[发明专利]分布式昆虫雷达的调频步进频波形设计方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种分布式昆虫雷达的调频步进频波形设计方法，分布式昆虫雷达采用n部调频步进频体制的雷达发射调频步进频波形，n为大于或等于2的整数；每部雷达在单一频段发射的频率步进子带信号的频点在时间上错开；每部雷达设计有三种距离波形：近距波形、中距波形和远距波形；三种距离波形的覆盖范围衔接。本发明还提供了一种上述分布式昆虫雷达的使用方法，具有两个工作模式。使用本发明可以实现对空域内目标的有效探测，并抑制雷达间的交叉干扰。

技术领域

本发明属于昆虫雷达技术领域，具体涉及一种基于分布式昆虫雷达的调频步进频波形设计方法和使用方法。

背景技术

动物的迁飞长期以来一直是人们最感兴趣的自然现象之一。动物通过迁飞，传播花粉、种子和疾病，决定捕食、食草动物行为的时空分布以及其他重要的生态过程，每年可产生数千亿美元的价值。了解动物迁飞及其机制，对野生动物保护、人类健康、生态系统服务和安全等意义重大。雷达可以不受天气条件的影响，全天候、全天时对昆虫、鸟、蝙蝠迁飞进行全空域的探测，获取动物迁飞的飞行高度、速度、方向等大量信息，且不影响动物在空中的迁飞状态。昆虫、探鸟雷达的出现，推动动物迁飞的研究由陆地拓展到空中，促进迁飞动物学的跨越式发展。

分布式多频段昆虫雷达，采用多个频段对迁飞的昆虫、鸟、蝙蝠等目标进行极化全息散射高精度测量，通过多频段联合探测获取目标不同频段不同散射区的目标散射信息；通过分布式多站协同机制，多角度全极化探测获取目标极化全息散射信息，从而实现目标的空间姿态、体长、体重等参数测量。

对于采用调频步进频宽带合成波形的分布式多频段昆虫雷达，雷达的波形设计应保证对指定大小的昆虫、鸟类、蝙蝠等目标进行有效探测；同时为了实现三部全极化雷达的协同探测，三部雷达间的交叉干扰应尽可能小，因此需对波形进行设计以抑制交叉干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了分布式昆虫雷达的调频步进频波形设计方法及其使用方法，可以实现对空域内目标的有效探测，并抑制雷达间的交叉干扰。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

该分布式昆虫雷达的调频步进频波形设计方法中，分布式昆虫雷达采用n部调频步进频体制的雷达发射调频步进频波形，n为大于或等于2的整数；每部雷达在单一频段发射的频率步进子带信号的频点在时间上错开；每部雷达设计有三种距离波形：近距波形、中距波形和远距波形；三种距离波形的覆盖范围衔接。

优选地，各部雷达之间频点错开量大于调频间隔的2倍。

优选地，三种距离波形实现100米到7.5千米内目标的探测覆盖；所述近距波形、中距波形、远距波形的脉宽/脉冲重复时间分别为0.4us/20us、5us/40us、12us/120us。

优选地，所述雷达为多频段雷达，每部雷达采用三个频段发射调频步进频波形，同一时刻每部雷达同时发射X、Ku、Ka三个频段的雷达信号。

优选地，每部雷达的X频段包含9GHz-10GHz和11GHz-12GHz两段，Ku频段包含14GHz-15GHz和17GHz-18GHz两段，Ka频段为34.5GHz-35.5GHz；其中X、Ku、Ka三个频段的10个子带信号频点如下表所示：

优选地，每部雷达的每个子带信号带宽125MHz，跳频间隔为100MHz，子带信号个数为10个，频域拼接合成信号总带宽为1GHz；在同一近距波形/中距波形/远距波形下，每部雷达首先同时在X频段9GHz-10GHz、Ku频段14GHz-15GHz及Ka频段34.5GHz-35.5GHz发射各自频段的调频步进频波形，而后在X频段11GHz-12GHz、Ku频段17GHz-18GHz及Ka频段34.5GHz-35.5GHz发射各自频段的调频步进频波形。

优选地，所述雷达为全极化雷达。