[实用新型]一种雷达原理综合实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种声学方面的物理实验教学仪器，尤其涉及一种根据雷达原理综合实验仪。

背景技术

雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。 

雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

现代实际使用的雷达大多是用微波作为探测运动物体的发射信号源。作为课堂教学中讲授雷达工作原理的演示性雷达综合实验仪，目前市场上没有。特别是用超声波作为发射信号源，对活动目标进行自动跟踪测量的演示性雷达综合实验仪更为罕见。

发明内容

本实用新型公开了一种能对活动目标进行自动跟踪测量的演示性雷达综合实验仪。该仪器有一对模拟雷达发射—接受功能的探头和一只模拟激光瞄准器被相互平行地安装在一个受微处理器控制的、可同时沿水平方向作0~360度转动和与竖直方向作0~90度转动的二维转动支架上，使探头和瞄准器能同时指向地平面以上半球面的任意方向。

仪器上的二维转动支架包括一块可在竖直方向方向0~90度转动的扇形板支架板和一块可做水平方向0~360度转动的水平支架板；两个支架板在水平和竖直方向的转动分别受两个电机的驱动并由仪器主机内的微处理器来控制；所述的对电机的控制信号通过电缆—电刷与二维转动支架上的环形电枢实现动接触，并通过环形电枢和旋转立柱内部的电缆与电机和发射—接收探头形成电气联接；仪器上的一对模拟雷达发射—接收功能的探头是采用超声波传感器。

为了达到这一目的，首先，我们采用超声波作为发射信号源，以便能对近距离（几米范围内）的低速运动的物体进行模拟探测实验。

其次，将相互平行的发射一接收探头和模拟瞄准器安装在同一块可在竖直方向转动角度的扇形板支架板上，以便于再各种情况下都能接收到与发射信号相反方向的后射信号并用模拟激光瞄准器对准目标；所述的扇形板根据信号发射呈一定角度设计。

第三，为了使发射—接收探头和电机的引出电缆线不至因二维转动支架的转动而缠绕，我们采用电刷与环形电枢动接触的方式来解决电气联接的问题。此外，二维转动支架的转动受电机驱动并由仪器主机内的微处理器来控制。

本实用新型的有益效果是，有利于提高与雷达原理有关的课程教学质量，使教学与应用更好地结合。

附图说明

图1 雷达原理综合实验仪的结构示意图；

附图标记

1、发射—接收探头；2、模拟激光瞄准器；3、竖直方向转动的扇形板支架板；4、水平方向转动的扇形板支架板；5、竖直方向转动的驱动电机；6、支撑水平支架板的转轴；7、感应竖直方向转动角度的角度传感器；8、水平转动的驱动电机；9、旋转立柱；10、环形电枢；11、支架底座；12、电刷盒及电刷；13、支架底座与仪器主机间的联接电缆；14、仪器主机。

具体实施方式

将一对超声波发射—接收探头1和模拟激光瞄准器2相互平行地安装在同一块可在竖直方向转动角度的扇形板支架板3上，此扇形板支架板3受竖直方向转动的驱动电机5的驱动可与扇形板支架板4间取得0~90度的不同夹角，竖直方向转动的驱动电机5的作用除了用于改变两支架板间的夹角外还兼有绞联的作用。感应竖直方向转动角度的角度传感器7与竖直方向转动的驱动电机5间采用同轴安装的方式；感应水平转动角度的角度传感器和做水平方向转动的驱动电机8间也采用同轴安装的方式，旋转立柱9内部是空心的，其中不但有感应水平转动角度的角度传感器，而且还是信号电缆的通道，在旋转立柱9的外部有环形电枢（一般不少于5道）与固定在支架底座11上的电刷盒中的电刷12动接触；旋转立柱9与支架底座11间不是一个整体，它们间的转的能够角度由旋转立柱9内部的水平角度传感器来感应。在仪器主机14内部有微处理器和相关的电路，通过支架底座与仪器主机间的联接电缆13向整个实验装置发出控制指令。

有利于提高与雷达原理有关的课程教学质量，使教学与应用更好地结合。