转发器，其所述收发单元包括接收天线、信号处理模块、发射天 线，接收天线与信号处理模块输入端电连接，发射天线与信号处理模块输出端电连接；接收天线，接收SAR发射的脉冲信号；信号处理模块，对接收到的信号进行滤波、放大、延迟、调制处理，同时对信号进行 率禹合、检波和米样；发射天线，将处理后的信号转发给SAR。所述的宽带有源转发器，其所述接收天线、发射天线，为Ku波段标准增益喇叭天 线。所述的宽带有源转发器，其所述信号处理模块，包括输入隔离器、带通滤波器、定 向耦合器、低噪声放大器、同轴延迟线、幅度均衡器、小信号放大器、大步进数控衰减器、幅 度调制模块、小步进数控衰减器、功率放大器、输出隔离器、对数检波放大器、A/D采样及控 制板；输入隔离器、带通滤波器、定向耦合器、低噪声放大器、同轴延迟线、幅度均衡器、 小信号放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器、功率放大器、输出隔 离器依次顺序串联连接；定向耦合器的耦合端经对数检波放大器与A/D采样及控制板的脉冲信号输入端 电连接，A/D采样及控制板的控制端分别与大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控 衰减器的控制端电连接，并双向通讯；A/D采样及控制板的数据端经监控线缆与控制单元 相连。所述的宽带有源转发器，其所述控制单元，包括微型计算机系统、高速数据采集 卡、固态电子盘、键盘、显示器；微型计算机系统，分别与高速数据采集卡、固态电子盘、键 盘、显示器电连接，并双向通讯；微型计算机系统中拷有宽带有源转发器控制软件；微型计算机系统的RS422串口、高速数据采集卡的接口分别经监控线缆与A/D采 样及控制板的数据端电连接，并双向通讯。所述的宽带有源转发器，其所述微型计算机系统，为PC104工控计算机。所述的宽带有源转发器，其流程为a)接收天线，接收SAR发射的脉冲信号，经输入隔离器传输给信号处理模块；b)信号处理模块做如下流程带通滤波器滤除接收信号的带外杂波；定向耦合器将大部分信号直接通过，将一 小部分功率耦合输出用于后面的检波；低噪声放大器将接收到的信号进行第一级低噪声放 大；同轴延迟线将接收到的信号进行延时；幅度均衡器对同轴延迟线引起的幅度畸变进行 补偿；小信号放大器，将接收到的信号进行第二级放大，补偿同轴延迟线引起的衰减；大步 进数控衰减器对信号进行较大的定量衰减，调整系统增益；幅度调制模块对接收到的信号 进行正弦幅度调制，同时将环境温度信息发送给A/D采样及控制板；小步进数控衰减器对系统增益进行微量调整，补偿因环境温度变化引起的系统增益变化，保持系统增益的稳定 性；对数检波放大器对定向耦合器耦合输出的信号进行幅度检波；A/D采样及控制板对检 波出的SAR脉冲包络信号进行A/D采样，并将采样数据发送给控制单元，同时完成对大步进 数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器的控制；c)在PC104工控计算机上运行宽带有源转发器控制软件，对整个有源转发器进行 控制和监测；d)软件运行时，由键盘输入控制参数给PC104工控计算机，计算机通过RS422串口 通信将指令发送给A/D采样及控制板，并接收A/D采样及控制板传来的监测信息；e)显示器显示宽带有源转发器控制软件界面，方便人机交互；f)高速数据采集卡，把A/D采样及控制板传递过来的采样数据进行缓存、处理，通 过PCI总线送PC104工控计算机，并存储至固态电子盘；g)功率放大器对处理好的信号进行末级功率放大后，经输出隔离器，由发射天线 转发给雷达。所述的宽带有源转发器,其所述小信号放大器,为最大输出功率IOdBm的放大器; 大步进数控衰减器，为3db步进数控衰减器；小步进数控衰减器，为O. 2db步进数控衰减器。本专利技术的积极效果是I)由于采用放大器对接收到的信号进行放大后再转发，可以在转发器体积不变的 情况下实现较大的RCS。2)由于采用数控衰减器对系统增益进行调节，可以实现多种不同的RCS。3)由于采用小步进数控衰减器根据系统环境温度变化实时地对系统增益进行补 偿衰减以保持系统增益稳定，提高了宽带有源转发器R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带有源转发器，其特征在于，包括收发单元和控制单元，收发单元监控接口通过监控线缆和控制单元监控接口连接，收发单元供电接口通过供电线缆与控制单元供电接口连接；收发单元的主要功能是将信号进行滤波、放大、延迟、调制等处理，然后再将信号转发给雷达，同时对信号进行耦合、检波和采样；控制单元主要功能是对收发单元的工作参数进行控制，监测收发单元的工作状态，接收并记录收发单元发来的采样数据。

【技术特征摘要】
1.一种宽带有源转发器，其特征在于，包括收发单元和控制单元，收发单元监控接口通过监控线缆和控制单元监控接口连接，收发单元供电接口通过供电线缆与控制单元供电接口连接；收发单元的主要功能是将信号进行滤波、放大、延迟、调制等处理，然后再将信号转发给雷达，同时对信号进行耦合、检波和采样；控制单元主要功能是对收发单元的工作参数进行控制，监测收发单元的工作状态，接收并记录收发单元发来的采样数据。2.如权利要求1所述的宽带有源转发器，其特征在于，所述收发单元包括接收天线、信号处理模块、发射天线，接收天线与信号处理模块输入端电连接，发射天线与信号处理模块输出端电连接； 接收天线，接收SAR发射的脉冲信号； 信号处理模块，对接收到的信号进行滤波、放大、延迟、调制处理，同时对信号进行耦合、检波和米样； 发射天线，将处理后的信号转发给SAR。3.如权利要求2所述的宽带有源转发器，其特征在于，所述接收天线、发射天线，为Ku波段标准增益喇叭天线。4.如权利要求2所述的宽带有源转发器，其特征在于，所述信号处理模块，包括输入隔离器、带通滤波器、定向耦合器、低噪声放大器、同轴延迟线、幅度均衡器、小信号放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器、功率放大器、输出隔离器、对数检波放大器、A/D采样及控制板； 输入隔离器、带通滤波器、定向耦合器、低噪声放大器、同轴延迟线、幅度均衡器、小信号放大器、大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器、功率放大器、输出隔离器依次顺序串联连接； 定向耦合器的耦合端经对数检波放大器与A/D采样及控制板的脉冲信号输入端电连接，A/D采样及控制板的控制端分别与大步进数控衰减器、幅度调制模块、小步进数控衰减器的控制端电连接，并双向通讯；A/D采样及控制板的数据端经监控线缆与控制单元相连。5.如权利要求1或4所述的宽带有源转发器，其特征在于，所述控制单元，包括微型计算机系统、高速数据采集卡、固态电子盘、键盘、显示器；微型计算机系统，分别与高速数据采集卡、固态电子盘、键盘、显示器电连接，并双向通讯； 微型计算机系统中拷有宽带有源转发器控制软件； 微型计算机系统的RS422串口、高速数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊栋，马艳敏，李鹏程，洪瀑，曹舸，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：