[發明專利]一種基于射頻延時的收發共用超低空測高雷達系統及方法

有效

• 申請號: 202210137379.5
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114167416B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 胡昌華;陳若飛;鐘都都;魏維偉;何川;楊劍;肖開清;趙升
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/282;G01S7/285
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種基于射頻延時的收發共用超低空測高雷達系統及方法，雷達系統包括收發共用天線、環形器、微波發射機、接收機、信號處理器、射頻開關1、射頻開關2和射頻信號延時組件，收發共用天線用于根據微波發射機產生的射頻發射信號發射電磁波對目標進行照射并接收目標回波信號；所述微波發射機用于產生射頻發射信號；所述環形器用于控制電磁波沿環形方向傳輸，環形器的1端連接微波發射機的輸出端，2端連接射頻開關1的公共端，環形器的3端連接接收機輸入端。經試驗，本發明有效解決了收發共用雷達的測高盲區問題，在采用寬脈寬發射的情況下可滿足超低空1m以下的測高要求。

技術領域

本發明屬于雷達高度表技術領域，具體涉及一種基于射頻延時的收發共用超低空測高雷達系統及方法。

背景技術

隨著應用需求的提高，各種機載等平臺要求測高雷達具有很大的測高范圍，由幾公里至超低空1m以下。測高雷達通過高的接收處理增益達到檢測不同地面目標的目的。與其它雷達一樣，測高雷達也存在發射信號直接耦合到接收機的泄漏問題，它有可能使接收機飽和或降低接收機靈敏度。通常測高雷達采用收發天線分開，通過提高收發之間的空間隔離度，降低發射信號進入接收機的功率，解決泄漏問題。但是，載機空間受限或者大姿態角變化等條件約束，許多應用平臺只能采用收發共用天線，這種收發共用系統的發射泄漏是十分嚴重的問題，為此需要增加發射開關、接收開關分時工作，通過開關隔離，以降低發射信號進入接收機的功率。

然而，收發共用系統中發射開關打開期間，必須關閉接收開關，使得測高雷達存在固有的近距盲區，而難以實現3m以下的超低空測高。同時對微波開關、功放管、信號處理電路提出了很高的要求，例如窄脈寬（小于10ns）、苛刻的前后沿（小于3ns）、高開關速率、高頻信號處理（時鐘200MHz及以上）等。目前，盡管隨著電子技術的發展，出現了一些高端的高速微波器件，可使探測高度下拉至約5m，但是，仍然存在很難實現3m以下的超低空測高，而且器件成本高，高頻信號處理使得系統設計復雜、電磁兼容設計難度加大。目前，國內尚無可實現1m以下收發共用天線的測高雷達。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種基于射頻延時的收發共用超低空測高雷達系統及方法，以實現在收發共用天線系統中測高雷達的超低空（最低高度達1m以下）測高。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以解決：

一方面，本發明給出了一種基于射頻延時的收發共用超低空測高雷達系統，包括收發共用天線、環形器、微波發射機、接收機、信號處理器、射頻開關1、射頻開關2和射頻信號延時組件，其中：

所述收發共用天線用于根據微波發射機產生的射頻發射信號發射電磁波對目標進行照射并接收目標回波信號；

所述微波發射機用于產生射頻發射信號；

所述環形器用于控制電磁波沿環形方向傳輸，環形器的1端連接微波發射機的輸出端，2端連接射頻開關1的公共端，環形器的3端連接接收機輸入端；

所述射頻開關1和射頻開關2均用于信號傳輸的支路切換，所述射頻信號延時組件用于信號的延時；其中，射頻開關1的常開端連接射頻信號延時組件一端，射頻信號延時組件另一端連接射頻開關2的常開端，射頻開關2的公共端連接收發共用天線，射頻開關1的常閉端和射頻開關2的常閉端連接；

所述信號處理器用于產生控制信號進行各開關的控制，同時用于對接收機發送的中頻信號或低頻信號進行檢測生成高度值；所述信號處理器輸出發射開關控制信號接入微波發射機中的發射開關控制端，信號處理器輸出接收開關控制信號接入接收機中的接收開關控制端；信號處理器輸出射頻開關1控制信號接入射頻開關1控制端，信號處理器輸出射頻開關2控制信號連接射頻開關2控制端；