本實(shí)用新型屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全數(shù)字便攜式超高頻雷達(dá)電源電路，尤其涉及一種便攜式超高頻雷達(dá)高效率電源電路。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的數(shù)十年里，超高頻雷達(dá)已經(jīng)廣泛用于河流流速、流量的監(jiān)測(cè)，這對(duì)于抗洪減災(zāi)、水上運(yùn)輸、漁業(yè)等具有很重要的意義。傳統(tǒng)的測(cè)量方法主要有河流浮標(biāo)、流速轉(zhuǎn)子儀、ADCP、電磁流速儀等，這些儀器均需要與水體直接接觸，安裝維護(hù)困難，測(cè)量難度大，對(duì)操作人員要求較高。武漢大學(xué)從2004年開始關(guān)注非接觸式河流流速流量測(cè)量，此前，武漢大學(xué)以及在高頻雷達(dá)監(jiān)測(cè)海洋方面取得了成功，其代表產(chǎn)品為OSMAR系列海態(tài)監(jiān)測(cè)雷達(dá)。在高頻雷達(dá)的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)超高頻雷達(dá)在2005年設(shè)計(jì)成功，其采用中頻數(shù)字接收機(jī)，并在長(zhǎng)江進(jìn)行了數(shù)次實(shí)驗(yàn)，第一次接收到了來(lái)自河流的回波。此后，超高頻雷達(dá)技術(shù)日益發(fā)展，在2013年研制除了全數(shù)字雷達(dá)系統(tǒng)，并且做了多次試驗(yàn)驗(yàn)證了雷達(dá)卓越的性能。
為了更加便于安裝和維護(hù)以及降低洪水期間水文工作的危險(xiǎn)性，超高頻雷達(dá)系統(tǒng)將朝向便攜式的方向發(fā)展，這就要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)單化，體積進(jìn)一步縮小。而傳統(tǒng)的超高頻雷達(dá)系統(tǒng)采用笨重的線性電源作為雷達(dá)的供電核心電路，體積龐大且效率低下，因?yàn)槭袌?chǎng)上迫切需要一種既滿足了高性能有實(shí)現(xiàn)了高效率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，對(duì)超高頻雷達(dá)的便攜化幫助很大，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益的便攜式超高頻雷達(dá)的高效率電源電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種便攜式超高頻雷達(dá)高效率電源電路。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種便攜式超高頻雷達(dá)電源電路，其特征在于：包括第一電源開關(guān)、切換開關(guān)、第二電源開關(guān)、線性電源、時(shí)鐘模塊、發(fā)射機(jī)、第三電源開關(guān)、USB模塊、24V蓄電池、數(shù)字信號(hào)源、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、FPGA；
所述第一電源開關(guān)、24V蓄電池分別與所述切換開關(guān)連接，所述第一電源開關(guān)將220V交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電輸入到所述切換開關(guān)，所述切換開關(guān)用于雷達(dá)選擇供電來(lái)源是市電或24V蓄電池；
所述切換開關(guān)輸出的24V直流電輸入到所述發(fā)射機(jī)和第二電源開關(guān)；所述第二電源開關(guān)輸出12V和5V直流電，其中12V輸入到所述數(shù)字信號(hào)源，5V輸入到所述第三電源開關(guān)和線性電源；所述第三電源開關(guān)輸出3.3V和1.8V直流電，其中3.3V和1.8V輸入到所述FPGA，3.3V 輸入到所述USB模塊；所述線性電源輸出3.3V和1.8V直流電，其中3.3V輸入到所述時(shí)鐘模塊，1.8V輸入到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，工作穩(wěn)定，成本較低，且體積較小，完全適用于便攜式超高頻雷達(dá)系統(tǒng)，大大縮小了超高頻雷達(dá)接收機(jī)的尺寸。同時(shí)因?yàn)楸緦?shí)用新型效率很高，發(fā)熱量很小，因此不需要外加散熱片，在提高了雷達(dá)熱穩(wěn)定性的同時(shí)也進(jìn)一步間接縮小了雷達(dá)體積。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
請(qǐng)見圖1，本實(shí)用新型提供的一種便攜式超高頻雷達(dá)電源電路，包括第一電源開關(guān)1、切換開關(guān)2、第二電源開關(guān)3、線性電源4、時(shí)鐘模塊5、發(fā)射機(jī)6、第三電源開關(guān)7、USB模塊8、24V蓄電池9、數(shù)字信號(hào)源10、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊11、FPGA；第一電源開關(guān)1、24V蓄電池9分別與切換開關(guān)2連接，第一電源開關(guān)1將220V交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電輸入到切換開關(guān)2，切換開關(guān)2用于雷達(dá)選擇供電來(lái)源是市電或24V蓄電池9；切換開關(guān)2輸出的24V直流電輸入到發(fā)射機(jī)6和第二電源開關(guān)3；第二電源開關(guān)3輸出12V和5V直流電，其中12V輸入到數(shù)字信號(hào)源10，5V輸入到第三電源開關(guān)7和線性電源4；第三電源開關(guān)7輸出3.3V和1.8V直流電，其中3.3V和1.8V輸入到FPGA12，3.3V 輸入到USB模塊8；線性電源4輸出3.3V和1.8V直流電，其中3.3V輸入到時(shí)鐘模塊5，1.8V輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊11。
本實(shí)施例的第一開關(guān)電源1是高功率因數(shù)電源，可以將220V(±10%)的交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電，要求功率因數(shù)在96%以上，且輸出功率高于80W，輸出電壓紋波低于200mV，效率高于85%，電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率均低于1%，具備短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和欠壓保護(hù)功能，同時(shí)要求具有一定的抗雷擊能力。
本實(shí)施例的第二開關(guān)電源3采用反激式拓?fù)?，輸?6至32V直流，共有兩路電壓輸出，分別是12V-3A和5V-6A，要求12V的輸出電壓紋波低于100mW，5V的輸出電壓紋波低于40mW，效率高于90%，負(fù)載調(diào)整率和電壓調(diào)整率低于1%。
本實(shí)施例的第三電源開關(guān)7采用Buck拓?fù)?，核心為高效率開關(guān)電源模塊PTH08T230WAD，輸出3.3V-3A和1.8V-3A兩路電壓；輸出電壓紋波低于50mV，滿載效率高于94%。
本實(shí)施例的線性電源4主要由低噪聲LDO芯片TPS7A8001組成，輸出3.3V-1A和1.8V-1A的電壓，電壓紋波低于20mV。
在本實(shí)施例中，雷達(dá)系統(tǒng)的供電來(lái)源可以有兩個(gè)選擇，一個(gè)是220V市電，一個(gè)是24V蓄電池9，可以配合光伏發(fā)電裝置。通過(guò)切換開關(guān)來(lái)選擇供電源。只有當(dāng)選擇市電時(shí)，第一開關(guān)電源1才起作用，他將220V交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85%。24V電壓可作為發(fā)射機(jī)6的供電電壓，此后，24V直流電經(jīng)過(guò)第二開關(guān)電源3轉(zhuǎn)換為兩路電壓，一路是12V，另外一路是5V，分別作為數(shù)字信號(hào)源10的供電電壓和第三開關(guān)電源7、線性電源4的輸入。
第三開關(guān)電源7可輸出3.3V和1.8V電壓，用于FPGA12、USB模塊8等數(shù)字電路供電，其對(duì)電源質(zhì)量的要求相對(duì)于模擬電路較低，電壓紋波在50mV以內(nèi)即可，雷達(dá)的數(shù)字電路部分功率要求較大，采用開關(guān)電源可以顯著提高電源效率，并降低電源體積。對(duì)于雷達(dá)的模擬電路部分如模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊11、時(shí)鐘模塊5等對(duì)電源質(zhì)量的要求較高，一般開關(guān)電源輸出的電壓紋波很難達(dá)到要求，因此采用高質(zhì)量的線性電源4供電，其輸出紋波可以控制在20mV以內(nèi)；且由于雷達(dá)模擬部分供電功率較低，因此線性電源4體積不用太大，且熱損耗也不會(huì)太多，不會(huì)明顯增大電源體積。
盡管本說(shuō)明書較多地使用了第一電源開關(guān)1、切換開關(guān)2、第二電源開關(guān)3、線性電源4、時(shí)鐘模塊5、發(fā)射機(jī)6、第三電源開關(guān)7、USB模塊8、24V蓄電池9、數(shù)字信號(hào)源10、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊11、FPGA等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其他術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便的描述本實(shí)用新型的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，本實(shí)用新型的請(qǐng)求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。