【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，属于卫星器间链路。
技术介绍
1、在近地轨道空间站、月球、火星等项目中，需要实现两个或两个以上飞行器之间的远距离交会对接，微波交会雷达系统作为典型的二次雷达是交会对接过程中gnc分系统重要的中远距离测量敏感器，可以为不同飞行器之间提供相对距离、速度、角度等精密测量数据，同时可以实现不同飞行器之间的空空通信。
2、现有技术中，微波交会雷达系统只能在一端飞行器上提供完整的测距、测速、测角及空空通信信息，多通过宽角低增益干涉仪天线进行干涉测角，典型作用距离在百公里量级，少数通过采用点波束反射面天线可到750km量级，但尚未利用相控阵技术，不能兼顾大视角远距离范围覆盖及快速捕获跟踪测量需求。
3、已有相控阵雷达系统，能兼顾大视角范围覆盖及快速捕获跟踪测量需求，但在已有的相控阵体制的一次雷达系统中，均采用收发分时的一次雷达信号，无法兼顾交会对接雷达双向远程测量与通信的需求；在已有的相控阵体制二次雷达系统中，典型的为二次航管雷达，采用询问应答体制，询问脉冲发出后，等待接收应答脉冲串，双端设备利用具有一定时间间隔的脉冲串，进行交互工作，每次交互中有效数据传输时间远低于总时间的50％，带宽利用率非常低，脉冲序列也不利于利用扩频测量、载波普勒测速等高精度测距、测速方法。
4、现有微波交会雷达系统均采用频分双工体制，前向和反向频点不同，当要实现两个以上飞行器之间的任意配对测量时，需要增加额外的硬件资源以适应频率配对；现有通信系统中采用时分双体制，典型的
5、综上所述，已有系统不能在作用距离、视场范围、捕获速度、应用模式上兼顾未来交会对接应用场景需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了交会对接测量通信一体化问题。
2、本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
3、一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，包括：微波雷达、微波应答机；微波雷达和微波应答机各安装在一个飞行器上；
4、微波雷达包括雷达天线、雷达主机；雷达天线包括一维电扫描相控阵天线和一维伺服机构，相控阵天线采用接收和发射共阵面设计，分时收发相同频点的射频信号；雷达主机包括雷达收发通道和雷达处理器，雷达收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；雷达处理器产生对伺服机构、相控阵天线的伺服与波控信号，同时对雷达中频信号进行收发并处理解算，获得测距、测速、测角及通信信息；
5、微波应答机包括应答机天线、应答机主机；应答机天线为宽角干涉仪天线，包括一组阵元和多路选择开关，阵元通过多路选择开关分时选通，并收发相同频点的射频信号；应答机主机包括应答机收发通道和应答机处理器，应答机收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；应答机处理器产生对天线多路选择开关选择信号，同时对应答机中频信号进行收发并处理解算，产生测距、测速、测角及通信信息。
6、一种基于所述的远程微波交会雷达系统的测量通信方法，包括：
7、微波雷达利用单脉冲角跟踪方法获取测角值；
8、微波应答机通过干涉测角获取测角值；
9、两个飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；
10、两个飞行器通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。
11、本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
12、(1)、本专利技术提出了一种新型的测量通信一体化远程微波交会雷达系统，在a飞行器端采用一维机扫加一维相扫的天线，在b飞行器端采用宽角干涉仪天线，通过一端单脉冲角跟踪实现精密测角，一端实现宽角精密干涉测角，构建双端异构系统，使双端飞行器具备测距、测速、测角与通信能力；通过一端飞行器采用窄波束高增益一维机扫加一维相扫的天线，一端采用宽角干涉仪天线，互补构成前反向链路，从而保证了远距离链路大视角需求，同时由于相控阵天线的引入提升了扫描捕获速度；从整体方案上兼顾了远距离、大视场、快速捕获、多应用模式等方面的综合约束。
13、(2)、本专利技术提出了一种收发分时的相干测距方法，克服系统同频点收发分时的难点，通过在发射时隙维持开环扩频码跟踪，并将跟踪再生的扩频码转发出去，实现了扩频测距，从而可以在收发分时情形下利用扩频测距优点实现器间精密测距；
14、(3)、本专利技术提出了一种收发分时的测速方法，克服系统同频点收发分时的难点，通过在发射时隙维持开环载波跟踪，并将跟踪再生的载波转发出去，实现了载波多普勒测速，从而可以在收发分时情形下可以利用载波多普勒测速的优点实现器间精密测速；
15、(4)、本专利技术提出了一种收发分时的测量与通信信号格式，克服系统同频点收发分时的难点，基于相干转发测距帧，克服收发分时切换干扰，同时具有接近50％的数据传输效率；
16、(5)本专利技术通过采用同频点收发分时体制，使得前向反向链路频点相同，便于实现两个或两个飞行器之间的任意两两配对，便于各飞行器雷达、应答机主机硬件设备统型、软件可定义，突破了原有微波交会雷达频分双工体制的限制，使得两个以上飞行器两两对接测量时，不必考虑各飞行器之间的频点配对问题，不需要考虑硬件兼容性问题，拓展了交会对接任务的灵活性。
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1.一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，其特征在于，包括：微波雷达、微波应答机；微波雷达和微波应答机各安装在一个飞行器上；
2.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，雷达天线采用一维机扫加一维相扫的天线模式，满足系统大视角远距离作用需求，同时利用单脉冲角跟踪方法获取测角值。
3.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，应答机天线能够形成宽角覆盖，通过干涉测角获取测角值。
4.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；在双端通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。
5.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端通过测量与通信一体化信号格式实现通信；所述远程微波交会雷达系统在双端飞行器均能完成测距、测速、测角及通信。
6.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的相干测距方法进行测距，具体如下：
7.根据权利要求6所述的远程微波交会雷达系
8.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的相干转发多普勒测速方法进行测速，具体如下：
9.根据权利要求8所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，A飞行器得到的测速值v，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间速度。
10.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的测量与通信一体化信号格式，具体为：
11.根据权利要求1至10中任一项所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，设微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上；当飞行任务中需要增加C飞行器时，采用如下方式：
12.一种基于权利要求1至10中任一项所述的远程微波交会雷达系统的测量通信方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，其特征在于，包括：微波雷达、微波应答机；微波雷达和微波应答机各安装在一个飞行器上；
2.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，雷达天线采用一维机扫加一维相扫的天线模式，满足系统大视角远距离作用需求，同时利用单脉冲角跟踪方法获取测角值。
3.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，应答机天线能够形成宽角覆盖，通过干涉测角获取测角值。
4.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；在双端通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。
5.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端通过测量与通信一体化信号格式实现通信；所述远程微波交会雷达系统在双端飞行器均能完成测距、测速、测角及通信。
6.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的相干测距方法进行测距，具体如下：
7.根据权利要求6所述的远程微波...
【专利技术属性】
技术研发人员：踪念科，王登峰，杨瑞强，陈素芳，蔡春贵，刘绍坤，李琳，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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