基于Rotman透镜的电磁拟形载荷制造技术

基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，包括天线单元、收、发分离/复用环路、Rotman透镜、切换开关、短路器、功分网络及雷达信号发生器，各天线单元分别连接在对应收、发分离/复用环路的第一端；各收、发分离/复用环路的第二端分别连接Rotman透镜对应的阵端口，Rotman透镜的各波端口分别连接一切换开关，切换开关对应两条支路，第一支路连接一个短路器，第二支路连接功分网络上对应的输出端口，功分网络的输入端口连接雷达信号发生器，功分网络将雷达信号发生器输出的信号均分从各输出端口输出，通过切换开关实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换，实现主动干扰模式与被动回溯模式的切换。动回溯模式的切换。动回溯模式的切换。

【技术实现步骤摘要】
基于Rotman透镜的电磁拟形载荷


[0001]本专利技术属于雷达电磁干扰
，特别涉及一种基于Rotman透镜的电磁拟形载荷。

技术介绍

[0002]复杂电磁环境对现代空中对抗至关重要。目前常用的电磁干扰设备具有模拟多个假目标的能力，但其技术体制大多基于数字射频存储与转发，需要完成对来波信号的参数提取，并同时模拟目标位置、速度以及姿态。现有的基于数字射频存储与转发体制的电磁干扰设备存在采集、储存、计算资源开销大。另外现有的基于数字射频存储与转发体制的电磁干扰设备对捷变频和波形编码雷达所拟形的虚假目标容易被识别，因此对于捷变频和波形编码雷达并不适用。而且，现有的基于数字射频存储与转发体制的电磁干扰设备在高灵敏度信号截获、信号特征实时提取、高精度信号与波束控制方面有很高要求。

技术实现思路

[0003]针对现有基于数字射频存储与转发体制的电磁干扰设备存在的缺陷，本专利技术提供一种基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，其是一种兼顾有主动干扰模式与被动回溯模式的低成本电磁拟形载荷。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，包括天线单元、收、发分离/复用环路、Rotman透镜、切换开关、短路器、功分网络及雷达信号发生器；
[0006]由多个天线单元组成一组天线单元，设天线单元数目为N，各天线单元分别对应一个收、发分离/复用环路；收、发分离/复用环路具有信号接收支路和信号发射支路，各天线单元连接在对应的收、发分离/复用环路的第一端；Rotman透镜一侧具有与天线单元数目相同的阵端口，Rotman透镜另一侧具有M个波端口；各收、发分离/复用环路的第二端分别连接Rotman透镜上对应的阵端口，Rotman透镜的各波端口分别对应连接一个切换开关，切换开关对应两条支路，第一支路上连接一个短路器，第二支路连接功分网络上对应的输出端口，功分网络的输入端口连接雷达信号发生器，功分网络将雷达信号发生器输出的信号均分从各输出端口输出；通过切换开关实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换接通，进而实现电磁拟形载荷的主动干扰模式与被动回溯模式的切换。
[0007]作为本专利技术的优选方案，切换开关采用单刀双掷射频开关，单刀双掷射频开关具有一个动端和两个不动端，Rotman透镜的各波端口与对应的单刀双掷射频开关的动端连接，各单刀双掷射频开关的第一不动端分别对应连接一个短路器，各单刀双掷射频开关的第二不动端分别连接功分网络上对应的输出端口。通过单刀双掷射频开关的动端在两个不动端间的切换，实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换接通。
[0008]主动干扰模式下，单刀双掷射频开关的动端切换到第二不动端，雷达信号发生器输出的信号经功分网络均分后分别经对应的单刀双掷射频开关以及Rotman透镜的波端口
进入Rotman透镜，然后传至Rotman透镜的各阵端口，再经收、发分离/复用环路中的信号发射支路到各天线单元，由各天线单元同时辐射，形成与Rotman透镜的波端口对应指向的合成波束。Rotman透镜具有M个波端口同时形成M个不同指向的波束，可覆盖相应的角度范围。
[0009]为实现被动回溯模式下的来波回溯，Rotman透镜的波端口由单刀双掷射频开关连接至短路器，由此实现对入射能量的反射。被动回溯模式下，单刀双掷射频开关的动端切换到第一不动端，不同方向的来波被天线单元收集后，经收、发分离/复用环路中的信号接收支路至Rotman透镜，如果来波方向正好对应Rotman透镜的某一波端口，则由Rotman透镜汇聚至与来波方向对应的波端口，在Rotman透镜的波端口处短路反射，由Rotman透镜的互易特性可知，再辐射波仍将沿原入射方向传播。如果来波方向并不正好对应Rotman透镜的任一波端口，而是对应在Rotman透镜的两个相邻波端口间，则来波分解为两个相邻波端口指向的分量，由这两个相邻波端口分别反射后，合成波仍沿原来波方向传播，从而Rotman透镜实现宽角度范围内的来波回溯。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，为实现主动干扰模式与被动回溯模式，采用电控高速射频单刀双掷开关实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换接通。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所有天线单元组成的一组天线单元形成一个阵列天线。天线单元采用适于组阵的天线单元形式，例如可为微带天线、振子天线、缝隙天线、Vivaldi天线等。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，为实现主动干扰模式与被动回溯模式下同一组放大器的复用，本专利技术的收、发分离/复用环路包括第一环流器、第二环流器、低噪声放大器和电控可调衰减器，第一环流器、第二环流器用于实现收、发信号分流，低噪声放大器和电控可调衰减器串联构成收、发分离/复用环路中的信号发射支路，第一环流器的第一端连接对应的天线单元，第一环流器的第二端和第二环流器的第二端之间连接信号发射支路，第一环流器的第三端和第二环流器的第三端连接作为信号接收支路，第二环流器的第一端连接到Rotman透镜上对应的阵端口。
[0013]主动干扰模式下，雷达信号发生器产生的信号仅经由收、发分离/复用环路中的信号发射支路，由天线单元发射出去，且此时电控可调衰减器衰减调至0，以实现最大功率辐射；被动回溯模式下，天线单元接收到的信号先由收、发分离/复用环路中的信号接收支路进入Rotman透镜，在被反射后又经由收、发分离/复用环路中的信号发射支路，传至天线单元再发射出去，此时电控可调衰减器衰减量按需求调控，以实现回溯RCS的动态变化。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，为实现主动多波束或被动宽角回溯，波束形成网络采用Rotman透镜，Rotman透镜为实现主动干扰与被动回溯电磁复用的主体部件。Rotman透镜可在主动模式下形成多波束覆盖设定角度范围，或在被动模式下实现设定角度范围内的来波回溯。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，为实现主动干扰模式下雷达信号发生器的能量均分至各天线单元，功分网络采用1分M功分网络，1分M功分网络其输入端连接雷达信号发生器，1分M功分网络的M个输出端分别对应各单刀双掷射频开关的第二不动端，由此对应连接Rotman透镜的M个波端口。为等功分实现方便起见，M取值为2的指数次幂，如2，4，8，16等。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，为实现对多种常用机载雷达信号的模拟功能，雷达信号发生器具备模拟多样化雷达信号的功能。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018]本专利技术能够主动辐射多种电磁信号，模拟机载电磁设备。本专利技术能够基于回溯天线阵，被动回溯电磁来波，对来波信号不敏感，无须进行来波参数提取和复杂的多特征波形调制，干扰能力强，且成本较低，减少了存储与计算电路。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施例的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一实施例中采用的X波段Vivaldi天线单元结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，其特征在于，包括天线单元、收、发分离/复用环路、Rotman透镜、切换开关、短路器、功分网络及雷达信号发生器；由多个天线单元组成一组天线单元，设天线单元数目为N，各天线单元分别对应一个收、发分离/复用环路；收、发分离/复用环路具有信号接收支路和信号发射支路，各天线单元连接在对应的收、发分离/复用环路的第一端；Rotman透镜一侧具有与天线单元数目相同的阵端口，Rotman透镜另一侧具有M个波端口，各收、发分离/复用环路的第二端分别连接Rotman透镜上对应的阵端口，Rotman透镜的各波端口分别对应连接一个切换开关，切换开关对应两条支路，第一支路上连接一个短路器，第二支路连接功分网络上对应的输出端口，功分网络的输入端口连接雷达信号发生器，功分网络将雷达信号发生器输出的信号均分从各输出端口输出；通过切换开关实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换接通，进而实现电磁拟形载荷的主动干扰模式与被动回溯模式的切换。2.根据权利要求1所述的基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，其特征在于，切换开关采用单刀双掷射频开关，单刀双掷射频开关具有一个动端和两个不动端，Rotman透镜的各波端口与对应的单刀双掷射频开关的动端连接，各单刀双掷射频开关的第一不动端分别对应连接一个短路器，各单刀双掷射频开关的第二不动端分别连接功分网络上对应的输出端口，通过单刀双掷射频开关的动端在两个不动端间的切换，实现Rotman透镜的波端口与短路器或功分网络输出端口间的切换接通。3.根据权利要求2所述的基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，其特征在于，主动干扰模式下，单刀双掷射频开关的动端切换到第二不动端，雷达信号发生器输出的信号经功分网络均分后分别经对应的单刀双掷射频开关以及Rotman透镜的波端口进入Rotman透镜，然后传至Rotman透镜的各阵端口，再经收、发分离/复用环路中的信号发射支路到各天线单元，由各天线单元同时辐射，形成与Rotman透镜的波端口对应指向的合成波束，Rotman透镜具有M个波端口同时形成M个不同指向的波束，能够覆盖相应的角度范围。4.根据权利要求2所述的基于Rotman透镜的电磁拟形载荷，其特征在于，Rotman透镜的波端口由单刀双掷射频开关连接至短路器；被动回溯模式下，单刀双掷射频开关的动端切换到第一不动端，不同方向的来波被天线单元收集后，经收、发分离/复用环路中的信号接收支路至Rot...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾高伟，侯中喜，陈彬，吴文，钱篙松，郭正，宗志园，陈清阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：