专利名称：微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，它是依据当前国内外对散射测量系统最新发展水平，以对微波信号矢量分析为基础的、全波段、多极化微波 散射测量系统。
背景技术：
众所周知，用微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统对地物目标散射特性 进行测量，为雷达技术中对目标环境特性检测以及遥感技术中对地物目标散射特性理论研 究和实际应用等方面提供实时和直接的数据，作为雷达和遥感技术分析研究的依据。对多个频段、不同极化和多个角度范围内，对不同类型地面目标的大量测量和统 计分析，结合地物实况参数及理论模型研究，能对复杂环境下雷达目标检测、遥感数据及图 像的解析和判读提供参考，并建立相应数据库，从而作为地物散射特性理论研究或统计分 析的重要依据。地物微波散射特性的研究是微波遥感进行目标分类、识别和数据判读等图像解译 的基础。随着我国微波遥感应用研究的进展，特别是各种机载和星载微波遥感数据源的飞 速发展和数据质量的不断提高，不仅需要定性分析雷达参数(频率、极化、入射角)和地表 参数(如湿度、粗糙度、生物量等)对地物微波散射特性的影响，更要求定量研究雷达后向 散射系数与各种参数之间的复杂函数关系，以及如何从各种有效数据源之中提取和反演感 兴趣的地物参数。地物目标后向散射特性的测量对于目标微波散射机理研究和微波遥感资料的积 累及其应用具有十分重要的意义。国外在这方面已作了大量的理论和实验的工作，其中微 波遥感应用的奠基人之一乌拉比(F. T. Ulaby)早在1989年就推出了雷达散射测量手册，获 得了大量地物的实测后向散射系数。现在，越来越多的国内外学者利用雷达后向散射测量开展各种地物参数反演的研允。国内的一些单位也跟踪开展了散射理论和测量的工作，他们主要采用L波段和X 波段极化散射计，对大量地物进行了多年的实验研究。综观国内外散射计的发展，现在国内外研制的散射计大都是单频段、双天线的散 射测量系统，如图7所示。这些散射计在测量多频段物体后向散射系数时，需要降下工程车或吊车升降臂， 更换双天线，然后再升起工程车或吊车(即载体)升降臂，进行测量。如此不仅费时，还不 能保证测量物体时统一高度、统一方位和角度。给测量同一物体不同频段的后向散射系数 的测量带来无法弥补的损失。另外，上述设备在测量物体后向散射系数时双天线波瓣交叉的问题。随着天线照 射入射角的不同，双天线波瓣交叉面积也发生变化，需要计算双天线波瓣重叠的面积，然后 不断地修正物体后向散射系数计算公式的系数，从而产生一定的误差。
为此，研发一种利用单抛物面天线并能进行多个频段散射测量的系统是降低成本，提高效率的关键。

发明内容
本发明的目的是针对地物散射特性理论研究或统计分析中采用的测量系统需要 多个天线，测量过程中需反复更换天线才能完成一组数据采集，进而造成设备成本高，测量 周期长，重复性差，数据准确率不高等问题，设计一种仅利用一个抛物面天线一次升降对位 即可完成所有波段微波后向散射特性数据采集的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测 量系统。本发明的技术方案是一种微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是它主要由载体1、地 面数据处理模块2、前端数据采集和传输模块3及雷达发射/接收组件4组成，雷达发射/ 接收组件4与控制其转动的二维转台6相连，地面数据处理模块2安装在载体1的地面部 分上，前端数据采集和传输模块3、雷达发射/接收组件4及二维转台6均安装在载体1的 空中支撑臂上，地面数据处理模块2通过长度不小于35米的电缆5与前端数据采集和传输 模块3及二维转台6的控制装置实现电气连接，前端数据采集和传输模块3与雷达发射/ 接收组件4双向连接；所述的雷达发射/接收组件4包括一个抛物面天线401、分别对应于 两个极化状态的两个单刀四掷通道选择开关402、八个环形器403、八个极化选择开关404、 频率范围从3. 2GHz到13. 6GHz的四个收发模块405和I/Q通道选择开关406，抛物面天线 天线401根据极化状态通过对应的单刀四掷通道选择开关402与对应的环形器403相连， 环形器403通过极化选择开关404与收发模块405相连，收发模块405通过通道选择开关 406与前端数据采集和传输模块3相连。所述的收发模块405主要由DDS频综器501、功分电路502、功率放大器503、第一 工作模式选择开关504、低噪声放大器505、第二工作模式选择开关506、I/Q解调器507和 选频放大器508组成，DDS频综器501产生的线性扫频源的输出给缓冲放大器509输入，缓 冲放大后接功分电路502的输入，功分电路502的输出一路作为相干本振源接I/Q解调器 507的一个输入端，另一路作为发射信号输出接功放电路503的输入端，再通过与功放电路 503相连的第一工作模式选择开关504接对应的极化选择天关404的输入端，再经环行器进 入单刀四掷通道选择开关后经天线输出，天线接收到的信号通过单刀四掷通道选择开关进 入环行器后再进入对应的极化选择404输出给低噪声放大器505过滤，然后经第二工作模 式选择开关506送入接I/Q解调器507中，I/Q解调器507再通过选频放大器508放大后 送入通道选择开关，最终将接收到的信号送入地面数据处理系统2中存储。I/Q中的I即 in phase同相分量，Q即quadrature phase正交分量，正交调幅信号QAM有两个相通频率 的载波，但是相位相差90度(四分之一周期，来自积分术语)。一个信号叫I信号，另一个 信号叫Q信号。从数学角度将，一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制 的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信 息相混和。所述的前端数据采集和传输模块3主要由开关控制单元601、系统状态收集单元 602、信道编码单元603、同步控制单元604、组帧电路605、A/D采集电路606及滤波整形电路607组成，开关控制单元601的输入与地面数据传输模块2的输出端相连，开关控制单元601的输出与雷达发射/接收组件4及二维转台对应的输入控制端相连，系统状态收集单 元602的输入端与雷达发射/接收组件4及二维转台对应的输出控制端相连，系统状态收 集单元602的输出端与地面数据传输模块2的输入端相连，信道编码单元603的输入端与 组帧电路605的输出端相连，信道编码单元603的输出端与地面数据传输模块2对应的输 入端相连，组帧电路605的输入端与A/D采集电路606的输出端相连，组帧电路605和A/D 采集电路606的控制端均与同步控制单元604对应的控制端相连，同步控制单元604的另 一个控制端与雷达发射/接收组件4对应的输入端相连，A/D采集电路606的输入端与滤 波整形电路607的输出端相连，滤波整形电路607的输入端与雷达发射/接收组件4对应 的信号输出端相连。所述的抛物面天线401为分置偏馈抛物面天线，在所述分置偏馈抛物面天线上安 装有双极化圆锥双脊喇叭馈源；所述分置偏馈抛物面的反射口面的口径不大于1. 2米。所述的地面数据处理模块2主要由计算机201和地面数据传输模块202组成，地 面数据传输模块202通过USB接口与计算机201相连，所述的地面数据传输模块202主要 由开关控制单元203、系统状态处理单元204、逻辑控制单元205、数据处理单元206和USB 接口单元207组成，开关控制单元203接收计算机201指令、执行开关控制，以实现频率通 道选取和极化模式选取；系统状态处理单元204收集前端系统的相关状态，并向计算机201 发送收集结果；逻辑控制单元205控制各个单元有序的工作；数据处理单元206对前端数 据采集及传输模块传送来的数据进行解码，并向计算机发送；USB接口单元207实现与计算 机USB接口进行通讯。本发明的有益效果本发明可省去多个抛物面天线，仅用一个天线即可完成原先需要8个天线才能完 成的数据采集任务，因此，具有结构简单，成本低的优点。同时由于在采用过程中不需要进 入抛物面天线的更换，具有数据采集准确，重复性好，采集速度快的优点。本发明的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统利用了调频连续波雷达 的工作原理，用宽频段雷达收发设备及宽频段多极化单抛物面天线实现从3GHz到13. 6GHz 宽频段范围内用一个抛物面天线及宽频段馈源实现在所设定的范围内，测量各类地面物体 的后向散射特性，而无须更换馈源、无须更换抛物面天线。它能在同一高度、同一角度采用 不同频率、不同极化对同一地面物体进行大量的实际测量。从而得到更加精细、准确、丰富 的多频段、多极化的地物后向散射数据。采用标准散射体定标校准后，能对地面物体进行定 量比较。为我国大地遥感检测提供了一种高性能，低成本的科研装备。本发明通过收发模块的输入输出两端分别设置通道选择开关，实现了在一套收发 系统中同时收发四个甚至更多个波段的微波信号的目的，大大简化了收发系统的结构。本发明通过在收发模块中增加了高IdB低噪声放大电路解决了发射信号对接收 信号的干扰问题，大大提高了信号采集的效率和正确率。


图1是本发明的总体结构示意图。图2是本发明的收发系统组成框图示意图。
图3是本发明的收发模块组成框图示意图。图4是本发明的前端数据采集和传输模块示意图。图5是本发明的地面数据传输模块功能框6本发明的计算机软件功能框图。图7现有的通用散射计的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图1-7所示。一种微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，它主要由载体1 (可为起重汽车、吊车、液压车等带有长臂的能自行或可被拖运的车辆)、地面数据处理模块2、前端数 据采集和传输模块3及雷达发射/接收组件4组成，如图1所示。为了使天线转动，雷达发 射/接收组件4连接有驱动其转动的二维转台6，地面数据处理模块2安装在载体1的地面 部分上，前端数据采集和传输模块3、雷达发射/接收组件4及二维转台6均安装在载体1 的空中支撑臂上，地面数据处理模块2通过长度不小于35米的电缆5与前端数据采集和传 输模块3及二维转台6的控制装置实现电气连接，前端数据采集和传输模块3与雷达发射 /接收组件4双向连接；所述的雷达发射/接收组件4包括一个抛物面天线401 (可采用分 置偏馈抛物面天线并在所述分置偏馈抛物面天线上安装有双极化圆锥双脊喇叭馈源；所述 分置偏馈抛物面的反射口面的口径最好不大于1.2米)、分别对应于两个极化状态(H极化 和V极化)的两个单刀四掷通道选择开关402 (可利用现有技术设计出纯电子式的选择开 关)、八个环形器403、八个极化选择开关404、频率范围从3. 2GHz到13. 6GHz的四个收发模 块405和I/Q通道选择开关406，抛物面天线天线401根据极化状态通过对应的单刀四掷通 道选择开关402与对应的环形器403相连，环形器403通过极化选择开关404与收发模块 405相连，收发模块405通过I/Q通道选择开关406与前端数据采集和传输模块3相连，如 图2所示。其中的收发模块405主要由DDS频综器501、功分电路502、功率放大器503、第 一工作模式选择开关504、低噪声放大器505、第二工作模式选择开关506、I/Q解调器507 和选频放大器508组成，如图3所示，DDS频综器501产生的线性扫频源的输出给缓冲放大 器509的输入，缓冲放大后接功分电路502的输入，功分电路502的输出一路作为相干本振 源接I/Q解调器507的一个输入端，另一路作为发射信号输出接功放电路503的输入端，再 通过与功放电路503相连的第一工作模式选择开关504接对应的极化选择天关404的输入 端，再经环行器进入单刀四掷通道选择开关后经天线输出，天线接收到的信号通过单刀四 掷通道选择开关进入环行器后再进入对应的极化选择404输出给低噪声放大器505过滤， 然后经第二工作模式选择开关506送入接I/Q解调器507中，I/Q解调器507再通过选频放 大器508放大后送入I/Q通道选择开关，最终将接收到的信号送入地面数据处理系统2中 存储。前端数据采集和传输模块3主要由开关控制单元601、系统状态收集单元602、信道 编码单元603、同步控制单元604、组帧电路605、A/D采集电路606及滤波整形电路607组 成，如图4所示，开关控制单元601的输入与地面数据传输模块2的输出端相连，开关控制 单元601的输出与雷达发射/接收组件4及二维转台对应的输入控制端相连，系统状态收 集单元602的输入端与雷达发射/接收组件4及二维转台6对应的输出控制端相连，系统状态收集单元602的输出端与地面数据传输模块2的输入端相连，信道编码单元603的输入端与组帧电路605的输出端相连，信道编码单元603的输出端与地面数据传输模块2对 应的输入端相连，组帧电路605的输入端与A/D采集电路606的输出端相连，组帧电路605 和A/D采集电路606的控制端均与同步控制单元604对应的控制端相连，同步控制单元604 的另一个控制端与雷达发射/接收组件4对应的输入端相连，A/D采集电路606的输入端与 滤波整形电路607的输出端相连，滤波整形电路607的输入端与雷达发射/接收组件4对 应的信号输出端相连。地面数据处理模块2主要由计算机201和地面数据传输模块202组 成，如图4中所示，地面数据传输模块202通过USB接口与计算机201相连。而所述的地面 数据传输模块202主要由开关控制单元203、系统状态处理单元204、逻辑控制单元205、数 据处理单元206和USB接口单元207组成，如图5所示，开关控制单元203接收计算机201 指令、执行开关控制，以实现频率通道选取和极化模式选取；系统状态处理单元204收集前 端系统的相关状态，并向计算机201发送收集结果；逻辑控制单元205控制各个单元有序的 工作；数据处理单元206对前端数据采集及传输模块传送来的数据进行解码，并向计算机 发送；USB接口单元207实现与计算机USB接口进行通讯。I/Q中的I即in phase同相分 量，Q即quadrature phase正交分量，正交调幅信号QAM有两个相通频率的载波，但是相位 相差90度(四分之一周期，来自积分术语)。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从 数学角度将，一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已 被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。详述如下天线设备天线部分由三个相关联的组件构成。超宽频带单偏馈双极化抛物面天线系统是微波宽频带多极化散射测量系统的重 要部件。它由超宽频带双极化馈源、偏馈抛物面反射器，伺服系统组成。该系统能在工作频 段大于4个倍频程的超宽频带内完成对被测目标的散射截面等性能的参数测量微波天线是采用分置偏馈抛物面，和双极化圆锥双脊喇叭馈源及二维转台构成的 收、发天线组合。极化开关组件分别与收、发通道单元和收、发天线馈源相连。由计算机控制，改变 收、发天线馈源极化组合产生HH、HV、VH、VV工作状态。伺服组件由步进电机构成，由计算机USB接口卡发出步进脉冲，经放大后驱动步 进电机，控制抛物面天线方位和俯仰角度的改变。如图2收发系统框图所示，收发模块按频率分为3. 2G、5. 368G、9. 65G、13. 6G四个 收发模块，每个模块内包含DDS频综、缓冲放大器、功分器、功率放大器、工作模式开关、环 行器、极化选择开关、环行器、低噪声放大器、I/Q解调器和带通滤波器和选频放大器。四个 模块通过2个宽带单刀四掷开关与宽频段馈源两个极化接口连接。I/Q解调后的信号通过 四路单刀四掷开关与后端相连I/Q输入端相连。由于四个模块内部结构相似，故以3. 2G模块来说明收发模块功能。模块内部结构 框图如图3具体收发功能模块框图所示由DDS频率综合器产生的线性扫频信号输出给缓 冲放大器放大，经功分器，而后分为两路，其中一路作为相干本振源，一路作为发射信号输 出，发射信号经功率放大器、工作模式开关、极化选择开关后送给天线输出。通过工作模式开关，信号可以切换到校准工作模式，系统自身开始自闭环校准，校准完毕后，系统将工作 模式开关连接到正常工作通道，进入正常工作状态。模块工作时，接收信号由天线接收回波信号，经过通道选择开关送入模块，再通过 极化选择开关送入前置低噪声放大器。由于模块工作方式为连续波工作方式，收发通过环 行器进行隔离，因此，在接收信号中存在较大的发射泄露信号。通常情况下，环行器的隔离 度为20dB，故必须采用高IdB压缩点低噪声放大器以保证接收信号的有效放大，同时避免 不必要的非线性信号产生。信号经过低噪声放大，极大的降低了整个接收模块的噪声系数， 提高了接收灵敏度。信号经过低噪声放大后，进行I/Q解调，解调后的I、Q信号分别进行带 通滤波器，然后再分别进行选频放大后输出。由于系统由4个模块构成，输出的I/Q信号或 参考I/Q信号再由通道选择开关输出给后端进行信号处理。由模块描述可知，每个模块主要由DDS频综、缓冲放大器、功分器、功率放大器、工 作模式开关、极化选择开关、环行器、低噪声放大器、I/Q解调器、带通滤波器和选频放大器 构成。其中环行器、极化选择开关和低噪声放大器的性能指标决定着整个模块的灵敏度和 动态范围。功率放大器、工作模式开关、极化选择开关和环行器决定着发射功率平坦度。前端数据采集和传输模块如图4前端数据采集和传输模块框图所示，各单元对应 的功能如下开关控制单元接收和执行开关控制，以实现频率通道选取和极化模式选取。 系统状态收集单元收集前端系统的相关状态，并向地面发送收集结果。同步控制单元控 制前端频率源的扫频与数据采集和传输的同步。滤波整形对I/Q模块信号进行滤波和整 形。A/D采集实现模数变换。组帧对采集的数据进行组帧传输。信道编码单元对采集 和成帧的数据进行信道编码，并向地面发送。由雷达方程可以得出，雷达回波信号功率与散射系数的关系，地物目标(包括孤 立点或扩展类散射体)散射特性之间的基本关系。点目标的单基雷达方程定义为
PtpGiGrX2Gpil…P" = ‘ W Pq(1)
r (^R4Ls面扩展目标的雷达方程为
^各 lP'PG如/dA(2)
(^fLs ^ Rf-R2r上述(1)式和(2)式中Pt, Pr 分别为发射和接收功率；Gt, Gr 分别为发射和接收天线的功率增益；λ :信号工作波长；Ls 系统损耗(与频率有关)；R或Rt，Rr 天线口面中心到目标散射中心，或散射点的距离p，q 发射，接收天线的极化状态(H，V极化)；S 收、发天线波束交叉面积；σ 雷达散射截面积(RCS)，与入射角和散射体的形状及介电特性有关；σ ° 散射系数。
当收、发天线波束较窄时，地物散射区域内相应的发射功率和散射系数变化较小 情况下，对(2)式进一步简化为<formula>formula see original document page 10</formula>按上式，对不同的频率、入射角、极化状态下，得到特定地物散射测量的幅度和相 位变化特性的后散向矩阵(对应极化为HH，HV, VH, VV状态)；
<formula>formula see original document page 10</formula>利用⑴式所选择的标准散射体，对系统进行绝对定标测定，采用(3)式对地面散 射系数进行测量。以上推导作为分析和设计散射系数测量系统的基础，在对系统参数设定，确定了 相对地物的几何关系(散射位置和面积)，获得相应的频率、极化和角度下的地物散射回 波，相对于入射波的幅度和相位信息，从而求得地物散射系数或散射面积以及相位信息。这 是本发明设计的理论依据。计算机软件内部功能单元如图6计算机软件内部功能框图所示，各单元对应的功 能如下USB接口 实现与地面数据传输模块的连接(USB采用2. 0协议)。工作模块设置 选取工作频段、设定极化方式等。状态信息显示显示系统状态，如工作频段、极化方式设定 的执行情况等。数据解帧对组帧的数据进行解帧处理。存储实现采集数据的存储。信号 处理及显示对I/Q数据进行时域处理显示和频域处理显示，计算出地面物体具体散射系 数值及相位值。本发明的单偏馈超宽频带双极化抛物面天线系统是一个横跨S、C、X、Ku波段，频 带宽度达到4个倍频程的单偏馈的超宽频带双极化抛物面天线系统，其主要特征是超宽 带、双极化、高增益，目前已有多种技术途径可以实现，但是系统总体要求天线系统的抛物 面反射口面的口径不得大于1.2米，这就从系统上对该天线实施了严格限制，也就是说该 天线系统必须严格小型化。在抛物面反射器受限的情况要实现上述性能要求，只能而且必 须对馈源进行更加精细地小型化优化设计。因此馈源采用了超宽频带双极化圆锥双脊喇叭来作为天线系统的超宽频带馈源。普通的超宽频带双极化喇叭是一种工作频带超宽，能做到瞬间双极化发射、接收 的设备，但是由于它在超宽频带波束宽度变化较大，作为反射天线的馈源就受到了严格地 限制，所以一定要精细地优化设计，将波束变化控制到满足要求来实现，用超宽频带双极化 圆锥双脊喇叭作为反射面天线的馈源，能实现系统性能的要求。为此我们对普通超宽频带 双极化馈源进行了小型化优化分析设计，采用双极化圆锥双脊喇叭馈源。已实现在S、c、x、 Ku波段内3GHz到13. 6GHz正常工作并达到总体性能指标要求。天线转台天线转台为二 维转台。计算机软件通过USB与天线转台控制单元相连，实现地面控制空中二维转台方位、 俯仰的转动(USB采用2. 0协议)。状态信息显示显示天线系统方位、俯仰实际的角度。由于本发明所采用的各电路和模块均可采用成熟悉市售产品或可通过常规技术 自行设计，因此具体的电路图和模块的选型可根据需要由相应技术人员在不需要创造性劳动的前提下自行解决。 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现 。
权利要求
一种微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是它主要由载体(1)、地面数据处理模块(2)、前端数据采集和传输模块(3)及雷达发射/接收组件(4)组成，雷达发射/接收组件(4)与控制其转动的二维转台(6)相连，地面数据处理模块(2)安装在载体(1)的地面部分上，前端数据采集和传输模块(3)、雷达发射/接收组件(4)及二维转台(6)均安装在载体(1)的空中支撑臂上，地面数据处理模块(2)通过长度不小于35米的电缆(5)与前端数据采集和传输模块(3)及二维转台(6)的控制装置实现电气连接，前端数据采集和传输模块(3)与雷达发射/接收组件(4)双向连接；所述的雷达发射/接收组件(4)包括一个抛物面天线(401)、分别对应于两个极化状态的两个单刀四掷通道选择开关(402)、八个环形器(403)、八个极化选择开关(404)、频率范围从3.2GHz到13.6GHz的四个收发模块(405)和I/Q通道选择开关(406)，抛物面天线天线(401)根据极化状态通过对应的单刀四掷通道选择开关(402)与对应的环形器(403)相连，环形器(403)通过极化选择开关(404)与收发模块(405)相连，收发模块(405)通过I/Q通道选择开关(406)与前端数据采集和传输模块(3)相连。
2.根据权利要求1所述的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是 所述的收发模块(405)主要由DDS频综器(501)、功分电路(502)、功率放大器(503)、第一 工作模式选择开关(504)、低噪声放大器(505)、第二工作模式选择开关(506)、I/Q解调器 (507)和选频放大器(508)组成，DDS频综器(501)产生的线性扫频源的输出给缓冲放大器 (509)的输入，缓冲放大后接功分电路(502)的输入，功分电路(502)的输出一路作为相干 本振源接I/Q解调器(507)的一个输入端，另一路作为发射信号输出接功放电路(503)的 输入端，再通过与功放电路(503)相连的第一工作模式选择开关(504)接对应的极化选择 天关(404)的输入端，再经环行器进入单刀四通道选择开关后经天线输出，天线接收到的 信号通过单刀四通道选择开关进入环行器后再进入对应的极化选择(404)输出给低噪声 放大器(505)过滤，然后经第二工作模式选择开关(506)送入I/Q解调器(507)中，I/Q解 调器(507)再通过选频放大器(508)放大后送入I/Q通道选择开关，最终将接收到的信号 送入地面数据处理系统(2)中存储。
3.根据权利要求1所述的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是所 述的前端数据采集和传输模块(3)主要由开关控制单元(601)、系统状态收集单元(602)、 信道编码单元(603)、同步控制单元(604)、组帧电路(605)、A/D采集电路(606)及滤波整 形电路(607)组成，开关控制单元(601)的输入与地面数据传输模块(2)的输出端相连，开 关控制单元(601)的输出与雷达发射/接收组件(4)及二维转台对应的输入控制端相连， 系统状态收集单元(602)的输入端与雷达发射/接收组件(4)及二维转台对应的输出控制 端相连，系统状态收集单元(602)的输出端与地面数据传输模块(2)的输入端相连，信道编 码单元(603)的输入端与组帧电路(605)的输出端相连，信道编码单元(603)的输出端与 地面数据传输模块(2)对应的输入端相连，组帧电路(605)的输入端与A/D采集电路(606) 的输出端相连，组帧电路(605)和A/D采集电路(606)的控制端均与同步控制单元(604) 对应的控制端相连，同步控制单元(604)的另一个控制端与雷达发射/接收组件(4)对应 的输入端相连，A/D采集电路(606)的输入端与滤波整形电路(607)的输出端相连，滤波整 形电路(607)的输入端与雷达发射/接收组件⑷对应的信号输出端相连。
4.根据权利要求1所述的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是所述的抛物面天线(401)为分置偏馈抛物面天线，在所述分置偏馈抛物面天线上安装有双极 化圆锥双脊喇叭馈源；所述分置偏馈抛物面的反射口面的口径不大于1. 2米。
5.根据权利要求1所述的微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是所 述的地面数据处理模块(2)主要由计算机(201)和地面数据传输模块(202)组成，地面数 据传输模块(202)通过USB接口与计算机(201)相连，所述的地面数据传输模块(202)主 要由开关控制单元(203)、系统状态处理单元(204)、逻辑控制单元(205)、数据处理单元 (206)和USB接口单元(20 7)组成，开关控制单元(203)接收计算机(201)指令、执行开关控 制，以实现频率、通道选取和极化模式选取；系统状态处理单元(204)收集前端系统的相关 状态，并向计算机(201)发送收集结果；逻辑控制单元(205)控制各个单元有序的工作；数 据处理单元(206)对前端数据采集及传输模块传送来的数据进行解码，并向计算机发送； USB接口单元(207)实现与计算机USB接口进行通讯。
全文摘要
一种微波宽频段多极化单抛物面天线散射测量系统，其特征是它主要由载体(1)、地面数据处理模块(2)、前端数据采集和传输模块(3)及雷达发射/接收组件(4)组成，所述的雷达发射/接收组件(4)包括一个抛物面天线(401)、分别对应于两个极化状态的两个单刀四掷通道选择开关(402)、八个环形器(403)、八个极化选择开关(404)、频率范围从3.2GHz到13.6GHz的四个收发模块(405)和通道选择开关(406)，抛物面天线天线(401)根据极化状态通过对应的单刀四掷通道选择开关(402)与对应的环形器(403)相连，环形器(403)通过极化选择开关(404)与收发模块(405)相连，收发模块(405)通过I/Q通道选择开关(406)与前端数据采集和传输模块(3)相连。本发明结构简单，成本低，操作方便，测量效率高。
文档编号G01S7/28GK101825698SQ20101018839
公开日2010年9月8日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者强宏, 李伟英, 杨习荣, 邵双京 申请人:南京恩瑞特实业有限公司