[发明专利]一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器

说明书

本发明公开一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器，由第一单元电路(1)和N‑1个第二单元电路(2)、控制信号发生器(3)构成一个有源反射天线阵，其中N≥2；控制信号发生器(3)用于产生频率控制信号和相位控制信号；第一单元电路(1)用于对接收的信号进行变频、放大转发；第二单元电路(2)用于对接收的信号进行移相、变频、放大转发；该有源反射天线阵对位移监测雷达辐射过来的射频载波信号进行变频、放大、移相处理后，使其沿着与入射路径相反的方向返回给位移监测雷达。本发明的位移雷达目标反射器具有即插即用的特点，无需进行手动瞄准，可节省安装调试时间，而且具有多点位移同时测量能力，可实现远距离测量。

技术领域

本发明属于雷达测量技术领域，涉及一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器。

背景技术

电力杆塔、摩天大楼、桥梁、大坝、高速公路边坡等在使用中往往会发生位移变形，为保证这些基础设施的安全，需要对其进行实时监测，位移监测雷达是主要监测手段之一。位移监测雷达的基本原理是：在被测物表面上安装无源角反射器作为位移雷达目标反射器，在远端布置位移监测雷达，通过测量射频信号往返于位移监测雷达与无源角反射器之间的相位差来测量角反射器的位移量。常用的无源角反射器为三面角反射器，分别由三个圆心角为90度的等腰直角三角形构成。这种角反射器在实际使用中存在以下问题：(1)雷达作用距离较近：如果角反射器尺寸小，则雷达散射截面积也会比较小，这样只能近距离测量；增加角反射器的尺寸，可以增加它的雷达散射截面积，但受安装条件限制，实际使用时不可能无限制地增加尺寸；(2)安装调试时间较长：在安装调试阶段，需要调整角反射器中心轴的指向，使得角反射器中心轴与雷达视线方向重合，这需要花费很长的时间来进行瞄准；(3)不能实现自动瞄准：在实际使用过程中，当被测物体可能发生三维形变时，安装在被测物体上的角反射器的中心轴指向将会发生改变，偏离雷达视线方向，如果偏离较大，则雷达视线方向上的位移量测量误差加大，甚至不能得到正确结果；(4)没有多点测量能力：角反射器只是单纯地反射信号，无信号处理功能，位移监测雷达不能区分各个角反射器，不能实现多点测量。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器用于取代现有位移监测雷达系统中的无源角反射器，以便克服现有方案中存在的缺点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

如图1所示，本发明公开一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器，由第一单元电路1和N-1个第二单元电路2和控制信号发生器3构成一个有源反射天线阵，其中N≥2；该有源反射天线阵对位移监测雷达辐射过来的射频载波信号进行变频、放大、移相处理后，使其沿着与入射路径相反的方向返回给位移监测雷达。

控制信号发生器3由频率控制信号发生器和相位控制信号发生器构成。频率控制信号发生器用于产生频率为f_i的频率控制信号s_f(t)。相位控制信号发生器用于计算并锁存第二单元电路2与第一单元电路1收到的频率为f_R的射频载波信号的相位差Δθ₁₂，生成3个相位控制信号k₂₃、k₂₁、k₂₂。

第一单元电路1使用频率控制信号s_f(t)对其收到的射频载波信号进行变频，生成频率分别为(f_R+f_i)和(f_R-f_i)的两路射频信号，然后进行放大后再转发回去。