便携式目标模拟器微波系统的制作方法

本实用新型涉及的是便携式目标模拟器微波系统。

背景技术：

目标模拟器是以计算机为核心的目标仿真设备，主要用于检测雷达的跟踪性能，并为雷达系统联调、雷达各子系统的调试提供有效的调试平台，亦是训练雷达操作人员的有效工具。微波系统是目标模拟器的重要组成部分。

现有技术的目标模拟器微波系统一般体积庞大、结构复杂，导致生产成本较高，设备投入较大，使用较为不便。

技术实现要素：

本实用新型提出的是便携式目标模拟器微波系统，其目的旨在填补现有技术存在的上述空白，以四个独立模块实现为drfm单元提供信号采集所需信号、对雷达发射的射频脉冲信号进行自动增益控制、对drfm单元产生的中频回波信号上变频至所需的射频频率和为drfm单元提供参考时钟。

本实用新型的技术解决方案：便携式目标模拟器微波系统，其结构包括安装在一金属盒体内的内部电路模块和电缆组件，其中内部模块包括本振模块、频标模块、数字模块和上下变频模块，上下变频模块包括雷达信号接收与下变频单元和雷达信号发射与上变频单元，本振模块、频标模块和数字模块构成频综单元，

所述的雷达信号接收与下变频单元用于将雷达发射信号下变频至中频信号送drfm单元处理，

所述的雷达信号发射与上变频单元用于接收drfm单元的中频信号并上变频至射频信号发送，

所述的频综单元用于频率合成、放大、滤波、功分和调制，为drfm单元提供参考时钟。

优选的，所述的便携式目标模拟器微波系统的面板控制矩形电连接器为西安金波的j30j-51和j30j-9连接器，并采用8个sma-kfd射频同轴连接器；所述的金属盒体长×宽×深：261.8mm×223.17mm×300mm。

优选的，所述的雷达信号接收与下变频单元通过线馈方式接收雷达发射信号的射频脉冲信号，经多级下变频至低中频，提供给drfm单元进行信号采集，并对接收雷达发射的射频脉冲信号进行自动增益控制，满足±5db的动态范围；

所述的雷达信号接收与下变频单元通道数为1、输入射频信号频率8～12ghz、功率-20±5dbm、谐波<-40dbc、杂散≤-60dbc、电压驻波比：2：1。

优选的，所述的雷达信号发射与上变频单元对drfm单元产生的中频回波信号上变频至所需的射频频率，并进行功率放大和动态控制；

所述的雷达信号发射与上变频单元通道数为1、输入中频信号频率280mhz～320mhz+fd、功率-5±1dbm、输出信号频率8～12ghz+fd、谐波<-40dbc、杂散≤-60dbc、最大输出功率-20dbm±1dbm、输出功率控制范围60db、步进≤0.5db、20mhz带内功率平坦度±1db、射频脉冲前后沿≤20ns、脉冲调制深度≥70db、电压驻波比2。

优选的，所述的频综单元产生一本振信号l01、二本振信号lo2和参考时钟信号，本振信号由直接合成式频率合成方法产生，100mhz本振信号的源来自晶体振荡器，经前置放大器后进入谐波发生器，谐波发生器形成一串谐波信号，用滤波器选定所需频率作为频标信号，再将它们合成两组：一组经分频产生细点频率、一组与低噪声倍频器组合成粗点频率，粗点频率与细点频率组合成本振信号，控制信号由西安金波的连接器j30j-51和j30j-9输入，射频信号通过射频连接器sma-kfd输入输出；

所述的频综单元跳频时间≤500ns、跳频步进10mhz、参考时钟频率1.2ghz、参考时钟功率0±1dbm、参考时钟杂散≤-60dbc、信号相噪≤-90dbc/hz@1khz。

优选的，所述的数字模块用于处理外部51芯差分信号给内部使用；同时对输入的100mhz晶振信号功分放大输出，一路给数字模块内部pdro做参考信号、产生8.8ghz信号提供给本振模块做本振信号，其余路提供频标模块产生所需的各点频信号。

优选的，所述的频标模块由开关滤波器组、混频器、分频器和放大器组成，频标模块用于产生细点频率、1.2ghz参考时钟信号频率和二本振信号频率，通过中频产生模块来的细频点信号，先经过四开关滤波器组后，然后再与1200mhz和1300mhz单点信号混频，用滤波器滤除杂散，产生更高的细频点信号，每个频率间隔10mhz，频率范围为1.3ghz～1.49ghz。

优选的，所述的本振模块由开关滤波器组、混频器和放大器电路组成，本振模块用于将来自频标模块产生4种频率，即0.5ghz、0.7ghz、0.9ghz、1.1ghz，先后进入混频器中频端；将来自数字模块的pdro的8.8ghz信号和频标模块产生的800mhz信号进行混频产生8.8ghz和9.6ghz两种信号后送入混频器本振端；两者按时序进行混频产生8.7ghz～10.5ghz的粗频点信号；为消除杂散设4路开关滤波器组，产生纯净的粗频点频率；最后将粗频点频率和频标模块送入的细频点频率混频，产生10ghz～11.99ghz的细频点信号，最后再通过单频2ghz信号与该段细点信号混频后将频段扩展至10ghz～13.99ghz，通过开关滤波器组和放大功分器产生两路干净的一本振信号提供给上下变频模块做本振信号。

优选的，所述的开关滤波器组的中频产生模块为单频点信号，采用小型化lc滤波器，一个频点，用两节滤波器串联，每节带外抑制不小于40dbc，总杂散不大于-80dbc，滤波器带宽为3％；本振模块的开关滤波器组采用腔体滤波器组，矩形系数为1：2。

本实用新型的优点：采用高密度微组装技术和三维立体微波结构的技术，电路布局与结构设计合理，可通过线馈方式接收雷达发射信号的射频脉冲信号，经多级下变频至低中频，以提供给drfm单元进行信号采集；可对接收雷达发射的射频脉冲信号进行自动增益控制(agc)，满足±5db的动态范围；可对drfm单元产生的中频回波信号上变频至所需的射频频率，并进行功率放大和动态控制；可为drfm单元提供参考时钟。

附图说明

图1是本实用新型便携式目标模拟器微波系统的原理功能组成框图。

图2是图1中雷达信号接收与下变频单元的原理功能组成框图。

图3是图1中雷达信号发射与上变频单元的原理功能组成框图。

图4是图1中频综单元的原理功能组成框图。

图4-1是本实用新型中数字模块的原理功能组成框图。

图4-2是本实用新型中频标模块的原理功能组成框图。

图4-3是本实用新型中本振模块的原理功能组成框图。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，便携式目标模拟器微波系统，其结构包括安装在一金属盒体内的内部电路模块和电缆组件，其中内部电路模块包括本振模块、频标模块、数字(控制)模块和上下变频模块，上下变频模块包括雷达信号接收与下变频单元和雷达信号发射与上变频单元，本振模块、频标模块和数字模块构成频综单元，

所述的雷达信号接收与下变频单元用于将雷达发射信号下变频至中频信号送drfm单元处理，

所述的雷达信号发射与上变频单元用于接收drfm单元的中频信号并上变频至射频信号发送，

所述的频综单元用于频率合成、放大、滤波、功分和调制，为drfm单元提供参考时钟。

所述的便携式目标模拟器微波系统的面板控制矩形电连接器为西安金波的j30j-51和j30j-9连接器，并采用8个sma-kfd射频同轴连接器。

所述的金属盒体长×宽×深：261.8mm×223.17mm×300mm。

如图2所示，所述的雷达信号接收与下变频单元通过线馈方式接收雷达发射信号的射频脉冲信号，经多级下变频至低中频，提供给drfm单元进行信号采集，并对接收雷达发射的射频脉冲信号进行自动增益控制(agc)，满足±5db的动态范围；

所述的雷达信号接收与下变频单元通道数为1、输入射频信号频率8～12ghz、功率-20±5dbm、谐波<-40dbc、杂散≤-60dbc、电压驻波比(vswr)：2：1。

如图3所示，所述的雷达信号发射与上变频单元对drfm单元产生的中频回波信号上变频至所需的射频频率，并进行功率放大和动态控制；

所述的雷达信号发射与上变频单元通道数为1、输入中频信号频率280mhz～320mhz+fd、功率-5±1dbm、输出信号频率8～12ghz+fd、谐波<-40dbc、杂散≤-60dbc、最大输出功率-20dbm±1dbm、输出功率控制范围60db、步进≤0.5db、功率平坦度±1db(20mhz带内)、射频脉冲前后沿≤20ns、脉冲调制深度≥70db、电压驻波比(vswr)2。

如图4所示，所述的频综单元产生一本振信号l01、二本振信号lo2和参考时钟信号，本振信号由直接合成式频率合成方法产生，本振信号的源来自晶体振荡器(100mhz)，经前置放大器后进入谐波发生器，谐波发生器形成一串谐波信号，用滤波器选定所需频率作为频标信号，再将它们合成两组：一组经分频产生细点频率、一组与低噪声倍频器组合成粗点频率，粗点频率与细点频率组合成本振信号，控制信号由西安金波的连接器j30j-51和j30j-9输入，射频信号通过射频连接器sma-kfd输入输出；

所述的频综单元跳频时间≤500ns(3us相位稳定)、跳频步进10mhz、参考时钟频率1.2ghz、参考时钟功率0±1dbm、参考时钟杂散≤-60dbc、信号相噪≤-90dbc/hz@1khz。

如图4-1所示，所述的数字模块用于处理外部51芯差分信号给内部使用；同时对输入的100mhz晶振信号功分放大输出，一路给数字模块内部pdro做参考信号、产生8.8ghz信号提供给本振模块做本振信号，其余路提供频标模块产生所需的各点频信号。

如图4-2所示，所述的频标模块由开关滤波器组、混频器、分频器和放大器组成，频标模块用于产生细点频率、1.2ghz参考时钟信号频率和二本振信号频率，通过中频产生模块来的细频点信号，先经过四开关滤波器组后，然后再与1200mhz和1300mhz单点信号混频，用滤波器滤除杂散，产生更高的细频点信号，每个频率间隔10mhz，频率范围为1300mhz～1490mhz。

如图4-3所示，所述的本振模块由开关滤波器组、混频器和放大器电路组成，本振模块用于将来自频标模块产生4种频率(0.5ghz、0.7ghz、0.9ghz、1.1ghz)先后进入混频器中频端；将来自数字模块的pdro的8.8ghz信号和频标模块产生的800mhz信号进行混频产生8.8ghz和9.6ghz两种信号后送入混频器本振端；两者按时序进行混频产生8.7ghz～10.5ghz的粗频点信号；为消除杂散设4路开关滤波器组，产生纯净的粗频点频率；最后将粗频点频率和频标模块送入的细频点频率混频，产生10ghz～11.99ghz的细频点信号，最后再通过单频2ghz信号与该段细点信号混频后将频段扩展至10ghz～13.99ghz，通过开关滤波器组和放大功分器产生两路干净的一本振信号提供给上下变频模块做本振信号。

所述的开关滤波器组的中频产生模块为单频点信号，采用小型化lc滤波器，一个频点，用两节滤波器串联，每节带外抑制不小于40dbc，总杂散不大于-80dbc，滤波器带宽为3％；本振模块的开关滤波器组采用腔体滤波器组，矩形系数为1：2。

所述的雷达信号接收与下变频单元的功率分析：雷达信号接收与下变频单元输入射频信号频率8-12ghz,功率-20±5dbm；通过15db耦合器直接耦合一路输出送测单元处理，耦合器采用平行耦合方式，通过hfs软件仿真可得输入信号带内插损小于0.5db，耦合度为-14.5～-14.7db；可满足测频单元输入功率小于-10dbm的要求。

实验结果显示射频信号通过和频综器产生的两个本振信号两次混频至中频信号后放大输出，输出功率满足-5±1dbm的要求。

所述的雷达信号接收与下变频单元的杂散分析：雷达信号接收与下变频单元的杂散由两次混频引入，其带通滤波器可满足指标要求；其中8-12ghz和10-14ghz混频输出中频信号为2000mhz(带宽40mhz),其混频杂散信号是其本振和射频泄漏及中频的倍频信号，离中心频率最近的杂散信号为中频的两次倍频，因此lc带通滤波器可保证对其谐波抑制达到70dbc。

实验结果显示第二次变频由中频1信号2000mhz和频综产生的二本振信号混频产生最终输出的中频信号280～320mhz,通过分析可以看出离中频信号最近的杂散信号为1980mhz。由于杂散信号距离输出信号较远，采用一个lc低通滤波器可将杂散抑制在70dbc以上，满足指标要求。

所述的雷达信号接收与下变频单元的谐波分析：中频输出通过两级放大器浅饱和输出，谐波抑制通过两级ltcc低通滤波器保证。

所述的雷达信号接收与下变频单元的驻波分析：雷达信号接收与下变频单元输入口通过隔离器来保证输入驻波小于1.5，中频输出口功率衰减4db，且输出低通滤波器的驻波指标在工作频段远小于1.5，因此可保证指标要求小于2。

所述的雷达信号发射与上变频单元的功率分析：雷达信号发射与上变频单元输入频率为280-320mhz,功率为-5±1dbm，通过低通滤波器消除外界引入因数，两级调制器实现调制深度100db要求，两级数控衰减器保证输出功率60db动态范围,并通过和频综器产生的一、二本振混频得到8-12ghz、功率-20±1dbm的射频信号。

实验结果显示功率指标不难实现，平坦度可通过调整开关滤波器和输出端衰减器均衡保证。

所述的雷达信号发射与上变频单元的杂散分析：雷达信号发射与上变频单元的杂散主要由两次上变频中引入，其带通滤波器可满足指标要求；通过软件计算可得一次上变频产生2000mhz信号时的杂散两端最近的信号分别为1740mhz和2300mhz,其lc滤波器对杂散信号带外抑制保证70dbc，可保证杂散指标。

实验结果显示二次上变频将2000mhz(带宽40mhz)信号和频综器产生的10-14ghz一本振信号混频产生8-12ghz信号，由于输出信号带宽较高，本振信号与射频信号有重叠点，较多杂散信号在信号带内，需将通带划分成四段，用四个带通滤波器，通带频率分别为8-9ghz、9-10ghz、10-11ghz、11-12ghz，然后通过开关切换分段输出来降低滤波器抑制压力，保证在频带内杂散满足要求。

所述的雷达信号发射与上变频单元的驻波分析：雷达信号发射与上变频单元输出端的端口驻波靠输出端的隔离器保证驻波，隔离端口驻波小于1.5，反相隔离20db，可保证本单元输出驻波指标；输入端口的低通滤波器自身驻波远小于指标要求，且输入频率为中频，后期可通过调整π电阻衰减器来保证驻波指标。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。