[發明專利]一種應用于低慢小目標探測的三坐標雷達系統

有效

• 申請號: 202110594809.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113406569B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 余華章;劉娟;劉宗是
• 申請（專利權）人: 廣州辰創科技發展有限公司
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28;G01S13/88
• 代理公司: 北京華清迪源知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 杜立軍

本發明提供一種應用于低慢小目標探測的三坐標雷達系統。該雷達系統包括依次級聯的天線、耦合饋線網絡、信道模塊以及信號處理模塊；其中天線分為N個天線通道；信道模塊包含校正單元、頻綜組件和M個TR組件；每個TR組件含有N/M個與天線通道對接的射頻接口，并通過功分合成網絡與頻綜組件對接；信號處理模塊基于M個TR組件子陣合成得到的信號，經過數字化處理，再進行幅相加權完成DBF處理，最終獲得雷達目標信息。本發明提出了一種新的低空超低空雷達架構，可有效減少ADC的個數，從而實現整個雷達系統的低成本；同時實時校準網絡基于耦合器實現，提高了系統的穩定性，降低了校正成本，且因耦合器特性隨溫度變化小，校正效果更好。

技術領域

本發明涉及一種應用于低空防御的雷達系統，具體涉及一種應用于低慢小目標探測的三坐標雷達系統。

背景技術

早期的雷達系統是采用搜索雷達與測高雷達配合，從而測出空中目標的3個坐標(方位角、高低角和距離)。這種雷達主要采用機械式旋轉天線，搜索空域的仰角范圍為5°～45°。隨著探測技術的不斷變化，兩坐標雷達已不能完全滿足需要。

伴隨著發射機技術和信號處理技術的不斷發展，特別是各種電掃技術或機電掃描結合技術的日益成熟和小型化，低空近程防空系統用于目標指示的搜索雷達已由兩坐標向三坐標發展。三坐標雷達的搜索空域范圍可擴大到60°～80°，對超低空目標和懸停直升機的探測技術也有極大的進步，仰角上采用多波束掃描方式。

采用數字波束形成處理(Digital?Beam?Forming，DBF)技術的雷達一般也稱相控陣雷達，這種應用多波束技術的三坐標雷達數據率高，天線增益大，作用距離遠，抗干擾性能好。但饋源、收發設備數量大，且至少要求各信號之間的幅度(或相位)平衡好，否則將引起測量誤差。為了有效實現DBF處理，通常需要對雷達各個物理通道進行幅度和相位的校正，通過校正，保證雷達各個通道的幅度和相位一致。

目前絕大部分相控陣三坐標雷達均使用在遠程預警上，且動輒上萬個陣元、上千個接收通道，成本非常高，實時校準網絡也異常復雜。

發明內容

本發明的目的是：提供一種應用于低慢小目標探測的三坐標雷達系統，具有低成本、多波束相控陣雷達架構，以及低成本、簡單的實時校準網絡。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種應用于低慢小目標探測的三坐標雷達系統，包括依次級聯的天線、耦合饋線網絡、信道模塊以及信號處理模塊；

所述天線分為N個天線通道；

所述信道模塊包含校正單元、頻綜組件和M個TR組件；其中：

所述TR組件含有N/M個與天線通道對接的射頻接口，并通過功分合成網絡與頻綜組件對接；所述功分合成網絡中設置有收發開關，用于切換工作狀態實現TR組件收發分時工作；

所述頻綜組件用于產生中頻發射信號、中頻發射信號時脈沖信號以及TR組件需要的上下變頻的本振信號；

所述校正單元用于根據所述收發開關的切換狀態分別實現對接收通道、發射通道的校正；

所述耦合饋線網絡對接信號到所述信道模塊中的TR組件，同時將信號饋入所述信道模塊中的校正單元實現對TR組件發射和接收通道的實時校正；

所述信號處理模塊基于M個TR組件子陣合成得到的信號，經過數字化處理，再進行幅相加權完成DBF處理，最終獲得雷達目標信息。

基于以上技術方案，本發明還可進一步作如下優化或具體選擇：

可選地，所述校正單元是采用射頻耦合器將校正信號耦合到TR發射通道/TR接收通道上。

可選地，每個天線通道由多個縫隙天線單元組成；例如每個天線通道由12個縫隙天線單元組成。