[发明专利]一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统

权利要求书

1.一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：包括由两个以上单极子天线组成的均匀圆阵、天线支撑转盘、汇流环、电机、雷达射频接收通道、信号干涉处理模块；各单极子天线均匀排列在天线支撑转盘上，电机控制天线支撑转盘转动，天线接收到信号后经汇流环传输到雷达射频接收通道，通过信号干涉处理模块将该圆阵等效为一个位于圆心、具有复数方向性响应的单鞭天线，同时通过其机械旋转实现方向图的方位扫描，提高天线阵列流型矩阵的秩，增加该天线的独立观测矢量，等效于进行了方位孔径合成。

2.根据权利要求1所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：

所述均匀圆阵半径为雷达发射信号波长的1/20～1/2；

所述阵列天线的数目M≥2，包括2，3，4，6，8个且均匀排列在天线支撑转盘上；

所述阵列天线为单鞭天线或环天线；

所述天线为无源天线或者有源天线；

所述天线围绕天线支撑转盘的中心轴旋转，并通过电机及其控制系统调整天线转速，转速的确定与雷达工作波形参数相关；

所述每根天线接收到的信号均通过汇流环独立传送到雷达接收系统；

雷达接收系统为传统超外差接收结构，采用一次混频高中频采样结构或射频直接采样结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：所述天线支撑转盘在电机控制下以固定转速旋转，设计合理的波形参数，即转盘转动的角频率ω与雷达工作时扫频周期T之间需要满足关系：

ω=2πMTi,i=1,2,3...n]]>

每根天线在旋转过程中视为每个工作周期将转盘所在圆均分为K个等份，每根天线在旋转过程中每个工作周期均会经过这些等份，得到这K个位置中的任一位置的N帧数据，，N通常取为256、512、1024数值。

4.根据权利要求3所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：对K个位置接收到的信号分别进行距离变换和多普勒变换，对方位相差π的两个位置接收到的多普勒谱数据进行干涉处理，得到干涉相加和干涉相减的两组干涉信号。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：所述信号干涉处理模块将该圆阵等效为一个位于圆心、具有复数方向性响应的单鞭天线，同时通过其机械旋转实现方向图的方位扫描，提高天线阵列流型矩阵的秩，增加该天线的独立观测矢量，等效于进行了方位孔径合成。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：进一步利用天线旋转所引入的相位信息，即天线旋转等效于增加天线阵元，由不同位置天线转动的转速引起的多普勒频移在测向算法中为附加相位，以提高目标方位估计的分辨率和准确度。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种基于旋转天线的方位合成孔径雷达系统，其特征在于：所述天线阵在使用中额外在离圆阵中心整数倍半径的距离之外增加一根或多跟辅助接收天线，以进一步提高雷达的方位角和俯仰角的分辨性能。