[发明专利]一种抛物面天线宽频带单脉冲跟踪雷达系统

说明书

本发明公开了一种抛物面天线宽频带单脉冲跟踪雷达系统，属于雷达检测跟踪技术领域，能够获得更精确的目标距离和角度测量结果。该系统具体为：发射分系统在射频激励信号作用下产生发射信号并输出。天馈分系统接收目标回波信号并进行耦合校正后输出。频综分系统在控制信息控制下，产生射频激励信号至发射分系统，产生接收本振信号至接收分系统。接收分系统获得目标回波信号与接收本振信号进行下变频处理至中频后输出给信号处理分系统。信号处理分系统对目标回波信号进行数字下变频至基带后进行幅度和相位的补偿和数字和差处理，获得和通道信号、俯仰差通道信号和方位差通道信号，进一步获得目标的距离和角度输入至显示控制分系统进行显示。

技术领域

本发明涉及雷达检测跟踪技术领域，具体涉及一种抛物面天线宽频带单脉冲跟踪雷达系统。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对雷达的定位已经不仅仅是实现目标探测，未来战争将是集海、陆、空、天四维一体的战争，对空间各种目标如人造卫星、弹道导弹、空间碎片以及诱饵的观测将是雷达的首要任务。为了满足空间目标探测识别等复杂场景的需要，窄带雷达已经不能满足现阶段的需求。相比于窄带雷达，宽带雷达不仅可以提供丰富的目标信息用于检测、跟踪和识别，并且对杂波抑制、电子对抗、反隐身目标的探测具有重大的意义。对于宽带雷达，由于距离跟踪测量精度远远高于角度跟踪精度，所以角度测量性能是限制宽带雷达实现目标高精度跟踪的重要因素。现有的雷达测角手段有顺序波瓣法、圆锥扫描法、单脉冲测角法等，其中单脉冲测角采用同时比较天线波束方法，具有测角速度快、高测角精度等优点，所以现有雷达多采用单脉冲技术进行角度测量。

相较于窄带，宽带单脉冲测角面临非理想因素更多，对通道间幅相不一致甚至极化不一致性也更为敏感，不利于角度测量精度的提升。不考虑天线前端极化特性，宽带单脉冲测角主要存在着以下几个问题：

第一：由于高分辨特性，多散射点目标目标变成距离延展目标，回波能量分散到更多的距离单元上且引入了更大的噪声功率，因此单个距离单元上的信噪比会降低()，导致测角性能恶化；

第二：系统不同通道间存在幅相不一致等非理想因素。非理想因素又可分为两类：一是天线方向图在宽带不同频点上的响应不一致。二是各接收信道宽带频率响应不一致。

而天线方向图及后端接收信道的频率响应不一致会对角度测量产生不利影响。窄带条件下，可认为天线方向图和后端接收信道的频率响应为某一单一频点的近似。此时接收基带信号仅在该频点存在幅度相位误差，可通过乘以相应的误差补偿因子解决。宽带条件下，通过天线及接收信道的基带信号在不同频点的幅度、相位误差均不相同，需要进行全频带补偿。另一方面，传统的幅度和差单脉冲系统是在射频前端或中频利用魔T混合器进行和差，然后将和差差三通道信号下变频至基带测角。如果和差器前的天线馈线及各接收通道宽带频率响应不一致，则和差后无法对其进行补偿，进而影响角度测量精度。

因此，如何设计宽频带单脉冲跟踪雷达系统使其能够获得更精确的目标距离和角度测量结果是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抛物面天线宽频带单脉冲跟踪雷达系统，能够对目标信号进行处理，并在进行和差之前进行数字幅相补偿，从而获得更精确的目标距离和角度测量结果。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种抛物面天线宽频带单脉冲跟踪雷达系统，包括：天馈分系统、发射分系统、频综分系统、接收分系统、信号处理分系统以及显示控制分系统。

发射分系统用于在射频激励信号作用下产生发射信号并输出。

天馈分系统采用抛物面天线接收目标回波信号并进行耦合校正后输出。

频综分系统在显示控制分系统发来的控制信息控制下，产生射频激励信号输出至发射分系统参与发射信号的产生，同时产生接收本振信号输入至接收分系统。

接收分系统获得目标回波信号与接收本振信号进行下变频处理至中频后输出给信号处理分系统。