基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置及目标探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置及目标探测方法，所述装置包括：天线，用于接收来自发射机的直达波信号和来自目标的回波信号；第一接收模块，用于对所述直达波信号和回波信号进行下变频处理，以分别对应获得直达波基带信号和回波基带信号；信号处理模块，用于对所述直达波基带信号和所述回波基带信号进行处理，获得目标定位参数。该装置各模块相互独立设置且对于发射机并无任何依赖结构，并且该结构设计最终使得本装置能够基于所述目标定位参数准确地定位出目标所在位置，实现对目标的高效探测。实现对目标的高效探测。实现对目标的高效探测。

【技术实现步骤摘要】
基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置及目标探测方法


[0001]本专利技术涉及雷达探测及应用
，具体涉及一种基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置及目标探测方法。

技术介绍

[0002]无源雷达是指雷达本身不发射电磁波信号，只利用目标辐射的电磁波信号(外辐射源)进行目标探测和跟踪的雷达。与传统雷达技术相比，无源雷达具有反隐身、反低空袭击、抗侦查、抗干扰等优势，因此，无源雷达成为雷达研究的一个重要领域。
[0003]另外，目标辐射的电磁波信号可能是目标自身发射出的电磁波信号，也可能是由发射机发射而经目标反射出的电磁波信号。当所探测目标是可以自身发射出电磁波信号的设备时，无源雷达无需发射机，只需接收机即可构成目标探测装置以利用外辐射源实现对目标的探测，故而无源雷达接收机在雷达系统中具有举足轻重的地位。
[0004]从雷达体系上讲，一般系统发射机和系统接收机采用近距离同地配置，或者说是合作式配置，则属于单基地雷达系统，现有机场目标探测场景通常应用单基地雷达系统结构，单基地雷达系统的基本工作原理如图1所示，同地或者极近距离地将发射机和接收机配置在一起，或者是直接应用收发一体的设备，来对探测区域的目标发射出电磁波信号，以及通过同一路径反向获得目标所反射的回波信号，以最终探测出方位角θ及目标所在位置R。若系统发射机和系统接收机采用远距离异地配置，或者说是非合作式配置，则属于双(多)基地雷达系统。双基地雷达系统，使用方便、可靠性高，可以独立进行工作，且对于已有的主动雷达的工作毫无影响，隐蔽性好，且不易受干扰，因此，双基地雷达系统逐渐受到广泛关注。
[0005]而现代技术中，无源双基地雷达系统现多用于作战侦查场景，并未在机场目标探测场景进行应用，尤其是在机场净空区无人机等小目标探测的工作场景中更未应用。
[0006]图2示出了现有常见的无源双基地雷达系统的基本工作原理，且此无源双基地雷达系统的发射机采用空管雷达，并且以首都国际机场的雷神公司ASR 23SS
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16远程L波段全固态空管一次雷达(PSR)为例，其空管雷达主要参数如下：
[0007]频率范围：1250～1350MHz
[0008]作用距离：200nm
[0009]峰值功率：48kw
[0010]平均功率：3.6kw
[0011]发射管：固态放大器组件
[0012]发射脉冲宽度：1us,100us(NLFM)
[0013]脉冲重复频率：平均302Hz
[0014]接收机动态范围围：>80dB
[0015]接收机灵敏度度：
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110dBm
[0016]接收机噪声系数：1.l dB
[0017]该空管雷达的脉冲波形特点如下：每个发射信号由一个1us的窄脉冲和一个100us的非线性调频脉冲(NLFM)组成。1us的窄脉冲用来探测前8海里的目标，接收到目标回波信号后，发射机再发射100us的非线性调频脉冲，用来探测8～200海里范围内的目标和气象信息。该设计使得短脉冲(未调制)和长脉冲(调制)分别用于近距离(SR)探测和远距离(LR)探测。
[0018]更具体地，采用空管雷达实现无源双基地雷达系统进行目标探测的工作原理，如图2所示。发射机选择利用空管雷达的短脉冲信号或者长脉冲信号(LFM或NLFM)作为外辐射源信号，向目标发射。接收机则接收目标反射的外辐射源信号(目标回波)。当使用短脉冲信号时，通过测量接收机接收到的目标回波相对直达波(发射机到接收机直达的电磁波信号)短脉冲的时延τ，便可据此计算出双基地距离差(L1+L2
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L0)。图2中，由于发射机位置已知，根据接收机位置则可获知基线距离L0；发射机目标方位角θ，则可通过测量发射机做圆周机械扫描的主波束扫过接收机形成的主峰来估算获得，进而据其计算出目标相对于发射机的距离L1，从而实现对目标的探测定位。当使用长脉冲信号时，由于长脉冲信号采用的是LFM或NLFM信号，因此在计算时延τ之前，必须先对LFM或NLFM信号进行脉压处理。且脉压处理在非合作条件下可通过从发射机到接收机之间直达波通道中截取发射直达波参考信号来进行相关处理而获得。
[0019]另外，现有基本的无源双基地雷达系统，其结构为：在包括发射机和接收机的基础上，还在发射机端设置数传发射机、发射端时钟单元、发射端同步控制单元，并在接收机端同样设置数传接收机、接收端时钟单元、接收端同步控制单元。数传发射机将发射机侧的时钟脉冲信号、天线转角、发射频率代码、相位相参基准以及发射机位置信息实时发送给数传接收机。
[0020]现有的无源双基地雷达系统的结构设计不够合理，一方面接收机和发射机结构有交叉，导致两者干扰更大，此外，该种结构设计使得目标探测和定位准确性较差。因此，亟待出现一种结构合理、优化，可准确探测目标的无源雷达接收机装置。

技术实现思路

[0021]本专利技术提供一种基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置及目标探测方法，用于克服现有技术中双基地雷达系统接收机结构设计不合理且目标探测不准确的缺陷，合理优化结构设计，实现准确探测目标。
[0022]本专利技术提供一种基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，包括：
[0023]天线，用于接收来自发射机的直达波信号和来自目标的回波信号；
[0024]第一接收模块，用于对所述直达波信号和回波信号进行下变频处理，以分别对应获得直达波基带信号和回波基带信号；
[0025]信号处理模块，用于对所述直达波基带信号和所述回波基带信号进行处理，获得目标定位参数。
[0026]根据本专利技术提供的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，所述第一接收模块包括相互连接的变频单元和时钟单元，其中，
[0027]所述时钟单元，用于生成基准时钟信号，并将所述基准时间信号分别提供至所述变频单元和所述信号处理模块；
[0028]所述变频单元，一端与所述天线相连同时另一端与所述信号处理模块相连，用于基于所述基准时钟信号分别对所述直达波信号和所述回波信号进行下变频、放大和滤波处理，以分别对应获得直达波基带模拟信号和回波基带模拟信号。
[0029]根据本专利技术提供的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，所述信号处理模块包括主控单元以及依次相连的信号采集单元、信号处理单元和接口单元，其中，
[0030]所述主控单元，分别与所述时钟单元、所述信号采集单元、所述信号处理单元和所述接口单元相连，用于分别控制各单元依预设时序进行工作；
[0031]所述信号采集单元，与所述变频单元相连，用于将所述直达波基带模拟信号和所述回波基带模拟信号分别进行同频段模数采样转换以及数字下变频处理，以分别获得相应的直达波基带数字信号和回波基带数字信号；
[0032]所述信号处理单元，基于所述直达波基带数字信号进行脉冲信号分选、参考信号重构，并基于所述回波基带数字信号和所述直达波基带数字信号进行时间同步处理以及脉冲压缩处理，以获得所述目标定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，其特征在于，包括：天线，用于接收来自发射机的直达波信号和来自目标的回波信号；第一接收模块，用于对所述直达波信号和回波信号进行下变频处理，以分别对应获得直达波基带信号和回波基带信号；信号处理模块，用于对所述直达波基带信号和所述回波基带信号进行处理，获得目标定位参数。2.根据权利要求1所述的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，其特征在于，所述第一接收模块包括相互连接的变频单元和时钟单元，其中，所述时钟单元，用于生成基准时钟信号，并将所述基准时间信号分别提供至所述变频单元和所述信号处理模块；所述变频单元，一端与所述天线相连同时另一端与所述信号处理模块相连，用于基于所述基准时钟信号分别对所述直达波信号和所述回波信号进行下变频、放大和滤波处理，以分别对应获得直达波基带模拟信号和回波基带模拟信号。3.根据权利要求2所述的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，其特征在于，所述信号处理模块包括主控单元以及依次相连的信号采集单元、信号处理单元和接口单元，其中，所述主控单元，分别与所述时钟单元、所述信号采集单元、所述信号处理单元和所述接口单元相连，用于分别控制各单元依预设时序进行工作；所述信号采集单元，与所述变频单元相连，用于将所述直达波基带模拟信号和所述回波基带模拟信号分别进行同频段模数采样转换以及数字下变频处理，以分别获得相应的直达波基带数字信号和回波基带数字信号；所述信号处理单元，基于所述直达波基带数字信号进行脉冲信号分选、参考信号重构，并基于所述回波基带数字信号和所述直达波基带数字信号进行时间同步处理以及脉冲压缩处理，以获得所述目标定位参数；所述接口单元，用于与外部数据装置进行双向通信。4.根据权利要求1或3所述的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，所述目标定位参数包括但不限于目标方位角、目标双基地距离差和多普勒频率。5.根据权利要求1
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4任一项所述的基于空管雷达的无源双基地雷达接收装置，其特征在于，所述天线采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，熊伟，张财生，陈小龙，王国庆，崔亚奇，徐从安，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：