[發明專利]一種天基海空動目標廣域探測系統

在審

• 申請號: 201710713295.0
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107656246A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 李雁斌;黃勇;王卓群
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S7/36
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 朱成之,周乃鑫

技術領域

本發明涉及雷達系統與信號處理技術領域，特別是涉及一種天基海空動目標廣域探測系統。

背景技術

現有技術主要是采用地基機械掃描雷達或相控陣雷達進行海空動目標的廣域探測。為了實現大范圍快速搜索，雷達發出的窄波束無法在某一位置駐留較長時間，而海空動目標的回波信號還存在距離走動、多普勒模糊現象，這就嚴重影響目標脈沖間的能量積累，導致檢測性能下降，甚至不能檢測出遠距離或動目標雷達散射截面積RCS較小的運動目標。

針對地基機械掃描雷達或相控陣雷達的動目標檢測問題，研究方法分為以下兩類：

(1)檢測前跟蹤方法(TBD)：TBD類方法采用非相參積累的方法對脈壓后的回波信號進行處理，但在信噪比較低的情況下，該方法積累效率不高。

(2)檢測后跟蹤方法(DBT)：DBT類方法主要研究長相參積累時間內，動目標的距離走動補償和多普勒擴展補償。現有的距離走動補償方法主要有時分包絡移位補償法、頻分包絡移位補償法、包絡插值移位法、相參Radon變換法、Radon-Fourier變換法、Keystone變換法等。現有的多普勒擴展補償方法主要有最大似然函數法(ML)、解線調法或Chirp-Fourier變換、Radon-Wigner變換、Wigner-Hough變換、Radon-ambiguity變換、chirplet變換、分數階傅里葉變換等。

通過專利檢索，共檢索出實用新型專利1項，發明專利4項，分別一種無源雷達雙通道接收機射頻對消系統(CN 201420048872)、一種無源雷達雙通道接收機射頻對消方法(CN 20141003641)、一種同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法(CN 201410654337)、基于Keystone和加權旋轉FFT的目標檢測方法(CN 201510150340)和微弱信號接收前端和接收方法(CN 201610557183)。

前兩項專利重在描述無源雷達雙通道接收機射頻對消系統和方法，通過射頻對消抑制外輻射源信號中的直達波信號，從而提取出微弱目標的反射信號，最后一項專利重在描述高靈敏度射頻前端電路設計方法，均與本專利相關度不高。本發明與其余兩項專利的研究對象不同，上述專利主要針對地基機械掃描雷達或相控陣雷達研究動目標檢測方法，而本發明提出了一種天基海空動目標廣域探測系統，其工作體制與傳統地基機械掃描雷達或相控陣雷達完全不同，相應的動目標檢測方法也存在明顯差異。

發明內容

本發明的目的是提供一種天基海空動目標廣域探測系統，通過采用數字陣列雷達天線、雙基地雷達構型和泛探雷達工作體制實現海空動目標的廣域探測，可以克服傳統地基雷達廣域探測海空動目標時因波束駐留時間短、目標距離走動和多普勒模糊導致檢測性能下降甚至失效的問題。

本發明提供的一種天基海空動目標廣域探測系統，其包含：

發射衛星，其設有對地面天線通過寬波束輻射微波信號，覆蓋整個探測區域；

接收衛星，其設有對天面直達波天線通過寬波束接收所述微波信號的天線旁瓣作為直達波信號，還設有對地面數字陣列天線通過窄波束接收由微波信號的天線主瓣經探測區域內海空目標反射所形成的回波信號。

優選地，所述對地面數字陣列天線包含M×N個處理信號的數字陣列天線組件，所述數字陣列天線組件各自通過內部集成的第一射頻收發模塊、第一中頻放大模塊和第一信號采集模塊，與所述接收衛星的星上高速信號處理單元光纖通信連接。

優選地，所述第一射頻收發模塊依次進行限幅、寬帶濾波、低噪放和混頻處理；所述第一中頻放大模塊依次進行濾波放大、數控衰減和濾波放大處理；所述第一信號采集模塊依次進行高速模數轉換、數控下變頻、濾波抽取和電光轉換處理。

優選地，由所述對地面數字陣列天線接收的回波信號，依次經第一射頻收發模塊、第一中頻放大模塊和第一信號采集模塊處理后，通過光纖通信被傳送至所述星上高速信號處理單元的光電轉換模塊中進行光電轉換后，再被傳送至星上高速信號處理單元的FPGA處理模塊組中依次進行互相關、相參積累、恒虛警檢測和目標信息提取處理。

優選地，所述對天面直達波天線通過內部集成有第二射頻收發模塊、第二中頻放大模塊和第二信號采集模塊的直達波組件，與接收衛星的星上高速信號處理單元通信連接。

優選地，所述第二射頻收發模塊依次進行限幅、寬帶濾波、低噪放和混頻處理；所述第二濾波放大模塊依次進行濾波放大、數控衰減和濾波放大處理；所述第二信號采集模塊依次進行高速模數轉換、數控下變頻、濾波抽取和電光轉換處理。