宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统技术方案

一种宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，包括宽带有源天线阵列，Rotman透镜网络，波束选择开关，宽带数字接收机，信号处理单元，宽带有源天线阵列同模拟多波束网络连接，Rotman透镜网络用于在大的瞬时带宽内形成同时多个波束，同时通过对天线阵列的各幅相加权模块赋予相应的幅度与相位权值，波束选择开关根据控制命令在多个波束中进行射频选择，并将所选信号送宽带数字接收机，数字接收机并行处理来自多个波束与频段的数据，并对数据进行参数测量后形成雷达脉冲描述字后送信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理形成雷达描述字。本发明专利技术的优点在于：实现高的系统灵敏度，宽的频域覆盖，宽的空域覆盖，波束的灵活调度及较好的复杂电磁环境适应能力。

Wideband low sidelobe analog multi beam array reconnaissance system

A broadband low sidelobe analog multi-beam array reconnaissance system consists of a broadband active antenna array, a Rotman lens network, a beam selection switch, a broadband digital receiver, a signal processing unit, a broadband active antenna array connected to an analog multi-beam network, and a Rotman lens network for simultaneous formation in large instantaneous bandwidth. The beam selector switch selects the radio frequency in multiple beams according to the control command and transmits the selected signal to the broadband digital receiver. The digital receiver processes the data from multiple beams and frequencies in parallel and logarithmically. A radar pulse descriptor signal processing unit is formed after parameter measurement. The signal processing unit processes the signal to form a radar descriptor. The invention has the advantages of high system sensitivity, wide frequency domain coverage, wide spatial coverage, flexible beam scheduling and better adaptability to complex electromagnetic environment.

【技术实现步骤摘要】
宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统
本专利技术涉及雷达对抗侦察技术，特别涉及一种宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统。
技术介绍
随着雷达技术的发展，对雷达对抗侦察装备也提出了新的要求。为应对新体制雷达低副瓣、大带宽、多目标等威胁，新体制的雷达对抗装备也必须同时具备高的系统灵敏度、宽的频域覆盖、宽的空域覆盖能力。阵列侦察系统由于可以同时在多个角度同时形成多个高增益波束，可以具有较高的系统灵敏度与宽的空域覆盖能力，因而近年来在新体制电子对抗侦察装备的研制中越来越受到重视。传统的基于移相器体制的阵列系统由于受到阵列孔径渡越时间的限制，只能在相对窄的信号带宽下工作，数字阵列系统受到数字采集器件与数字处理能力等方面的限制，工作带宽同样受到限制，采用Rotman透镜技术的阵列系统虽然工作带宽得到提升，但是副瓣电平高，复杂电磁环境适应能力差。这就需要寻找新的思路来突破阵列系统的带宽瓶颈，解决阵列技术在雷达对抗侦察装备中的应用问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，可实现高的系统灵敏度，宽的频域覆盖，宽的空域覆盖，波束的灵活调度及较好的复杂电磁环境适应能力。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，包括依次连接的宽带有源天线阵列，Rotman透镜网络，波束选择开关，宽带数字接收机，信号处理单元，宽带有源天线阵列输入端同模拟多波束网络连接，所述Rotman透镜网络用于在大的瞬时带宽内形成同时多个波束，同时通过对天线阵列的各幅相加权模块赋予相应的幅度权值(抑制副瓣的泰勒幅度权)与相位权值(改善相位一致性的相位权)，以改善波束形成质量、抑制副瓣电平，所述波束选择开关根据控制命令在多个波束中进行射频选择，并将所选信号通过射频电缆送宽带数字接收机，数字接收机并行处理来自多个波束与频段的数据，并对数据进行参数测量后形成雷达脉冲描述字(PDW)，通过高速光纤送信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理形成雷达描述字(RDW)。其中，所述宽带有源天线阵列由一组列线源及天线框架构成，并通过一组射频电缆同模拟多波束网络连接，宽带有源天线阵列的基本组成单元为列线源，列线源插入天线框架中，并精度拼装。优化的，每个列线源进行集成化设计，均集成了n个天线单元、俯仰合成网络、低噪声放大器、移相器、幅相加权模块，n个天线单元的输出端通过俯仰合成网络连接到低噪声放大器，低噪声放大器、移相器、幅相加权模块依序相连。所述宽带数字接收机由处理不同波束、不同频段的多个数字接收机并行扩展组成。所述信号处理单元包括测向模块、预处理模块、分选模块，测向模块完成对目标信号角度的测量，预处理模块完成多波束、多频段信号的预处理，分选模块完成信号的分选处理形成雷达描述字(RDW)。该宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统还包括综合显控，雷达描述字送至综合显控进行显示。本专利技术相比现有技术具有以下优点：(1)在宽带阵列侦察系统中，采用基于真延时的Rotman透镜技术实现宽带有源天线阵面的波束形成，规避移相器体制对天线阵列孔径渡越时间的限制，实现高增益的宽带同时多波束形成。(2)将Rotman透镜技术同有源阵列技术相结合，通过有源阵列中的低噪声放大器补偿波束形成中带来的功率损失，解决了Rotman透镜技术带来的噪声系数恶化问题。(3)将Rotman透镜技术同幅相加权技术相结合，在有源阵列中集成宽带数控移相器与宽带数控衰减器，一方面通过宽带数控移相器改善Rotman透镜不同通道间的相位误差，另一方面通过数控衰减器赋予通道泰勒权值，进而降低系统副瓣电平，解决Rotman透镜副瓣电平高的问题，提高侦察系统抗干扰能力。(4)将列线源作为组成有源天线阵面的基本单元，可根据使用需求对列线源进行重构与扩展以构成不同规模的天线阵面，天线阵面的可维修性和灵活性也大大提高。(5)将传统分立的射频前端部分(低噪声放大器、幅相控制等)与无源天线部分(合路器、天线单元)进行集成，构成了天线阵面的基本单元(列线源)，提高了天线的集成度。(6)采用多个宽带数字接收机并行处理多个接收波束，将处理后的数据通过光纤送信号处理进行测向、预处理与分选，拓展了系统的空域覆盖能力。(7)采用多个宽带数字接收机并行处理多个频段，将处理后的数据通过光纤送信号处理进行预处理与分选，拓展了系统的频域覆盖能力。附图说明图1为本专利技术实施例的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统的结构示意图。图2为可扩展的有源天线阵面的结构示意图。图3为集成化列线源的结构示意图。图4为本专利技术所使用的Rotman透镜设计版图。图5为本专利技术的Rotman透镜结合有源阵列的波束形成原理框图。图6为未采取处理措施时通过Rotman透镜形成的多波束方向图。图7为采取幅相加权措施时通过Rotman透镜形成的多波束方向图。图8为宽带接收机的结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术的核心思想是：将Rotman透镜技术同宽带有源阵列技术相结合，采用幅相加权技术实现了宽带阵列侦察系统的低副瓣同时多波束形成，实现高的系统灵敏度，宽的频域覆盖，宽的空域覆盖，波束的灵活调度及较好的复杂电磁环境适应能力。如图1所示，本专利技术实施例的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统包括具有16个列线源的有源天线阵面、可同时形成16个波束的16入、16出的Rotman透镜网络，对16个波束进行抽取的16选4波束选择开关，4路并行宽带数字接收机及1个信号处理单元。另外，在具体实施中，有源天线阵列的单元数目，Rotman透镜网络的输入、输出端口数目均可扩展。所述宽带有源天线阵列如图2所示，天线阵列由16个列线源及一个天线框架构成，16个列线源依次插入天线框架中，并保精度拼装而成。该方案优势在于可根据使用需求对列线源进行重构与扩展以构成不同规模的天线阵面，天线阵面的可维修性和灵活性也大大提高。所述列线源是宽带有源天线阵列的基本组成单元，其结构如图3所示。列线源进行集成化设计，每个列线源均集成了n个天线单元、一个n合1的俯仰合成网络、低噪声放大器、幅相加权模块，所述n个天线单元、一个n合1的俯仰合成网络、低噪声放大器、幅相加权模块依序相连。幅相加权模块包括数控移相器，数控衰减器。该方案优势在于将传统分立的射频前端部分(低噪声放大器、幅相控制等)与无源天线部分进行集成，构成了天线阵面的基本单元(列线源)，提高了天线的集成度。所述16入、16出的Rotman透镜的设计版图如图4所示，结构形式采用微带板形式，尺寸为253mm(长)×240mm(宽)×44mm(厚)。采用16路进16路出体制，在方位向同时形成16个波束，空域覆盖可达90°。所述Rotman透镜结合有源阵列的波束形成原理框图如图5所示。所述有源阵列中的列线源集成了1路低噪声放大器、1路幅相加权模块，因而Rotman透镜的每个输入端口也对应有低噪声放大器，数控移相器，数控衰减器。该方案的优势之一在于Rotman透镜的每个输入端口对应有低噪声放大器，可补偿Rotman透镜在波束形成中带来的功率损失，解决了Rotman透镜技术带来的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，其特征在于，包括依次连接的宽带有源天线阵列，Rotman透镜网络，波束选择开关，宽带数字接收机，信号处理单元，宽带有源天线阵列输入端同模拟多波束网络连接，所述Rotman透镜网络用于在大的瞬时带宽内形成同时多个波束，同时通过对天线阵列的各幅相加权模块赋予相应的幅度权值与相位权值，所述波束选择开关根据控制命令在多个波束中进行射频选择，并将所选信号送宽带数字接收机，数字接收机并行处理来自多个波束与频段的数据，并对数据进行参数测量后形成雷达脉冲描述字后送信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理形成雷达描述字。

【技术特征摘要】
1.一种宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，其特征在于，包括依次连接的宽带有源天线阵列，Rotman透镜网络，波束选择开关，宽带数字接收机，信号处理单元，宽带有源天线阵列输入端同模拟多波束网络连接，所述Rotman透镜网络用于在大的瞬时带宽内形成同时多个波束，同时通过对天线阵列的各幅相加权模块赋予相应的幅度权值与相位权值，所述波束选择开关根据控制命令在多个波束中进行射频选择，并将所选信号送宽带数字接收机，数字接收机并行处理来自多个波束与频段的数据，并对数据进行参数测量后形成雷达脉冲描述字后送信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理形成雷达描述字。2.根据权利要求1所述的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，其特征在于，所述宽带有源天线阵列由一组列线源及天线框架构成，并通过一组射频电缆同模拟多波束网络连接，宽带有源天线阵列的基本组成单元为列线源，列线源插入天线框架中。3.根据权利要求2所述的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，其特征在于，每个列线源进行集成化设计，n个天线单元、一个n合1的俯仰合成网络、低噪声放大器、幅相加权模块，幅相加权模块包括数控移相器，数控衰减器，所述n个天线单元、一个n合1的俯仰合成网络、低噪声放大器、幅相加权模块依序相连。4.根据权利要求1所述的宽带低副瓣模拟多波束阵列侦察系统，其特征在于，所述宽带数字接收机由处理不同波束、不同频段的多个数字接收机并...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳学明，陈尔东，胡元奎，胡泽宾，张莉，黄俊园，向海生，万笑梅，朱敏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34