[发明专利]一种基于两单元时间调制阵列的雷达系统

说明书

本发明公开了一种基于两单元时间调制阵列的雷达系统，包括天线阵列，接收空间的电磁波并向空间辐射电磁能量；单刀单掷射频开关，当处于发射状态时，该开关处于闭合状态，当处于接收状态时，该开关处于调制状态；功分器，将发射信号的能量平均分配到两个天线阵列，合并两个天线阵列上接收信号的能量；单刀双掷射频开关，控制雷达系统的收发状态；控制及信号处理单元，对单刀单掷射频开关和单刀双掷射频开关进行控制，并对接收的信号的频谱特征进行分析，估计接收信号的入射方向。本发明无需机械扫描或者电子扫描，针对雷达系统中对多个目标同时跟踪的需求，采用两单元时间调制阵列发射和接收脉冲信号，通过信号处理估计多个目标的位置和方向。

技术领域

本发明属于雷达工程技术领域，特别涉及一种能同时对不同方向的多个目标进行探测的基于两单元时间调制阵列的雷达系统。

背景技术

雷达系统在军用及民用领域均有着广泛的应用。传统的雷达利用机械旋转平台，通过雷达天线本身的窄波束特性完成目标的测向。相控阵雷达则利用电子扫描，通过改变各单元通道上的幅度和相位完成窄波束扫描，同时实现对目标的测向。

现有的雷达系统对目标回波的测向是通过继续扫描或电子扫描完成的，因而需要复杂的机械扫描或电子扫描系统。

因此，提供一个能够降低现有雷达系统的复杂度，并能够实现对多个方向上的雷达回波的同时测向的雷达系统，成为本领域亟待解决的问题。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种基于两单元时间调制阵列的雷达系统，该雷达系统不需要机械扫描或电子扫描系统，通过分析接收信号的谐波特征，来估计雷达回波信号的方向。本发明能够同时测量多个方向上的目标回波信号，并能降低现有雷达系统的复杂度和成本。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于两单元时间调制阵列的雷达系统，包括：

天线阵列1，所述天线阵列1为两个，均用于向空间发射雷达脉冲信号和从空间接收目标回波信号；

单刀单掷射频开关2，所述单刀单掷射频开关2为两个，并分别与两个天线阵列1对应连接；当处于发射状态时，两个单刀单掷射频开关均处于闭合状态，将雷达脉冲信号馈入两个天线阵列1并向空间发射；当处于接收状态时，两个单刀单掷射频开关均处于调制状态，轮流接通两个天线阵列1上接收到的目标回波信号；

功分器3，与两个单刀单掷射频开关2相连接，当处于发射状态时，功分器3将待发射雷达脉冲信号的能量等分成两份，分别通过两个单刀单掷射频开关2馈入对应的天线阵列1发射；当处于接收状态时，功分器轮流接收两个天线阵列1接收的目标回波信号并馈入接收支路；

单刀双掷射频开关4，与功分器3相连接，用于选通雷达脉冲信号的发射和接收状态；

功率放大器5，连接于单刀双掷射频开关4的接收端，用于放大雷达脉冲信号；

低噪声放大器6，连接于单刀双掷射频开关4的发射端，用于对接收到的目标回波信号进行低噪声放大；

混频器7，所述混频器7为两个，并分别与功率放大器5和低噪声放大器6相连接，用于对发射和接收的信号进行上变频和下变频；

本振8，连接于两个混频器7之间，用于为混频器7提供参考信号；

低通滤波器9，所述低通滤波器9为两个，并分别与两个混频器7对应连接，其中，发射支路上的低通滤波器还与数模转换器10相连接，用于滤除数模转换器10中产生的谐波分量，接收支路上的低通滤波器用于滤除下变频中产生的高频分量；