[发明专利]一种顶层电离层探测星载MIMO雷达系统

摘要

本发明公开了一种顶层电离层探测星载MIMO雷达系统，属于雷达技术领域，包括完全互补序列生成器、脉冲周期延迟器、调制器、发射天线、接收天线、解调器、脉冲压缩系统和电子密度分布生成系统；完全互补序列生成器同时生成N对互补序列，脉冲周期延迟器使两个互补的序列交替输入至调制器，N对信号分别进行N个载频的调制，由N个发射天线发射出去，回波信号由N个接收天线接收，解调器解调出N个载频上的信号，信号经脉冲压缩后送入电子密度分布生成系统，生成二维电离图。本发明的星载MIMO雷达系统用于顶层电离层探测，与现有的电离层探测器相比，具有超高的方位分辨率，可生成二维电离图；与现有的电离层探测器相比，有很高的工作效率。

主权项

1.一种顶层电离层探测星载MIMO雷达系统，其特征在于，包括完全互补序列生成器、脉冲周期延迟器、调制器、发射天线、接收天线、解调器、脉冲压缩系统和电子密度分布生成系统；完全互补序列生成器每隔一个序列对的脉冲重复周期T_prf，同时生成N对完全互补序列{A_i，B_i}，i＝1，…，N，A_i序列、B_i序列具体为：Ai=(ai0,ai1,...,aiL-1)Bi=(bi0,bi1,...,biL-1)---(1)]]>式中，和代表子脉冲码，i＝1，…，N，k＝0，…，L-1，L表示序列的长度；脉冲周期延迟器对完全互补序列生成器输出序列B_i延迟一个脉冲周期，即延迟序列对的半个脉冲重复周期T_prf/2，实现A_i、B_i交替输入至N个调制器；调制器对输入的序列A_i、B_i进行载频f_i调制，其中，f₁＝f_min，f₂＝f₁+Δ，f₃＝f₂+Δ，……，f_N＝f_max，f_max和f_min分别表示发射频率的最大值和最小值，Δ表示频率间隔调制后的N路频率分别为f₁，f₂，…f_N的信号分别经由N个发射天线发射出去；每个接收天线接收到所有频率的被电离层反射回来的信号，N个接收天线形成N个接收天线通道；解调器对接收天线通道的信号进行混频和低通滤波处理，解调出载频f_i上的互补的两个信号；脉冲压缩系统对解调出的互补的两个信号进行匹配滤波，再叠加，实现脉冲压缩；电子密度分布生成系统测量每个通道脉冲压缩后信号的延迟时间t_i，计算对应的虚高其中H_s表示卫星轨道高度，c表示真空中光速；将每个通道的解调频率f_i换算成电子密度值Ne_i，Ne_i＝(f_i/9)²；则在一个序列对的脉冲重复周期T_prf里，得到N个电子密度值对应的虚高，生成电子密度随虚高的一维变化；综合多个脉冲重复周期的一维结果，得到电子密度随虚高和方位距离的二维变化，即二维电离图。