[發(fā)明專利]一種采用機動波束的一維DBF雷達目標精細化探測方法

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111781571A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 邢永昌;劉軍華;張恒;孫斌;丁友峰
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于雷達總體設計技術領域，基于方位機掃、俯仰相掃、行波陣波導裂縫線陣的一維DBF三坐標搜索雷達。通過設計以重點目標為波束中心的機動波束實現，實現重點目標精細化探測的雷達資源調度方法；通過提高機動波束的載頻帶寬，提高重點關注目標的距離分辨率，實現對重點目標的一維距離成像；通過僅處理以重點目標為中心的波門內的回波數據(距離、方位、仰角三維波門)達到不增加硬件資源的需求；通過調整機動波束載頻的中心頻率實現一定范圍內波束的方位頻掃，提高重點目標的相關脈沖數，達到提高重點目標精細探測的效果。

技術領域

本發(fā)明屬于雷達總體設計技術領域。

背景技術

現代艦載或岸基雷達需要搜索探測空域中的地面目標、海面目標、空中目標，其中有無人機，導彈等。實際應用中往往主要重點關注其中的幾個目標。重點關注目標需要更高的測量精度，更高的探測數據率，更高的目標識別概率，甚至一維距離像。作為搜索雷達能夠獲取重點目標進一步的詳細信息的需求越來越強烈。但是針對方位機掃俯仰相掃采用行波陣波導裂縫線陣的一維DBF三坐標搜索雷達，資源有限采用現有的方法無法獲取更高的距離分辨率、更多的相關脈沖數和更強的回波幅度。

一維旋轉相控陣雷達主要功能為搜索，如果要提高測量精度，更高的檢測概率，更高的識別概率；就需要更強的回波，更高的載頻帶寬，更窄的波束寬度，更多的相關脈沖數。更強的回波就意味著更小的搜索范圍；更高的載頻帶寬需要更高的傳輸速度和更多的計算資源；更窄的波束寬度導致天線駐留時間更短，導致更少的相關脈沖數。這些需求需要的技術指標本身相互矛盾，無法同時實現。

發(fā)明內容

針對方位機掃俯仰相掃采用行波陣波導裂縫線陣的一維DBF雷達，本發(fā)明提供了一種能對重點關注目標進行一維距離成像、高檢測概率、高識別率探測的雷達資源調度方法，通過資源調度的優(yōu)化改進，達到硬件資源不提升的條件下，提高重點關注目標的檢測概率和識別概率，提供重點關注目標的一維距離像的目的。

為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明根據雷達搜索空域、數據率等的要求設計資源調度方案，在此基礎上每個天線駐留時間內增加一個針對重點關注目標探測的機動波束脈組。

機動波束采用筆形波束。由于筆形波束的增益最高，且機動波束中心指向目標，所以能夠提供更強的重點關注目標回波，提高目標的檢測概率和識別概率。筆形波束的形成通過方位幅度加權和俯仰上通過布相碼的控制實現。

通過相位控制調整該波束的俯仰指向，使發(fā)射波束中心指向重點目標；根據發(fā)射波束的指向設計接收波束的DBF系數，使接收波束中心也指向重點目標。重點目標粗略位置的獲取通過正常搜索方式獲取，或者通過其他探測設備輸入，及人工方式輸入。

根據基本雷達方程式有：

脈沖壓縮得益為：

I＝Bτ (2)

B為帶寬，τ為脈沖寬度，則通過脈沖壓縮后雷達方程為：

根據上式，可以得出雷達帶寬的提高不會降低雷達的威力。由于距離分辨率主要取決于信號的頻率結構，載頻帶寬的提高可以獲得更高的距離分辨率。所以通過提高機動波束載頻帶寬可以有效的提高目標探測的距離分辨率。通過分辨率的提高可以實現目標的距離一維成像，通過提高目標的距離分辨率提高目標的識別概率。

通過資源調度控制機動波束采用單獨的信號產生和信號處理，提高機動波束的載頻帶寬，為重點目標提供更高的距離分辨率，實現目標探測精度的提高，也可以達到一維距離像的精度要求，從距離維上提高識別概率。載頻帶寬的提高，需要回波采樣率的提高，采樣率的提高引起目標回波數據率的提高。由于對重點采用機動波束探測時刻僅關注重點目標，為了不增加對資源的需求通過僅對以該目標為中心的波門內數據進行信號處理和數據處理。