[發明專利]一種X波段雙極化快速掃描相控陣天氣雷達

有效

• 申請號: 202110123250.4
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112505707B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 謝承華;羅繼成;舒偉
• 申請（專利權）人: 成都遠望探測技術有限公司
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/02;G01S7/41
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發明涉及一種X波段雙極化快速掃描相控陣天氣雷達，它包括雙極化天饋系統、發射系統、接收系統、數字處理系統、頻率源、伺服系統和終端計算機。本發明的優點在于：通過減少發射通道數量并增加單通道發射功率的方式進行俯仰向寬波束發射、窄波束接收，實現了在不降低雷達探測能力的同時，顯著提高雷達的探測效率。通過數字波束合成技術實現了一次接收即可完成俯仰角窄波束探測，在不犧牲雷達接收能力的同時，完成整個俯仰方向的回波計算。采用收發分離的新體制，減少了發射通道數量，降低接收、發射通道結構難度，減少了環形器等相關器件數量，從而降低了系統研發、生產成本。

技術領域

本發明涉及相控陣天線技術、收發系統領域，尤其涉及一種X波段雙極化快速掃描相控陣天氣雷達。

背景技術

相控陣雷達（Phased Array Radar，PAR）即相位控制電子掃描陣列雷達，利用大量個別控制的小型天線單元排列成天線陣面，每個天線單元都由獨立的移相開關控制，通過控制各天線單元發射的相位，就能合成不同相位波束。而目前的相控陣雷達其快速掃描和高探測能力往往不能同時兼顧，且系統整體的復雜度較高，穩定性和抗干擾能力較弱；因此，如何使得相控陣雷達同時兼顧在寬波束掃描模式下的高效率與窄波束探測模式下的高探測能力是現階段繼續解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供了一種X波段雙極化快速掃描相控陣天氣雷達，解決了現有相控陣雷達存在的問題。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種X波段雙極化快速掃描相控陣天氣雷達，它包括雙極化天饋系統、發射系統、接收系統、數字處理系統和頻率源；

所述雙極化天饋系統用于傳導所述發射系統輸出的雙偏振發射信號向空間輻射，以及接收雙偏振回波信號并傳導至所述接收系統；

所述發射系統用于接收發射激勵信號并對其進行功率放大和幅相加權處理；

所述接收系統用于接收所述雙極化天饋系統傳導的回波信號，并對其進行變頻、濾波和放大處理后輸出到所述數字處理系統；

所述數字處理系統用于接收系統輸出的中頻回波信號進行數字量化、數字波束合成和數字脈沖壓縮處理；

所述頻率源用于輸出包括參考時鐘、本振信號、射頻激勵和測試信號的相參信號。

所述發射系統包括n個發射模塊，每個發射模塊表示一個發射通道，通過控制發射通道的數量n控制發射波束的寬度。

還包括幅相控制模塊，所述頻率源產生射頻激勵信號經過功分器分至n個發射模塊，并通過發射模塊中的發射放大電路配合所述幅相控制模塊進行發射幅相加權后輸出至所述雙極化天饋系統，形成設定發射波束寬度的門形電磁波束。

所述接收系統包括k個接收模塊，每個接收模塊表示一個接收通道，通過控制接收通道的數量k控制接收波束的寬度；所述接收通道的數量k大于所述發射通道的數量n。

所述雙極化天饋系統的天線單元采用雙偏振波導縫隙平面陣列天線，天線通道數量與所述接收通道數量一致，天線單元之間的間距為波長的一半。

還包括伺服系統和終端計算機；所述伺服系統用于承載所述雙極化天饋系統、接收系統、發射系統和數字處理系統，實現雷達方位機械掃描以及雷達天線俯仰法線角度控制；所述終端計算機用于接收所述數字處理系統通過光纖上傳的回波信號，分析相關氣象信息輸出分析結果。