[發明專利]發射相掃寬波束接收數字多波束“低小慢”探測雷達

在審

• 申請號: 202210236345.1
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114578337A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 周仕祺;彭文麗;陸曉明;范延偉;童朝平;吳慧濤;彭嘉宇;彭學江;周傳平;楊瑞明
• 申請（專利權）人: 中安銳達（北京）電子科技有限公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/02
• 代理公司: 天津垠坤知識產權代理有限公司 12248
• 代理人: 江潔;趙玉琴

本發明公開了一種發射相掃寬波束接收數字多波束“低小慢”探測雷達。包括N個陣元的發射天線陣面、M個陣元的接收天線陣面、模擬調相單元、M路模擬通道、高速AD模塊、高速DA模塊、數字信號處理單元，波束控制單元以及波束合成單元，數字信號處理單元產生發射數字中頻信號，經高速DA模塊變換為模擬信號后，送入模擬調相單元。本發明中波束控制單元通過控制模擬調相單元，可以控制模擬相位變化以實現發射寬波束的指向變化以及關閉部分發射陣元實現發射角度覆蓋范圍的變化；波束控制單元通過控制波束合成單元，可以靈活地形成m路數字窄波束，并可以實時控制波束指向。

技術領域

本發明屬于探測雷達技術領域，特別是一種發射相掃寬波束接收數字多波束“低小慢”探測雷達。

背景技術

相控陣雷達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，就能合成不同指向的波束。

數字波束形成技術在雷達信號處理領域得到廣泛應用，它能夠通過數字的方式改變天線陣元間的幅度和相位，并且在不同的俯仰和方位角上同時形成多個波束。傳統的波束形成相比于數據波束形成技術具有較低的靈活性和精度。

相控陣雷達具有電子掃描的優點，數字波束形成具有同時多波束的優點，但是相控陣雷達由于只有一個波束掃面整個空域，因此，時間效率太低；數字波束形成擁有若干個波束，時間資源非常高效，但是消耗過多模擬通道。

發明內容

本發明的目的在于提供基于發射相掃寬波束、接收數字多波束“低小慢”探測雷達，這種電路能兼顧相控陣雷達和數字波束雷達的優點。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種發射相掃寬波束接收數字多波束“低小慢”探測雷達。“低小慢”探測雷達由N個陣元的發射天線陣面、M個陣元的接收天線陣面、模擬調相單元、M路模擬通道、高速AD模塊、高速DA模塊、數字信號處理單元，波束控制單元以及波束合成單元等組成。首先，數字信號處理單元產生發射中頻信號，經高速DA模塊變換為模擬信號后，送入模擬調相單元；其次，波束控制單元控制模擬調相單元，將模擬信號變換為N路調相后的射頻信號，然后通過N個陣元的發射天線發射出去；波束控制單元通過調整N路模擬信號的相位實現一個發射寬波束(寬波束角度覆蓋為θ₁)在空間的掃描，通過關閉N路信號的若干路實現發射一個發射寬波束覆蓋角度范圍的變化(變化后寬波束角度覆蓋為θ₂，θ₂＞θ₁)；然后，M個陣元的接收天線陣面接收來自目標的回波信號，并送入M路模擬通道，M路模擬通道將接收到的M路回波射頻信號變換為中頻信號，送入高速AD模塊，高速AD模塊將M路模擬中頻信號轉變為數字信號后，送入數字信號處理模塊的波束合成單元；最后，波束合成單元將輸入的M個陣元的數字信號合成為m路數字窄波束(窄波束角度覆蓋為θ₃，θ₃＜＜θ₁)指向的信號，并輸出。其中，波束控制單元控制波束合成模塊對輸入的M路中頻數字信號根據發射波束方向指向合成m路數字窄波束(m路窄波束覆蓋的角度和為θ₄，θ₄≥θ₁)。

進一步地，模擬調相單元通過控制發射信號的模擬相位，調整天線寬波束發射角度指向，以實現在整個空域的掃描；通過關閉部分N路信號的若干路實現發射寬波束覆蓋角度范圍的變化(變化后寬波束角度覆蓋為θ₂，θ₂＞θ₁)。

進一步地，波束控制單元通過調整N路模擬信號的相位實現一個發射寬波束(寬波束角度覆蓋為θ₁)在空間的掃描，通過關閉N路模擬信號的若干路實現發射一個寬波束覆蓋角度范圍的變化(變換后寬波束角度覆蓋為θ₂，θ₂＞θ₁)；通過控制波束合成模塊對輸入的M路中頻數字信號，根據發射波束方向指向合成m路數字窄波束。