专利名称：一种x波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机载合成孔径(SAR)雷达接收技术，为一种X波段SAR/GMTI (合成孔径雷达/地面动目标显示)集成化多模接收通道，应用于机载合成孔径雷达或星载合成孔径雷达系统。
背景技术：
机载合成孔径雷达(SAR)侦察系统由于其全天候、全天时、安全系数高等特点，正被国际市场广泛关注。目前SAR雷达系统接收机很难同时满足体积、重量、集成化及多模要求，本实用新型的接收机作为SAR雷达整机重要组成部分，其不仅采用MMIC器件的金丝互联技术，以实现微型化设计，而且，采用多模式增益控制及多模式带宽控制，以实现系统的多径向分辨率及多动态控制要求。同时，由于本接收通道包括宽带正交解调功能，为了减小体积重量，其内部采用表贴元器件，与其他部分采用嵌入式互联方式。随着机载SAR雷达系统的发展，其不仅对系统的体积、重量和可靠性要求不断提高，而且对地面目标的径向分辨率、动态要求也越来越高。由于受机载平台载荷能力的限制，X波段SAR/GMTI集成化多模接收通道必须实现大动态、集成化、微型化、多模融合及强电磁兼容性，本实用新型就是解决大动态、集成化、微型化、多模融合及强电磁兼容性设计问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种X波段SAR/GMTI集成化多模接收通道，该接收通道可为雷达系统实时实现回波接收处理，其发明特点是大动态设计、集成化设计、微型化设计、多模融合设计、强电磁兼容性设计，实现了集成化和通用�？榛�。采用新技术设计了多模式幅度控制及多模式带宽控制超外差接收通道，此多模式控制不仅使接收机满足性能指标(包括大动态)的要求，而且，模式带宽控制采用的开关选择方法，大大减小了接收机的体积。为了满足接收机体积小、重量轻的要求，运用了裸芯片限幅器、匪IC放大器、匪IC补偿放大器、匪IC中频放大器的设计及金丝互联技术，同时，各功能电路采用了嵌入技术，特别是I/Q正交解调及模式控制电路的嵌入技术，使得整个接收机的体积、重量大大减小，满足机载SAR/GMTI雷达对接收机的体积、重量要求。本实用新型所采用的技术方案是一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示 (SAR/GMTI)集成化多模接收通道由双定向耦合器1、限幅器2、放大器3、滤波器4、AGC (自动增益控制)5、补偿放大6、混频器7、第一中放8、模式控制9、数控衰减10、第二中放11、1/ Q正交解调12组成。双定向耦合器1输入端分别为回波、TR测试及接收测试信号入、其输出连接限幅器2、限幅器2输出连接放大器3、放大器3输出连接滤波器4、滤波器4输出连接AGC (自动增益控制)5、AGC自动增益控制5输出连接补偿放大6、补偿放大6输出连接混频器7、混频器7的另一输入为本振信号、混频器7的输出连接第一中放8、第一中放8的输出连接模式控制9、模式控制9的输出连接数控衰减10、数控衰减10的输出连接第二中放11、第二中放11的输出连接I/Q正交解调12、I/Q正交解调12的输入为相干本振信号、I/Q正交解调 12的输出为I、Q正交信号；所述一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示(SAR / GMTI)集成化多模接收通道[1]采用集成设计技术和微型化设计技术，以大大减小整个接收机的体积和重量， 从而满足机载SAR/GMTI雷达对接收机体积和重量的要求；[2]采用多模融合设计技术，从而大大减小了模式控制部分的体积和重量，提高了本实用新型的可靠性；[3]采用强电磁容设计技术，有效的减小了辐射干扰，使本实用新型的可靠性进一步提尚；[4]射频采用AGC技术，中频采用数控衰减技术，使本实用新型实现了大动态特性。本实用新型的单元电路均采用集成化设计技术；本实用新型的模式控制9、I/Q正交解调12、采用了通用表面贴装接口，为表面贴装�？椋荒Ｊ娇刂�9采用开关选择方式，大大减小了本实用新型的体积；I/Q正交解调12和模式控制9采用嵌入技术，以减小本实用新型的体积和重量；本实用新型的数控衰减10、第二中放11、I/Q正交解调12单元电路采用表面贴装器件和数字电路集成技术，集成于一块印制板上。限幅器2、放大器3、补偿放大6、混频器7、第一中放8、数控衰减10采用MMIC (单片微波集成电路技术)，其MMIC芯片与外电路采用0. 25um金丝连接，从而提高了本实用新型的微型化程度，减小了体积和重量。模式控制9采用五模式合用输入、输出开关形式(多模融合设计)，开关与模式选择间均采用细柔性电缆直接焊接，大大减小了模式控制部分的体积和重量。本实用新型的各单元电路均采用电磁兼容性设计技术，各单元电路均置于屏蔽腔体内；各�？槲⒋坝≈瓢褰拥兀⒉捎枚嗟惴植嫉男〗鹗艋椎姆椒ɡ刺岣呓拥匦阅埽跣〗拥鼗芈返木嗬耄欢杂诘缭聪卟捎猛獯帘尾愕牧叫净蚨嘈鞠撸跣》涓扇牛欢杂谛藕帕撸捎猛獯胗驳耐嵯�。本实用新型的积极效果是本实用新型采用大动态、集成化、微型化设计、多模融合、强电磁兼容性设计等技术，提供了 X波段SAR/GMTI集成化多模接收通道，该通道内的双定向耦合器、限幅器、放大器、滤波器、AGC (自动增益控制)、补偿放大、混频器、中放、模式控制、数控衰减、I/Q正交解调均采用了集成化设计技术，其中限幅器、放大器、补偿放大、混频器、中放、数控衰减均采用了 MMIC (单片微波集成电路)技术，其MMIC芯片与外电路采用0. 25 μ m的金丝连接，提高了通道的微型化程度。模式控制、I/Q正交解调均采用了通用表贴接口，为表贴�？椋跣×颂寤爸亓�。限幅器、放大器、滤波器、AGC (自动增益控制)、补偿放大、混频器、中放、 模式控制、数控衰减、I/Q正交解调均采用了电磁兼容性设计技术，首先该系统放置于金属箱体内，对外界的电磁干扰已有很好的屏蔽作用，提高了系统的电磁兼容性。本实用新型的电磁兼容设计技术还包括各�？槲⒋坝≈瓢褰拥兀捎枚嗟惴植嫉男〗鹗艋椎姆椒ɡ刺岣呓拥匦阅埽醵探拥鼗芈返木嗬耄杂诘缭聪卟捎猛獯帘尾愕牧叫净蚨嘈鞠撸跣》涓扇牛杂谛藕帕撸捎猛獯胗驳耐嵯叩�。本实用新型的射频采用AGC技术，中频采用数控衰减技术，使本实用新型实现了大动态特性。本实用新型具有很高的工程实用价值，其社会价值、军事价值和经济价值十分可观。
图1为本实用新型的结构原理图。图2为本实用新型的双定向耦合器原理图。图3为本实用新型混放原理图。图4为本实用新型解调器原理图(第一部分)。图5为本实用新型解调器原理图(第二部分)。图6为本实用新型解调器原理图(第三部分)。
具体实施方式
如图1-图6所示本实用新型的设计思想采用了集成化、微型化、多模融合、大动态、及强电磁兼容设计技术，实现了实时实现回波接收处理。接收通道的主要功能是回波信号经双定向耦合器直通到限幅器，经放大、滤波、 AGC选择5位增益模式、补偿放大、混频、中频放大、模式控制选择信号带宽后，由数控衰减选择幅度模式，经中放及I/Q正交解调后输出零中频I、Q信号输出。接收测试及T/R测试信号双定向耦合器入限幅器后，经过上面相同电路后，分别检测接收机及T/R组件的故障情况。本实用新型的硬件的组成如图1所示其由双定向耦合器1、限幅器2、放大器3、 滤波器4、AGC自动增益控制5、补偿放大6、混频器7、第一中放8、模式控制9、数控衰减10、 第二中放11、I/Q正交解调12组成。其中双定向耦合器1输入端分别为回波、TR测试及接收测试信号入、其输出连接限幅器2、限幅器2输出连接放大器3、放大器3输出连接滤波器4、滤波器4输出连接AGC自动增益控制5、AGC自动增益控制5输出连接补偿放大6、补偿放大6输出连接混频器7、混频器7的另一输入为本振信号、混频器7的输出连接第一中放8、第一中放8的输出连接模式控制9、模式控制9的输出连接数控衰减10、数控衰减10的输出连接第二中放11、第二中放 11的输出连接I/Q正交解调12、I/Q正交解调12的输入为相干本振信号、I/Q正交解调12 的输出为I、Q正交信号，其中双定向耦合器为平面微带电路，限幅器是PIN二极管芯基座由导电胶粘接在盒体上，二极管另一极由金丝焊接在微带电路上，AGC及数控衰减为MMIC单片衰减器，控制增益模式，补偿放大及中放为MMIC电路，其互联为金丝焊接，模式控制可五种模式改变接收机的带宽。本实用新型的具体工作原理是接收通道的工作过程回波、TR测试信号及接收测试信号经双定向耦合器1输入限幅器2送放大器3放大后，由滤波器4滤波，信号输出给AGC自动增益控制5控制后，送补偿放大6放大、由混频器7将其与本振信号混频得中频信号、此中频信号经第一中放8放大后，由模式控制9进行模式选择，选择后的信号送数控衰减10进行幅度控制，控制后的中频信号经第二中放11放大后由I/Q正交解调12进行解调，输出I、Q正交信号。系统集成化、微型化、多模融合、大动态、及强电磁兼容设计技术原理是集成化设计技术一通道内的双定向耦合器、限幅器、放大器、滤波器、AGC自动增益控制、补偿放大、混频器、中放、模式控制、数控衰减、I/Q正交解调均采用了集成化设计技术。集成化设计技术二 数控衰减10、第二中放11、I/Q正交解调12单元电路均采用表贴器件，采用模拟及数字电路集成技术，集成于一块双面印制板上。集成化设计技术三模式控制、I/Q正交解调�？椴捎昧送ㄓ帽硖涌冢硖？椋Ｊ酱砜刂撇捎玫目匮≡穹椒ǎ蟠蠹跣×私邮栈奶寤�。减小了体积及重量，I/ Q正交解调及模式控制电路的嵌入技术，使得整个接收机的体积、重量大大减小，满足机载 SAR/GMTI雷达对接收机的体积、重量要求。微型化设计技术限幅器、放大器、补偿放大、混频器、数控衰减均采用了匪IC单片微波集成电路技术，其MMIC芯片与外电路采用0. 25 μ m的金丝连接，提高了通道的微型化程度，减小了体积及重量。多模融合设计技术模式控制采用五模式合用输入、输出开关形式，开关与模式选择间均采用细柔性电缆直接焊接的方法，大大减小了模式控制部分的体积、重量及可靠性。强电磁兼容设计技术限幅器、放大器、滤波器、AGC自动增益控制、补偿放大、混频器、中放、模式控制、数控衰减、I/Q正交解调均采用了电磁兼容性设计技术，该系统放置于金属箱体内，对外界的电磁干扰已有很好的屏蔽作用，提高了系统的电磁兼容性。电磁兼容设计技术还包括各�？槲⒋坝≈瓢褰拥兀捎枚嗟惴植嫉男〗鹗艋椎姆椒ɡ刺岣呓拥匦阅埽醵探拥鼗芈返木嗬耄杂诘缭聪卟捎猛獯帘尾愕牧叫净蚨嘈鞠撸跣》涓扇牛杂谛藕帕撸捎猛獯胗驳耐嵯叩�。大动态设计技术射频采用AGC技术，中频采用数控衰减技术，使本实用新型实现了大动态特性。X波段SAR/GMTI集成化多模接收通道内各部分的工作原理如下双定向耦合器双定向耦合器原理图如图2所示T/R测试信号及接收测试信号分别接入双定向耦合器的第一耦合端及第二耦合端，回波信号接入直通端，此三个信号均通过集成限幅器输出。混放混放原理图如图3所示T/R测试信号、接收测试信号及回波信号经隔离器Wl (隔离器主要是为了匹配)、 单片LNA (低噪声放大器)放大，隔离器W2，由滤波器Zl滤波后送AGC (自动增益控制)，经隔离器W3、单片LNA (补偿放大)、隔离器W4后，与由隔离器W5来的一本振信号经混频器Ul 混频得到中频信号，此信号由单片放大器ERA-5放大后，由滤波器Z2滤波后输出给N5数控衰减器(控制增益)，此信号由第二中放N6放大后输出中频信号，后外接五级开关滤波器(模式控制)后，输出中频信号给解调器。解调器来自前端系统的中频信号和经过放大后的相干本振信号同时输入混频器的两端， 混频器的输出形成两路正交的I、Q基带信号，经过视频放大后一路I、Q基带信号送A/D采样，另一路I、Q基带信号送检测电路形成故障报警信号送监控。其原理图如图4、图5、图 6。
权利要求1.一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道，由双定向耦合器 (1)、限幅器(2)、放大器(3)、滤波器(4)、AGC自动增益控制(5)、补偿放大(6)、混频器(7)、 第一中放(8)、模式控制(9)、数控衰减(10)、第二中放(11)、I/Q正交解调(12)组成，特征在于双定向耦合器(1)输入端分别为回波、TR测试及接收测试信号入、其输出连接限幅器 O)、限幅器( 输出连接放大器(3)、放大器C3)输出连接滤波器G)、滤波器(4)输出连接AGC自动增益控制(5)、AGC自动增益控制(5)输出连接补偿放大(6)、补偿放大(6)输出连接混频器(7)、混频器(7)的另一输入为本振信号、混频器(7)的输出连接第一中放(8)、 第一中放⑶的输出连接模式控制(9)、模式控制(9)的输出连接数控衰减(10)、数控衰减 (10)的输出连接第二中放(11)、第二中放(11)的输出连接I/Q正交解调(12)、I/Q正交解调(12)的输入为相干本振信号、I/Q正交解调(12)的输出为I、Q正交信号。
2.如权利要求1所述的一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道，其特征是模式控制(9)、I/Q正交解调(1 采用了通用表面贴装接口，为表面贴装�？椋荒Ｊ娇刂�(9)采用开关选择方式；I/Q正交解调(1 和模式控制(9)采用嵌入技术；数控衰减(10)、第二中放(11)、I/Q正交解调(1 单元电路采用表面贴装器件和数字电路集成技术，集成于一块印制板上。
3.如权利要求1所述的一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道，其特征是限幅器(2)、放大器(3)、补偿放大(6)、混频器(7)、第一中放(8)、数控衰减(10)采用 MMIC单片微波集成电路技术，其MMIC芯片与外电路采用0. 25um金丝连接。
4.如权利要求1所述的一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道，其特征是模式控制(9)采用五模式合用输入、输出开关形式，开关与模式选择间均采用细柔性电缆直接焊接。
5.如权利要求1所述的一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道，其特征是各单元电路均置于屏蔽腔体内；各模块微带及印制板接地，电源线采用外带屏蔽层的两芯或多芯线；对于信号连线，采用外带半硬的同轴线。
专利摘要本实用新型涉及一种X波段合成孔径雷达/地面动目标显示集成化多模接收通道。包括双定向耦合器、限幅器、放大器、滤波器、AGC、补偿放大、混频器、第一中放、第二中放、模式控制、数控衰减、I/Q正交解调。双定向耦合器输入端分别为回波、TR测试及接收测试信号入，其输出分别依次连接限幅器、放大器、滤波器、AGC等，AGC输出连接补偿放大、补偿放大输出连接混频器、混频器的另一输入为本振信号、混频器的输出连接第一中放、第一中放的输出连接模式控制、模式控制的输出连接数控衰减、数控衰减的输出连接第二中放、第二中放的输出连接I/Q正交解调、I/Q正交解调的输入为相干本振信号、I/Q正交解调的输出为I、Q正交信号。
文档编号G01S13/90GK202110278SQ20112013001
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者张琦, 桂勇峰, 程焰平, 莫骊, 袁同力 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所
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