一种在轨星体地下探测雷达系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在轨星体地下探测雷达系统，包括：信号处理机（1）、信号发生器（2）、HF频段发射机（3）、偶极子天线（5）、HF频段接收机A（6）、模数转换器A（7）、单极子天线（8）、HF频段接收机B（9）和模数转换器B（10），还包括：收发切换开关（4）。本发明专利技术通过增加一路单极子天线（8）作为辅助接收通道，与原来的偶极子天线（5）接收信号进行对消，有效抑制了非星下点杂波信号干扰，经过试验验证雷达信噪比可以获得10dB的改善，而且本发明专利技术对消原理简单，工程实现容易，提高了雷达成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种在轨星体地下探测雷达系统
本专利技术涉及一种探测雷达系统，特别是一种在轨星体地下探测雷达系统。
技术介绍
随着深空探测任务的展开，对于星体地形地貌的探测需求日益提高。在轨星体地下探测雷达是一种用于星体表面地形地貌探测的有效载荷。以往的在轨星体地下探测雷达系统包括：信号处理机、信号发生器、HF频段发射机、偶极子天线、HF频段接收机以及收发切换开关。由于偶极子天线波束比较宽，在轨星体地下探测雷达会同时接收到星下点回波和非星下点回波，而地下的次表层回波一般比较微弱，面临强的非星下点表面杂波干扰，造成在轨星体地下探测雷达成像质量差的困难。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种在轨星体地下探测雷达系统，解决以往系统在轨星体地下探测面临的非星下点表面杂波干扰，造成在轨星体地下探测雷达成像质量差的问题。一种在轨星体地下探测雷达系统，包括：信号处理机、信号发生器、HF频段发射机、偶极子天线、HF频段接收机A、模数转换器A、单极子天线、HF频段接收机B和模数转换器B，还包括：收发切换开关。信号处理机的时序控制口与信号发生器的控制输入口连接，信号发生器的信号输出口与HF频段发射机的输入口连接，HF频段发射机的输出口与收发切换开关的b输入口连接，收发切换开关的a收发口与偶极子天线的馈电口连接，收发切换开关的c输出口与HF频段接收机A的输入口连接，HF频段接收机A的输出口与模数转换器A的输入口连接，模数转换器A的输出口与信号处理机的422串口A连接，单极子天线的馈电口与HF频段接收机B连接，HF频段接收机B的输出口与模数转换器B的输入口连接，模数转换器B与信号处理机的422串口B连接。工作时，在轨星体地下探测雷达搭载在轨道探测器上，当轨道探测器飞临观测区域时候，在轨星体地下探测雷达信号处理机发送时序控制信号给信号发生器，控制信号发生器产生周期性的HF频段探测波形信号，信号经过HF频段发射机放大后，经收发切换开关馈入给偶极子天线，再由偶极子天线辐射出去。电磁波向下遇到星体地表以及地表下介质分层目标时会被反射，反射的部分电磁波信号将会被偶极子天线与单极子天线同时接收，偶极子天线接收的信号为主通道信号，单极子天线接收的信号为辅通道信号，两路接收信号分别经过HF频段接收机A与HF频段接收机B放大、混频、滤波处理后进入模数转换器A与模数转换器B，模数转换器A与模数转换器B再分别对两路信号进行抗混叠处理、采样与输出，信号处理机通过422串口A与422串口B接收模数转换器A与模数转换器B的采样输出信号，然后在信号处理机上分别完成脉压处理，获得距离幅度信息。最后主通道信号和辅通道信号再进行杂波对消，过程为：主通道信号由于偶极子天线具有全向性，同时包含接收星下点和非星下点回波信号，辅通道信号由于单极子天线在星下点方向增益很小，只能包含非星下点回波信号，对偶极子天线与单极子天线在每一个角度下做增益归一化处理，然后将归一化后的主通道信号与辅通道信号相减，将主通道接收回波信号中的非星下点成分去除，从而提取出次表层信号。本专利技术通过增加一路单极子天线作为辅助接收通道，与原来的偶极子天线接收信号进行对消，有效抑制了非星下点杂波信号干扰，经过试验验证雷达信噪比可以获得10dB的改善，而且该方法对消原理简单，工程实现容易，提高了雷达成像质量。附图说明图1一种在轨星体地下探测雷达系统的示意图。1.信号处理机2.信号发生器3.HF频段发射机4.收发切换开关5.偶极子天线6.HF频段接收机A7.模数转换器A8.单极子天线9.HF频段接收机B10.模数转换器B。具体实施方式一种在轨星体地下探测雷达系统，包括：信号处理机1、信号发生器2、HF频段发射机3、偶极子天线5、HF频段接收机A6、模数转换器A7、单极子天线8、HF频段接收机B9和模数转换器B10，还包括：收发切换开关4。信号处理机1的时序控制口与信号发生器2的控制输入口连接，信号发生器2的信号输出口与HF频段发射机3的输入口连接，HF频段发射机3的输出口与收发切换开关4的b输入口连接，收发切换开关4的a收发口与偶极子天线5的馈电口连接，收发切换开关4的c输出口与HF频段接收机A6的输入口连接，HF频段接收机A6的输出口与模数转换器A7的输入口连接，模数转换器A7的输出口与信号处理机1的422串口A连接，单极子天线8的馈电口与HF频段接收机B9连接，HF频段接收机B9的输出口与模数转换器B10的输入口连接，模数转换器B10与信号处理机1的422串口B连接。工作时，在轨星体地下探测雷达搭载在轨道探测器上，当轨道探测器飞临观测区域时候，在轨星体地下探测雷达信号处理机1发送时序控制信号给信号发生器2，控制信号发生器2产生周期性的HF频段探测波形信号，信号经过HF频段发射机3放大后，经收发切换开关4馈入给偶极子天线5，再由偶极子天线5辐射出去。电磁波向下遇到星体地表以及地表下介质分层目标时会被反射，反射的部分电磁波信号将会被偶极子天线5与单极子天线8同时接收，偶极子天线5接收的信号为主通道信号，单极子天线8接收的信号为辅通道信号，两路接收信号分别经过HF频段接收机A6与HF频段接收机B9放大、混频、滤波处理后进入模数转换器A7与模数转换器B10，模数转换器A7与模数转换器B10再分别对两路信号进行抗混叠处理、采样与输出，信号处理机1通过422串口A与422串口B接收模数转换器A7与模数转换器B10的采样输出信号，然后在信号处理机1上分别完成脉压处理，获得距离幅度信息。最后主通道信号和辅通道信号再进行杂波对消，过程为：主通道信号由于偶极子天线5具有全向性，同时包含接收星下点和非星下点回波信号，辅通道信号由于单极子天线8在星下点方向增益很小，只能包含非星下点回波信号，对偶极子天线5与单极子天线8在每一个角度下做增益归一化处理，然后将归一化后的主通道信号与辅通道信号相减，将主通道接收回波信号中的非星下点成分去除，从而提取出次表层信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在轨星体地下探测雷达系统，包括：信号处理机（1）、信号发生器（2）、HF频段发射机（3）、偶极子天线（5）、HF频段接收机A（6）、模数转换器A（7）、单极子天线（8）、HF频段接收机B（9）和模数转换器B（10），其特征在于还包括：收发切换开关（4）；信号处理机（1）的时序控制口与信号发生器（2）的控制输入口连接，信号发生器（2）的信号输出口与HF频段发射机（3）的输入口连接，HF频段发射机（3）的输出口与收发切换开关（4）的b输入口连接，收发切换开关（4）的a收发口与偶极子天线（5）的馈电口连接，收发切换开关（4）的c输出口与HF频段接收机A（6）的输入口连接，HF频段接收机A（6）的输出口与模数转换器A（7）的输入口连接，模数转换器A（7）的输出口与信号处理机（1）的422串口A连接，单极子天线（8）的馈电口与HF频段接收机B（9）连接，HF频段接收机B（9）的输出口与模数转换器B（10）的输入口连接，模数转换器B（10）与信号处理机（1）的422串口B连接；工作时，在轨星体地下探测雷达搭载在轨道探测器上，当轨道探测器飞临观测区域时候，在轨星体地下探测雷达信号处理机（1）发送时序控制信号给信号发生器（2），控制信号发生器（2）产生周期性的HF频段探测波形信号，信号经过HF频段发射机（3）放大后，经收发切换开关（4）馈入给偶极子天线（5），再由偶极子天线（5）辐射出去；电磁波向下遇到星体地表以及地表下介质分层目标时会被反射，反射的部分电磁波信号将会被偶极子天线（5）与单极子天线（8）同时接收，偶极子天线（5）接收的信号为主通道信号，单极子天线（8）接收的信号为辅通道信号，两路接收信号分别经过HF频段接收机A（6）与HF频段接收机B（9）放大、混频、滤波处理后进入模数转换器A（7）与模数转换器B（10），模数转换器A（7）与模数转换器B（10）再分别对两路信号进行抗混叠处理、采样与输出，信号处理机（1）通过422串口A与422串口B接收模数转换器A（7）与模数转换器B（10）的采样输出信号，然后在信号处理机（1）上分别完成脉压处理，获得距离幅度信息；最后主通道信号和辅通道信号再进行杂波对消，过程为：主通道信号由于偶极子天线（5）具有全向性，同时包含接收星下点和非星下点回波信号，辅通道信号由于单极子天线（8）在星下点方向增益很小，只能包含非星下点回波信号，对偶极子天线（5）与单极子天线（8）在每一个角度下做增益归一化处理，然后将归一化后的主通道信号与辅通道信号相减，将主通道接收回波信号中的非星下点成分去除，从而提取出次表层信号。...

【技术特征摘要】
1.一种在轨星体地下探测雷达系统，包括：信号处理机（1）、信号发生器（2）、HF频段发射机（3）、偶极子天线（5）、HF频段接收机A（6）、模数转换器A（7）、单极子天线（8）、HF频段接收机B（9）和模数转换器B（10），其特征在于还包括：收发切换开关（4）；信号处理机（1）的时序控制口与信号发生器（2）的控制输入口连接，信号发生器（2）的信号输出口与HF频段发射机（3）的输入口连接，HF频段发射机（3）的输出口与收发切换开关（4）的b输入口连接，收发切换开关（4）的a收发口与偶极子天线（5）的馈电口连接，收发切换开关（4）的c输出口与HF频段接收机A（6）的输入口连接，HF频段接收机A（6）的输出口与模数转换器A（7）的输入口连接，模数转换器A（7）的输出口与信号处理机（1）的422串口A连接，单极子天线（8）的馈电口与HF频段接收机B（9）连接，HF频段接收机B（9）的输出口与模数转换器B（10）的输入口连接，模数转换器B（10）与信号处理机（1）的422串口B连接；工作时，在轨星体地下探测雷达搭载在轨道探测器上，当轨道探测器飞临观测区域时候，在轨星体地下探测雷达信号处理机（1）发送时序控制信号给信号发生器（2），控制信号发生器（2）产生周期性的HF频段探测波形信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李召阳，刘一文，吴海涵，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11