[發明專利]一種雙頻段全極化集成微波雷達系統

在審

• 申請號: 202210302710.4
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114779175A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 李奇;李財品;張升;李錦偉;劉嬌
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28;G01S7/40;G01S13/88;H01Q1/22;H01Q21/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 程何

一種雙頻段全極化集成微波雷達系統，屬于遙感探測技術領域。本發明針對系統集成度要求高，對工作模式及功能要求多的問題，提出了一種雙頻段、全極化微波雷達系統，具備C頻段和Ku頻段分時或同時工作能力；每個頻段均有雙接收通道，可以實現全極化微波遙感探測。該系統內部定標功能，可以進行內部狀態自檢和通道特性補償，適用于對陸地或海洋進行高精度、高分辨率、多模式微波遙感的應用場景。

技術領域

本發明涉及一種雙頻段全極化集成微波雷達系統，可應用于航天器或者航空器上的雷達研制，適用于對陸地或海洋進行高精度、高分辨率、多模式微波遙感探測的應用場景，屬于遙感探測領域。

背景技術

近年來，為構建具有全球高分辨率、高頻次、全覆蓋能力的遙感衛星系統，由微小衛星組網的遙感星座呈現井噴趨勢，其以低成本、近實時、廣覆蓋、高分辨率、快速獲取的方式，提供全球空間大數據，引領數字地球由觀測時代進入實時地球新時代。在需求牽引和其它技術發展的支持下，各國都制訂了微小型遙感載荷研究計劃，大規模星群、星座衛星系統采用小型化設計，對集成度要求極高。如何實現多功能、多模式的載荷設計已經成為在航天工程的熱點領域之一。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對系統集成度要求高，對工作模式及功能要求多的問題，提出了一種雙頻段、全極化微波雷達系統，具備C頻段和Ku頻段分時或同時工作能力；進一步，本發明提供的系統中每個頻段均有雙接收通道，可以實現全極化微波遙感探測。該系統內部定標功能，可以進行內部狀態自檢和通道特性補償，適用于對陸地或海洋進行高精度、高分辨率、多模式微波遙感的應用場景。

本發明的技術解決方案是：一種雙頻段全極化集成微波雷達系統，包括控制計算機、信號設備、微波通道設備和天線設備；控制計算機連接在信號設備前端，信號設備后端連接微波通道設備，天線設備安裝在微波通道設備的輸出端；

所述控制計算機用于人機交互，進行雷達工作參數和功能的配置；

所述信號設備接收控制計算機的指令；將控制指令發送微波通道控制單元，經過解碼后，對微波通道內的部組件工作狀態進行控制；同時，信號設備采用TTL協議直接發送發射、接收或內部定標時序控制信號至微波通道控制單元，經過轉發后對微波通道內各部組件工作時序進行控制；同時輸出中頻發射信號至微波通道設備，并接收微波通道設備發送的中頻回波信號；

所述微波通道設備接收中頻發射信號，經過發射通道的上變頻和放大處理，形成射頻發射信號發送到天線單元；同時，微波通道設備接收天線單元輸出的射頻回波信號，經過低噪放和接收機的下變頻和放大處理后，轉變成中頻回波信號發送到信號設備進一步處理；微波通道設備的控制單元獲得信號設備發出的控制指令和時序控制信號，轉發后實現內部部組件控制；所述天線設備用于將微波通道設備輸出的射頻發射信號輻射出去；同時，接收射頻回波信號傳遞至微波通道設備。

進一步的，所述信號設備包括信號板、數據板、控制板和電源；控制板分別與信號板和數據板連接；電源為所有板卡提供所需電壓電流；

所述控制板接收控制計算機的指令，生成相應的狀態控制指令和時序控制信號，分別發送給信號板和數據板，保證有統一的工作時序和狀態。

進一步的，所述微波通道設備工作頻段包含C/Ku兩個頻段，可獨立或同時工作。

進一步的，所述微波通道設備包括C頻段發射通道、C頻段低噪放模塊、C頻段定標器、C頻段接收機、Ku頻段發射通道、Ku頻段低噪放模塊、Ku頻段定標器、Ku頻段接收機、頻率源單元、控制單元和微波電源；

所述C頻段發射通道包括上變頻器、參考定標耦合器、功率放大器、發射定標耦合器、極化切換開關、H極化環行器、V極化環行器，上變頻器和功率放大器用于將中頻發射信號依次進行上變頻后放大處理后發送到天線單元；參考定標器耦合器和發射定標器耦合器用于提取耦合定標信號；極化切換開關用于極化通道選擇切換；H極化環行器和V極化環行器用于收發信號的分離；