[發(fā)明專利]一種連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710324063.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN107093798A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周越
• 主分類號(hào): H01Q3/40
• 分類號(hào): H01Q3/40;H01Q21/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及連續(xù)波雷達(dá)領(lǐng)域的電子波束掃描技術(shù)設(shè)備，特別適用于連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)中的電掃陣列天線設(shè)備。也可應(yīng)用于其他連連續(xù)波體制微波收發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)中，由于探測的目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的，為了有效對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測與跟蹤，需要研制具有快速波束掃描能力的天線系統(tǒng)，傳統(tǒng)連續(xù)波雷達(dá)通過機(jī)械式伺服系統(tǒng)完成二維空域掃描，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測與跟蹤，存在設(shè)備重量重，掃描速度低的技術(shù)局限。采用收發(fā)分置的雙天線相控陣方案，或收發(fā)分置的雙天線空域數(shù)字信號(hào)處理的智能天線，雖然解決了收發(fā)信號(hào)泄露的隔離問題，但天線口徑過大，設(shè)備體積重量大，設(shè)備成本高，收發(fā)兩部天線需要進(jìn)行電軸對(duì)齊校準(zhǔn)，否則會(huì)有接收波束與發(fā)射波束的指向誤差。而收發(fā)共口徑的相控陣體制或數(shù)字波束體制，由于天線間的互耦，而收發(fā)信號(hào)是同頻率的，導(dǎo)致無法有效隔離發(fā)射信號(hào)向接收通道的泄露，所以體制上很難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于在功率放大器、低噪聲放大器、環(huán)形器三個(gè)收發(fā)射頻前端主要部件與m個(gè)n單元線陣天線陣列之間引入m端口巴特勒矩陣，將雷達(dá)掃描空域劃分為m個(gè)一維扇區(qū)，在一維上逐個(gè)扇區(qū)進(jìn)行目標(biāo)探測與跟蹤，及解決了收發(fā)隔離問題，又實(shí)現(xiàn)了收發(fā)信號(hào)共用一部天線的問題，減小了設(shè)備體積，簡化了連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線設(shè)備的組成，降低了設(shè)備成本的同時(shí)，也解決了收發(fā)分置的雙天線相控陣方案中收發(fā)波束指向?qū)?zhǔn)的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置，其特征在于：包括m個(gè)n單元線陣天線陣列，n為≥2的自然數(shù)；1個(gè)m端口巴特勒矩陣，m為≥2的自然數(shù)；1個(gè)1:m通道射頻開關(guān)，m為≥2的自然數(shù)；1個(gè)環(huán)形器、1個(gè)發(fā)射定向耦合器、1個(gè)接收定向耦合器、1個(gè)矢量調(diào)制器、1個(gè)射頻功率放大器、1個(gè)低噪聲放大器組成。

所述的m個(gè)n單元線陣天線陣列將自由空間輸入的電磁波信號(hào)進(jìn)行電磁感應(yīng)接收后輸出至m端口巴特勒矩陣，m端口巴特勒矩陣將空域劃分為m個(gè)一維扇區(qū)，通過1:m通道射頻開關(guān)選擇扇區(qū)進(jìn)行信號(hào)接收，由1:m通道射頻開關(guān)將該信號(hào)傳輸至環(huán)形器，環(huán)形器將接收信號(hào)進(jìn)行有向傳輸至接收定向耦合器，接收定向耦合器將接收到的信號(hào)通過直通支路傳輸至低噪聲放大器，低噪聲放大器將接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大后輸出。同時(shí)，射頻功率放大器將輸入的射頻發(fā)射信號(hào)進(jìn)行功率放大后輸入至發(fā)射定向耦合器，發(fā)射定向耦合器將信號(hào)分別傳輸至環(huán)形器和矢量調(diào)制器，環(huán)形器將發(fā)射信號(hào)進(jìn)行有向傳輸至1:m通道射頻開關(guān)，1:m通道射頻開關(guān)進(jìn)行波束通道選擇，將發(fā)射信號(hào)輸入至m端口巴特勒矩陣的對(duì)應(yīng)所選波束的輸入端口，m端口巴特勒矩陣將1:m通道射頻開關(guān)輸入的選定的波束端口上的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行幅相調(diào)整，經(jīng)過m端口巴特勒矩陣幅相調(diào)整的射頻發(fā)射信號(hào)輸出至m個(gè)n單元線陣天線陣列，m個(gè)n單元線陣天線陣列將幅相調(diào)整后的發(fā)射信號(hào)輻射至選定的扇區(qū)。發(fā)射定向耦合器將耦合出的發(fā)射耦合信號(hào)輸入至矢量調(diào)制器，經(jīng)過矢量調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅相調(diào)整后，注入接收定向耦合器，用于對(duì)接收通道上的發(fā)射信號(hào)泄露進(jìn)行射頻對(duì)消。接收與發(fā)射，均通過1:m通道射頻開關(guān)選擇m端口巴特勒矩陣不同的波束通道而實(shí)現(xiàn)一維電子波束掃描。

本發(fā)明1個(gè)m端口巴特勒矩陣2，m為≥2的自然數(shù)，采用波導(dǎo)傳輸線實(shí)現(xiàn)，通過射頻連接器與1:m通道射頻開關(guān)3連接，或采用微帶、帶狀線、基片集成波導(dǎo)、共面波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，與1:m通道射頻開關(guān)3印制在同一個(gè)印制電路板。

本發(fā)明1個(gè)1:m通道射頻開關(guān)3，m為≥2的自然數(shù)，采用大功率PIN管電子開關(guān)安裝在印制電路板上實(shí)現(xiàn)，或采用PIN電子開關(guān)集成電路安裝在印制電路板上實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置采用一維電掃方式搜索和跟蹤目標(biāo)，波束的掃描速度快、跟蹤速度快。

2.本發(fā)明的連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置共用一個(gè)天線口徑，設(shè)備體積小，重量輕。

3.本發(fā)明的連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置采用巴特勒矩陣實(shí)現(xiàn)波束掃描，比相控陣體制的雷達(dá)設(shè)備量少，成本低。

4.本發(fā)明的連續(xù)波雷達(dá)電子波束掃描天線裝置有效的解決了波束掃描、天線口徑共用與收發(fā)通道隔離的技術(shù)矛盾，收發(fā)共口徑的連續(xù)波電子波束掃描天線得到實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理方框圖。

具體實(shí)施方式