一种新型超宽区域电离层探测发射系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种新型超宽区域电离层探测发射系统，包括多通道雷达系统和相控阵天线系统，所述多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块，高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接；所述高稳定度频率源系统包括高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、数字分频器、预分频器、环路滤波器和压控振荡器；所述对数周期天线阵列包括多幅对数周期天线，所述雷达波形产生系统包括USB接口芯片、FPGA芯片核多个DDS芯片。本实用新型专利技术所提供装置的结构易于实现，成本不高，可用于支持实现超宽区域电离层状态的监测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多通道相控阵雷达的电离层探测装置
，具体涉及一种新型超宽区域电离层探测发射系统。
技术介绍
相控阵雷达系统是由阵列天线发展而来，与其它形式的雷达天线系统相比，相控阵天线在工作方式上具有一些突出的特点和优点。它与传统机械雷达相比波束指向灵活，能实现无惯性快速扫描；一部雷达可形成多个独立的窄波束，分别实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；目标容量大，可在空域内同时监视、跟踪数百个目标；对复杂目标环境的适应能力强；抗干扰性能好；全固态相控阵雷达的可靠性高，在工作环境与观测目标变化情况下，有很强的自适应能力。目前，相控阵雷达技术已广泛应用于几乎所有类型的军用雷达，包括各种机载、星载合成孔径雷达；在军民两用、民用雷达中，如在高性能气象雷达、空间气象探测雷达也开始采用相控阵雷达技术。电离层探测方法可分为:垂直底测、斜向底测、斜向返回底测、太空飞行器顶测以及地空之间的各种穿测。其中斜向返回探测利用高频电磁波在地表和上空电离层之间返回散射传播机理，可以实现对地平线以下超远程目标的探测。然而传统的斜向返回探测往往使用的是单幅天线，天线的波束宽度较宽，且功率容量有限。由于受到其天线的限制，电离层斜向返回探测不能得到区域电离层状态的精细结构并且探测区域十分有限。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提供一种新型超宽区域电离层探测发射系统。为达到上述目的，本技术采用的技术方案为一种新型超宽区域电离层探测发射系统，包括多通道雷达系统和相控阵天线系统，所述多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块，高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接。而且，所述高稳定度频率源系统包括高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、数字分频器、预分频器、环路滤波器和压控振荡器，高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、环路滤波器和压控振荡器依次连接，压控振荡器和预分频器、数字分频器、数字鉴相器依次连接。而且，所述对数周期天线阵列包括多幅对数周期天线，设对数周期天线的数目为N，所述雷达波形产生系统包括USB接口芯片、FPGA芯片和N个DDS芯片，所述功率放大模块包括N个功率放大器，USB接口芯片连接FPGA芯片，FPGA芯片分别连接N个DDS芯片，各DDS芯片和相应功率放大器、对数周期天线依次连接。而且，所述对数周期天线阵列的多幅对数周期天线呈等间距的直线排列架设。而且，所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用硬振子对数周期天线。而且，所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用短波硬振子对数周期天线。而且，所述对数周期天线阵列中各幅对数周期天线采用水平极化的短波硬振子对数周期天线。本技术提供一种将相控阵雷达技术与电离层斜向返回探测相结合的雷达系统装置，该系统将相控阵雷达技术的优点运用在电离层斜向返回探测之中，支持用户通过外部计算机控制各路信号的相位偏置，控制空间波束的扫描，以实现超宽区域电离层状态的监测。本技术所提供装置的结构易于实现，成本不高，适于推广使用。【附图说明】图1是本技术实施例的整体系统框图；图2是本技术实施例的高稳定度频率源系统框图；图3是本技术实施例的多通道雷达信号波形合成系统框图。【具体实施方式】以下结合实施例及附图对本技术的技术方案作进一步具体的说明。本技术提供一种新型超宽区域电离层状态监测系统，包括多通道雷达系统和对数周期天线阵列组成。进一步地，多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块组成。参见附图1，本技术实施例的一种新型超宽区域电离层状态监测系统包括高稳定度频率源系统、多通道雷达信号波形合成系统、功率放大模块和对数周期天线阵列。高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接。高稳定度频率源系统产生高稳定度的基准时钟信号作为所有DDS的基准系统时钟，多通道雷达信号波形合成系统产生各路所需要的雷达波形信号，经过功率放大模块和对数周期天线阵列完成空间波束的合成。对数周期天线阵列由一列等间距排列的天线阵构成，天线阵的基本单元为硬振子对数周期天线。进一步地，对数周期天线阵列由一列等间距直线排列的天线阵构成，天线阵列的基本单元为短波硬振子对数周期天线。实施例中，对数周期天线阵列由多幅对数周期天线组成阵列，对数周期天线为水平极化的短波硬振子对数周期天线，阵列呈等间距的直线排列架设，间距为15m。设有N幅对数周期天线，分别标记为天线1、天线2…天线N。高稳定度频率源系统包括高稳定度的恒温晶体振荡器和锁相倍频电路。振荡器输出高稳定度的1MHz方波信号，经过锁相倍频电路输出高稳定度且频率可调的系统时钟信号。参见图2，实施例的高稳定度频率源系统包括高稳定度晶体振荡器，及构成锁相倍频电路的前置分频器、数字鉴相器、数字分频器、预分频器、环路滤波器和压控振荡器，高稳定度晶体振荡器、前置分频器、数字鉴相器、环路滤波器和压控振荡器依次连接构成前向支路，压控振荡器和预分频器、数字分频器、数字鉴相器依次连接构成反馈支路。具体来说，高稳定度晶体振荡器的输出连接前置分频器的输入，前置分频器的输出连接数字鉴相器的一路输入，数字鉴相器的输出连接环路滤波器的输入，环路滤波器的输出连接压控当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型超宽区域电离层探测发射系统，其特征在于：包括多通道雷达系统和相控阵天线系统，所述多通道雷达系统包括高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统和功率放大模块，高稳定度频率源系统、雷达波形产生系统、功率放大模块和对数周期天线阵列依次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔啸，朱鹏，潘凌云，龚晚林，陈燕平，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42