[發明專利]一種多天線陣列切換的無源雷達系統

有效

• 申請號: 201710936624.8
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107728137B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 吳雙
• 申請（專利權）人: 蕪湖華創光電科技有限公司
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06;G01S13/66
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種多天線陣列切換的無源雷達系統，該系統包含了多個陣列天線，聯合覆蓋方位360°空域。多通道射頻切換裝置按照時序在固定的時間段內選通其中一個陣列天線，將該陣列天線接收的信號送至多通道超外差接收機，將多路射頻信號轉換到固定中頻，然后將中頻信號送至多通道AD采集與預處理分機，完成對中頻模擬信號的AD采集和數字下變頻，之后交由高速并行數字信號處理分機完成雜波抑制、目標檢測、定位和跟蹤。系統按照一定的時序在多個天線陣列間輪流切換工作，實現了無源雷達的方位360°空域覆蓋，與傳統圓陣陣列天線相比天線副瓣低，雜波抑制能力強，低空目標探測能力強，同時系統的成本能夠得到有效的控制。

技術領域

本發明涉及民用航空技術領域，尤其涉及到利用外輻射源照射，用于對空中目標監視的無源雷達系統組成結構。

背景技術

利用民用廣播電視臺作為照射源，接收空中目標反射的回波信號，實現對目標定位跟蹤的無源雷達系統具有成本低、低空探測能力強、無電磁污染且電磁兼容性好的優點，在民用航空領域的應用前景十分廣闊。

現有無源雷達系統通常采用數字陣列天線和數字波束形成技術，單個陣列天線瞬時能夠覆蓋較寬的空域范圍。通常用于民航空中目標監視的雷達系統需要在方位方向實現360°的覆蓋，為了實現360°方位空域覆蓋，無源雷達系統常常采用圓形布陣的陣列天線，但是圓形布陣的陣列天線方位方向圖副瓣通常較高，因此會影響系統的雜波抑制能力和低空慢速目標探測能力。如果一定要得到較低的副瓣，則必然要求增加陣列天線中單元天線的個數，由于采用了數字陣列天線體制，天線個數增加會導致系統成本直線上升。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種多天線陣列切換的無源雷達系統及其定位跟蹤方法，實現360°空域覆蓋，并且具有較好的天線副瓣性能，同時系統的成本能夠得到有效的控制。

為實現上述目的，本發明提供了一種多天線陣列切換的無源雷達系統，包括若干個陣列天線、多通道射頻切換裝置、多通道超外差接收機、多通道AD采集與預處理分機、高速并行數字信號處理機以及顯示與控制分機，所述若干個陣列天線、多通道射頻切換裝置、多通道超外差接收機、多通道AD采集與預處理分機、高速并行數字信號處理機依次連接，所述多通道射頻切換裝置、多通道超外差接收機、多通道AD采集與預處理分機、高速并行數字信號處理機均與顯示與控制分機連接，其中：

所述若干個陣列天線，用于接收空中目標反射的回波射頻信號；

所述多通道射頻切換裝置，用于按照時序在固定的時間段內選通其中一個陣列天線，將該陣列天線接收的射頻信號送至多通道超外差接收機；

所述多通道超外差接收機，用于將多路射頻信號轉換到固定中頻；

所述多通道AD采集與預處理分機，用于對中頻模擬信號進行AD采集、數字下變頻到基帶、濾波與抽取，并將預處理后的數字基帶信號交由高速并行數字信號處理分機；

所述高速并行數字信號處理機，用于對預處理后的數字基帶信號進行雜波抑制、距離多普勒二維相關處理、目標檢測、定位和跟蹤；

所述顯示與控制分機，用于雷達探測結果顯示、人機交互以及系統控制。

優選的，所述多通道射頻切換裝置為開關矩陣。

優選的，所述陣列天線為若干個，每個陣列天線覆蓋部分探測空域，所有陣列天線聯合覆蓋要求的探測空域。

一種多天線陣列切換的無源雷達系統的定位跟蹤方法，包括以下步驟：

步驟1、多通道射頻切換裝置按照時序在固定的時間段內選通其中一個陣列天線，將該陣列天線接收的信號送至多通道超外差接收機；

步驟2、由多通道超外差接收機將多路射頻信號轉換到固定中頻，然后將中頻信號送至多通道AD采集與預處理分機；