[实用新型]一种位移雷达转发器

说明书

技术领域

本实用新型属于雷达测量技术领域，涉及一种位移雷达转发器。

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，本实用新型提出了一种位移雷达转发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，本实用新型提供如下技术方案：

如图1所示，本实用新型公开一种位移雷达转发器，由控制信号发生器(3)、单元电路 1和N-1个单元电路2构成一个有源反射天线阵；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单元电路2与单元电路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。

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。

单元电路2使用其中1个相位控制信号k₂₃对其收到的射频载波信号进行移相处理，然后再使用频率控制信号s_f(t)对移相后的信号进行变频，生成频率分别为(f_R+f_i)和(f_R-f_i)的两路射频信号，对这两路信号进行放大，然后再使用另外2个相位控制信号k₂₁、k₂₂分别对这两路信号进行移相处理后再转发回去。这3个移相器的相移量均为-Δθ₁₂，这3个移相器的工作频率分别为：f_R、(f_R+f_i)和(f_R-f_i)。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的位移雷达转发器与传统的角反射器相比，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。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的系统电路结构框图；

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

图1为本实用新型的系统电路结构框图。如图所示，位移雷达转发器为一个有源反射天线阵，由控制信号发生器(3)、单元电路1和N-1个单元电路2构成。