用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)系法，尤其是一種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，屬于雷達(dá)探測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，包括雷達(dá)天線及位于所述雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源；在鄰近所述雷達(dá)天線的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的接收饋源，所述接收饋源通過接收饋線與第二接收機(jī)連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離的有效探測(cè)，降低探測(cè)成本，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【專利說明】用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種探測(cè)系統(tǒng)，尤其是一種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，屬于雷達(dá)探測(cè)的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域中，特別是當(dāng)雷達(dá)發(fā)射機(jī)以脈沖方式工作時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的有效探測(cè)，雷達(dá)的發(fā)射機(jī)功率一般不會(huì)做得太小，在接收機(jī)輸入端必定會(huì)設(shè)置收發(fā)開關(guān)、放電管(或PIN管)、大功率限幅器等微波限幅器件，以用來保護(hù)接收機(jī)不被泄露過來的發(fā)射功率燒毀。上述保護(hù)用的微波器件存在一個(gè)“恢復(fù)時(shí)間”，即當(dāng)大功率的發(fā)射脈沖過去后會(huì)延時(shí)一段時(shí)間才能恢復(fù)通道的導(dǎo)通狀態(tài)，雖然這段時(shí)間會(huì)很短，但會(huì)存在一個(gè)C* ( τ + ΔΤ)/2的探測(cè)盲區(qū)(C:光速，τ:發(fā)射脈沖寬度，AT:恢復(fù)時(shí)間)，因此在理論上就無法做到對(duì)C*(τ + ΔΤ)/2這段極近距離內(nèi)目標(biāo)的探測(cè)。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)近距離探測(cè)，往往只能采用雙天線方案(用連續(xù)波進(jìn)行探測(cè)不在本案研究的范圍)。一般地，雙天線方案包括第一號(hào)天線及第二號(hào)天線，用第一號(hào)天線實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的發(fā)射與接收的作用(理論上可測(cè)量盲區(qū)以外的信號(hào))，用第二號(hào)天線接收回波。由于第二號(hào)天線無發(fā)射功能，因此可以在接收通道中不用設(shè)置存在“恢復(fù)時(shí)間”的微波器件，在理論上就可以實(shí)現(xiàn)近距離的探測(cè)。
[0004]但上述的雙天線的方案存在很多問題:1)、需要兩副天線，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；2)、為了確?；镜奶綔y(cè)性能，天線不可能做得太小，這樣就導(dǎo)致目標(biāo)與兩副天線間存在一個(gè)夾角，隨著距離越近該夾角越大。為了確保探測(cè)性能，天線必然做成有很強(qiáng)的方向性。對(duì)于近距離的目標(biāo)，第二號(hào)天線接收到的微波能量未必就會(huì)增加，而且對(duì)角度的測(cè)量精度還會(huì)下降。因此，雙天線方案對(duì)極近距離探測(cè)的性能反而是下降的。
[0005]另外，在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，比如用雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)昆蟲的探測(cè)，往往還要求將天線波束做成圓錐掃描方式，圓錐掃描的速度會(huì)很高，而且圓錐掃描的角度是有嚴(yán)格要求的，這種需求若用雙天線方案在工程上就很難實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離的有效探測(cè)，降低探測(cè)成本，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0007]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，包括雷達(dá)天線及位于所述雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源；在鄰近所述雷達(dá)天線的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的接收饋源，所述接收饋源通過接收饋線與第二接收機(jī)連接。
[0008]所述收發(fā)饋線通道還包括收發(fā)開關(guān)、發(fā)射機(jī)、限幅器及第一接收機(jī)，收發(fā)開關(guān)通過收發(fā)饋線與收發(fā)饋源連接，收發(fā)開關(guān)與發(fā)射機(jī)連接，且收發(fā)開關(guān)通過限幅器與第一接收機(jī)的輸入端連接。
[0009]所述發(fā)射機(jī)通過收發(fā)饋源進(jìn)行信號(hào)發(fā)射時(shí)，第二接收機(jī)通過接收饋源及接收饋線接收到信號(hào)的功率不大于第二接收機(jī)所能承受的功率。
[0010]所述雷達(dá)天線包括前饋式雷達(dá)天線、后饋式雷達(dá)天線或偏饋式雷達(dá)天線。
[0011]一種類似的技術(shù)方案，所述用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，包括雷達(dá)天線及位于所述雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源；在鄰近所述雷達(dá)天線的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線焦點(diǎn)處的接收饋源，所述接收饋源通過接收饋線及微波選通開關(guān)與收發(fā)饋線通道內(nèi)的第一接收機(jī)的輸入端連接。
[0012]所述第一接收機(jī)的輸入端通過微波選通開關(guān)還與收發(fā)饋線通道的限幅器的輸出端連接，限幅器的輸入端與收發(fā)開關(guān)連接，收發(fā)開關(guān)與發(fā)射機(jī)連接，收發(fā)開關(guān)通過收發(fā)饋線與收發(fā)饋源連接。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):在共用同一副天線的前提下，通過設(shè)置至少一路接收饋線通道，避免使用起保護(hù)作用的限幅器，實(shí)現(xiàn)對(duì)極近距離目標(biāo)的探測(cè)；通過設(shè)置接收饋線通道的接收饋源的空間位置，合理調(diào)整接收波束偏離天線法線方向的夾角，并與收發(fā)饋線通道共同做圓錐掃描的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)特性的有效探測(cè)，可以解決大功率雷達(dá)探測(cè)盲區(qū)過大的技術(shù)難題，提高對(duì)極近距離目標(biāo)的探測(cè)能力，在提高探測(cè)性能的同時(shí)還可降低成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型接收機(jī)系統(tǒng)的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型接收機(jī)系統(tǒng)的另一種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型在進(jìn)行圓錐掃描工作探測(cè)時(shí)的示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:1_天線、2-收發(fā)饋源、3-收發(fā)饋線、4-收發(fā)開關(guān)、5-發(fā)射機(jī)、6_限幅器、7-第一接收機(jī)、8-接收饋源、9-接收饋線、10-第二接收機(jī)及11-微波選通開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示:為了實(shí)現(xiàn)近距離的目標(biāo)探測(cè)，本實(shí)用新型包括雷達(dá)天線I及位于所述雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源2 ;在鄰近所述雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的接收饋源8，所述接收饋源8通過接收饋線9與第二接收機(jī)10連接。
[0020]具體地，所述收發(fā)饋線通道還包括收發(fā)開關(guān)4、發(fā)射機(jī)5、限幅器6及第一接收機(jī)7，收發(fā)開關(guān)4通過收發(fā)饋線3與收發(fā)饋源2連接，收發(fā)開關(guān)4與發(fā)射機(jī)5連接，且收發(fā)開關(guān)4通過限幅器6與第一接收機(jī)7的輸入端連接。
[0021]為了確保雷達(dá)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)性能，往往在雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處設(shè)置收發(fā)饋源2，發(fā)射機(jī)5發(fā)射出的大功率脈沖信號(hào)經(jīng)收發(fā)開關(guān)4、收發(fā)饋線3輸出到收發(fā)饋源2后向雷達(dá)天線I輻射微波能量，雷達(dá)天線I再將大功率的微波能量向空間定向輻射出去。當(dāng)處于接收狀態(tài)時(shí)，雷達(dá)天線I將接收到的大部分能量匯聚到焦點(diǎn)處，設(shè)置在焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源2會(huì)接收到匯聚在焦點(diǎn)附近的大部分能量，通過收發(fā)饋線3、收發(fā)開關(guān)4、限副器6，最后傳輸?shù)降谝唤邮諜C(jī)7進(jìn)行放大，第一接收機(jī)7將得到的回波信息傳輸給信號(hào)處理終端系統(tǒng)，通過信號(hào)處理終端系統(tǒng)對(duì)第一接收機(jī)7傳輸?shù)幕夭ㄐ畔⑻幚砗螅瓿蓪?duì)目標(biāo)的探測(cè)任務(wù)。上述收發(fā)過程是常規(guī)雷達(dá)的探測(cè)方法，可以有效探測(cè)到距離為:C* ( τ + ΛΤ)/2盲區(qū)以外的回波。
[0022]進(jìn)一步地，所述發(fā)射機(jī)5通過收發(fā)饋源2進(jìn)行信號(hào)發(fā)射時(shí)，第二接收機(jī)10通過接收饋源8及接收饋線9接收到信號(hào)的功率不大于第二接收機(jī)10所能承受的功率。
[0023]當(dāng)在雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)附近再設(shè)置接收饋源8時(shí)，通過接收饋線9與第二接收機(jī)10連接，在發(fā)射機(jī)5發(fā)射期間，由于接收饋線通道與收發(fā)饋線通道不在同一個(gè)支路中，耦合到第二接收機(jī)10輸入端的功率Pm為:
[0024]PM=[Ps*(SJ/S)*K1+PH]*K0
[0025]其中:PS為雷達(dá)天線I向空間定向發(fā)射微波在天線口面等效面積中的功率。Sj為接收饋源8在天線口面中的功率投影面積。S為天線口面的功率投影面積。K1為接收饋源8對(duì)天線口面發(fā)射的微波的接收系數(shù)。Ph為包括收發(fā)饋源2、收發(fā)饋線3、發(fā)射機(jī)5對(duì)接收饋源8通過空間耦合的微波功率。Ktl為接收饋線9的損耗系數(shù)。
[0026]由于接收饋源8在天線口面中的功率投影面積與天線口面的功率投影面積之比是很小的，耦合到的功率[PsMSpZShK1]是不大的。對(duì)于空間耦合的功率Ph也是很小的，而且總的功率還可以通過接收饋線9的損耗系數(shù)Ktl來調(diào)節(jié)，因此完全可以確保在發(fā)射機(jī)5發(fā)射期間輸入到第二接收機(jī)10輸入端的功率小于或等于第二接收機(jī)10所能承受的功率，從而可以不用設(shè)置限幅器件類的微波保護(hù)器件，避免出現(xiàn)收發(fā)饋線通道中出現(xiàn)“恢復(fù)時(shí)間”以阻礙第一收機(jī)接7接收信號(hào)的情況發(fā)生。接收饋源8可通過接收饋線9直接與第一接收機(jī)10連接。當(dāng)發(fā)射脈沖寬度τ時(shí)間后就可以通過第二接收機(jī)10接收天線反射回來的微波信號(hào)了，因此在探測(cè)距離方面盲區(qū)只有:C* τ /2。
[0027]接收饋源8接收信號(hào)時(shí)，輸入到第二接收機(jī)10的回波信號(hào)功率Pin:
[0028]Pin= Pi* K2* K0
[0029]其中Ti為雷達(dá)天線I接收到的回波功率；K2為接收饋源8的接收系數(shù)。
[0030]雖然雷達(dá)天線I接收到的回波功率大部分集中在雷達(dá)天線的焦點(diǎn)處，但實(shí)際上是集中在焦點(diǎn)處的一個(gè)具有一定面積的“功率斑點(diǎn)”，接收饋源8就設(shè)置在收發(fā)饋源2附近，接收饋源8的接收系數(shù)不會(huì)太小。而且與最遠(yuǎn)距離的回波的各種衰減比較，接收系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)距離的回波衰減，近距離回波的反射功率也很強(qiáng)，可以確保輸入到第二接收機(jī)10的回波信號(hào)功率Pin遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二接收機(jī)10的靈敏度，因此，可以對(duì)近距離的目標(biāo)進(jìn)行有效探測(cè)。
[0031]這種狀態(tài)盲區(qū)與常規(guī)雷達(dá)相比減少了 C* Δ Τ/2。比如，當(dāng)發(fā)射機(jī)5的發(fā)射脈沖寬度是0.1 μ S，起保護(hù)作用的限幅器6的“恢復(fù)時(shí)間”是2 μ S，那么現(xiàn)有的雷達(dá)探測(cè)就無法對(duì)315m范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，但通過本實(shí)用新型實(shí)施例的方案進(jìn)行探測(cè)時(shí)，就可探測(cè)到15m外的目標(biāo)(僅是發(fā)射脈沖寬度引起的探測(cè)盲區(qū))。
[0032]雖然C* Δ T/2的距離(上述實(shí)例中為300m)對(duì)雷達(dá)總的探測(cè)距離似乎微不足道，但在許多特殊的應(yīng)用場(chǎng)合卻很重要。比如，昆蟲探測(cè)雷達(dá)當(dāng)天線垂直向上探測(cè)時(shí)，由于大部分昆蟲分布在低空飛行，按原來的探測(cè)技術(shù)是無法探測(cè)到的，就會(huì)失去很多回波信息。
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述雷達(dá)天線I包括前饋式雷達(dá)天線、后饋式雷達(dá)天線或偏饋式雷達(dá)天線。
[0034]如圖2所示:進(jìn)一步地，本實(shí)用新型包括雷達(dá)天線I及位于所述雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源2 ;在鄰近所述雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線I焦點(diǎn)處的接收饋源8，所述接收饋源8通過接收饋線9及微波選通開關(guān)11與收發(fā)饋線通道內(nèi)的第一接收機(jī)7的輸入端連接。
[0035]所述微波選通開關(guān)11可以為多選一選擇器，接收饋線通道接收到的回波信息可以通過第一接收機(jī)7傳輸?shù)叫盘?hào)處理終端系統(tǒng)，收發(fā)饋線通道也可以將接收到的回波信息通過第一接收機(jī)7傳輸?shù)叫盘?hào)處理終端系統(tǒng)。所述信號(hào)處理終端系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)中常用的信號(hào)處理設(shè)備，此處不再贅述。當(dāng)?shù)谝唤邮諜C(jī)7通過微波選通開關(guān)11與接收饋源8、接收饋線9連接，且接收回波信號(hào)時(shí)，第一接收機(jī)7通過接收饋源8及接收饋線9接收到信號(hào)的功率不大于第一接收機(jī)7所能承受的功率，具體說明可以參考上述對(duì)第二接收機(jī)10的說明，此處不再贅述。
[0036]所述第一接收機(jī)7的輸入端通過微波選通開關(guān)11還與收發(fā)饋線通道的限幅器6的輸出端連接，限幅器6的輸入端與收發(fā)開關(guān)4連接，收發(fā)開關(guān)4與發(fā)射機(jī)5連接，收發(fā)開關(guān)4通過收發(fā)饋線3與收發(fā)饋源2連接。
[0037]—種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的方法，所述近距離探測(cè)的方法包括如下步驟:
[0038]a、在雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處設(shè)置收發(fā)饋線通道，并在雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括接收饋源8及接收饋線9，接收饋源8通過接收饋線9與接收機(jī)系統(tǒng)連接；
[0039]所述接收機(jī)系統(tǒng)包括第一接收機(jī)7及第二接收機(jī)10，接收饋源8通過接收饋線9與第二接收機(jī)10的輸入端連接，第一接收機(jī)7的輸入端連接限幅器6，限幅器6與收發(fā)開關(guān)4連接，收發(fā)開關(guān)4與發(fā)射機(jī)5連接，且收發(fā)開關(guān)4通過收發(fā)饋線3與收發(fā)饋源2連接。
[0040]另一種實(shí)施方式中，接收機(jī)系統(tǒng)僅包括第一接收機(jī)7，所述接收饋源8通過接收饋線9及微波選通開關(guān)11與收發(fā)饋線通道內(nèi)的第一接收機(jī)7的輸入端連接。所述第一接收機(jī)7的輸入端通過微波選通開關(guān)11還與收發(fā)饋線通道的限幅器6的輸出端連接，限幅器6的輸入端與收發(fā)開關(guān)4連接，收發(fā)開關(guān)4與發(fā)射機(jī)5連接，收發(fā)開關(guān)4通過收發(fā)饋線3與收發(fā)饋源2連接。
[0041]b、收發(fā)饋線通道的發(fā)射機(jī)5通過收發(fā)饋源2向雷達(dá)天線I輻射微波能量，雷達(dá)天線I將大功率的微波能量向空間定向輻射出去；
[0042]具體發(fā)射過程為,發(fā)射機(jī)5發(fā)射出的大功率脈沖信號(hào)經(jīng)收發(fā)開關(guān)4、收發(fā)饋線3輸出到收發(fā)饋源2后向雷達(dá)天線I輻射微波能量，雷達(dá)天線I再將大功率的微波能量向空間定向輻射出去。
[0043]C、當(dāng)經(jīng)過發(fā)射機(jī)5發(fā)射出大功率脈沖信號(hào)的發(fā)射脈沖寬度后且在達(dá)到收發(fā)饋線通道的限幅器6的恢復(fù)時(shí)間前，通過接收饋源8接收雷達(dá)天線I反射回來的微波信號(hào)，并通過接收饋線9將接收饋源8接收的回波信號(hào)通過接收機(jī)系統(tǒng)傳輸至信號(hào)處理終端系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離目標(biāo)的探測(cè)；
[0044]由上述可知，當(dāng)發(fā)射機(jī)5發(fā)射大功率的脈沖信號(hào)時(shí)，限幅器6需要經(jīng)過一個(gè)恢復(fù)時(shí)間才能進(jìn)行工作，恢復(fù)時(shí)間為AT。在達(dá)到限幅器6的恢復(fù)時(shí)間前，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離目標(biāo)的探測(cè)，需要通過接收饋線通道的接收饋源8及接收饋線9將回波信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)系統(tǒng)，并通過接收機(jī)系統(tǒng)傳輸至信號(hào)處理終端系統(tǒng)，由信號(hào)處理終端系統(tǒng)對(duì)接收饋源8接收的回波信號(hào)處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離目標(biāo)的探測(cè)。
[0045]d、當(dāng)經(jīng)過限幅器6的恢復(fù)時(shí)間后，通過收發(fā)饋線通道接收雷達(dá)天線I反射回來的微波信號(hào)，經(jīng)過限幅器6將接收的回波信號(hào)通過接收機(jī)系統(tǒng)傳輸至信號(hào)處理終端系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所需距離目標(biāo)的探測(cè)。
[0046]所述步驟d中，在通過收發(fā)饋線通道接收雷達(dá)天線I反射回來的微波信號(hào)，經(jīng)過限幅器6將接收的回波信號(hào)通過接收機(jī)系統(tǒng)傳輸至信號(hào)處理終端系統(tǒng)的同時(shí)，信號(hào)處理終端系統(tǒng)還接收通過接收饋源8、接收饋線9傳輸?shù)幕夭ㄐ盘?hào)。通過收發(fā)饋線通道接收的回波信號(hào)在經(jīng)過信號(hào)處理終端系統(tǒng)處理后，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)。在具體實(shí)施時(shí)，信號(hào)處理終端系統(tǒng)在進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)時(shí)，可以即通過收發(fā)饋線通道的回波信號(hào)進(jìn)行處理得到，也可以通過接收饋線通道的回波信號(hào)處理得到，信號(hào)處理終端系統(tǒng)對(duì)回波信號(hào)的處理過程為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0047]所述收發(fā)饋源2及接收饋源8繞同一軸高速旋轉(zhuǎn)，得到以收發(fā)饋源2為通道的收發(fā)波束的圓錐掃描，以及以接收饋源8為通道的接收波束的圓錐掃描。
[0048]如圖3所示，O點(diǎn)為雷達(dá)天線I的中心，OF是雷達(dá)天線I的中心軸的指向(即法線方向)，以收發(fā)饋源2為通道的收發(fā)波束的指向是0A，與雷達(dá)天線I的法線之間的夾角設(shè)為α ;以接收饋源7為通道的接收波束指向是0C，與雷達(dá)天線I的法線之間的夾角設(shè)為β。當(dāng)收發(fā)饋源1、接收饋源8圍繞著雷達(dá)天線I的法線以角速度ω高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，則有兩個(gè)波束分別以夾角α和β圍繞著天線法線做角速度為ω的高速圓錐掃描。
[0049]雷達(dá)天線波束的特性(波束寬度、方向性、增益等性能指標(biāo))和天線形式、收發(fā)饋源
2、接收饋源8與雷達(dá)天線I焦距的空間位置有關(guān)。由于接收饋源8比收發(fā)饋源2遠(yuǎn)離雷達(dá)天線I的中心線，這會(huì)導(dǎo)致夾角β稍大于夾角α，這些特性更有利于對(duì)近距離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)。
[0050]假設(shè)α=0.1°，當(dāng)投影距離為L (假設(shè)為2000m)處，有一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體M (比如昆蟲M)從圖3所示方向飛過雷達(dá)天線I的正前方，若雷達(dá)天線I的轉(zhuǎn)速ω和雷達(dá)發(fā)射頻率的組合恰好可以讓波束OA (夾角為α )在每轉(zhuǎn)中正對(duì)移動(dòng)物體M進(jìn)行兩次掃描，這樣可以很好地計(jì)算出移動(dòng)物體M的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。若在投影距離R (假設(shè)為150m)處有一個(gè)運(yùn)動(dòng)特性完全一樣的運(yùn)動(dòng)物體N (比如昆蟲N)按圖3所示方向飛過雷達(dá)天線I的正前方，若繼續(xù)用波束OA進(jìn)行探測(cè)，顯然除了探測(cè)盲區(qū)的因素外，從空間關(guān)系上可以發(fā)現(xiàn)，波束對(duì)目標(biāo)沒有進(jìn)行有效照射，探測(cè)性能無法保證。只有用波束OC (B卩:以較大夾角β)進(jìn)行圓錐掃描才有可能進(jìn)行有效探測(cè)。
[0051]夾角β的值與重點(diǎn)探測(cè)的距離R、天線轉(zhuǎn)速ω、發(fā)射的頻率以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度V有關(guān)。因此，可以根據(jù)需要合理設(shè)置接收饋源8的空間位置，調(diào)整其接收波束的夾角β至理想的位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效探測(cè)。對(duì)于需要對(duì)多段重點(diǎn)距離的目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，可以增設(shè)多個(gè)類似于接收饋源8和第二接收機(jī)10的接收通道來實(shí)現(xiàn)。
[0052]圖3中，假設(shè)天線的轉(zhuǎn)速ω (轉(zhuǎn)/秒)與發(fā)射頻率的組合恰好可以讓波束OC在每轉(zhuǎn)中正對(duì)運(yùn)動(dòng)物體N進(jìn)行兩次掃描，兩次掃描的時(shí)間T=0.5/ ω，則波束OC的夾角β，則有
[0053]β = arctg (V/ ω /2/R)
[0054]若波束OA (夾角為α )也恰好可以在每轉(zhuǎn)中正對(duì)運(yùn)動(dòng)物體M進(jìn)行兩次掃描，則β和α的關(guān)系為:
[0055]β =arctg (L.tg a /R)
[0056]設(shè)L=2000m, α =0.1。，R=150m，貝丨J:
[0057]β =arctg (2000.tg0.1/150) =1.33。。
[0058]在雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域，往往認(rèn)為:1)、對(duì)雷達(dá)探測(cè)距離的研究重點(diǎn)是對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測(cè)。2)、饋源偏離天線焦點(diǎn)會(huì)降低雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)性能；3)、大夾角的圓錐掃描波束，無論對(duì)精密跟蹤雷達(dá)或其它用途的雷達(dá)而言意義不大。
[0059]本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過在雷達(dá)天線I的焦點(diǎn)處同時(shí)設(shè)置接收饋線通道與收發(fā)饋線通道，通過接收饋線通道在達(dá)到限幅器6的恢復(fù)時(shí)間前接收反射回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)近距離的目標(biāo)探測(cè)，不僅改變了以往的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，還可以拓寬雷達(dá)天饋線研究的新領(lǐng)域、延伸出新的研究課題，據(jù)此可開發(fā)出新的雷達(dá)品種。
[0060]本實(shí)用新型在共用同一副天線的前提下，通過設(shè)置至少一路接收饋線通道，避免使用起保護(hù)作用的限幅器6，實(shí)現(xiàn)對(duì)極近距離目標(biāo)的探測(cè)；通過設(shè)置接收饋線通道的接收饋源8的空間位置，合理調(diào)整接收波束偏離天線法線方向的夾角，并與收發(fā)饋線通道共同做圓錐掃描的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)特性的有效探測(cè)，可以解決大功率雷達(dá)探測(cè)盲區(qū)過大的技術(shù)難題，提高對(duì)極近距離目標(biāo)的探測(cè)能力，在提高探測(cè)性能的同時(shí)還可降低成本，達(dá)到意想不到的探測(cè)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，包括雷達(dá)天線(I)及位于所述雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源(2);其特征是:在鄰近所述雷達(dá)天線(I)的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的接收饋源(8)，所述接收饋源(8)通過接收饋線(9)與第二接收機(jī)(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述收發(fā)饋線通道還包括收發(fā)開關(guān)(4)、發(fā)射機(jī)(5)、限幅器(6)及第一接收機(jī)(7)，收發(fā)開關(guān)(4)通過收發(fā)饋線(3)與收發(fā)饋源(2)連接，收發(fā)開關(guān)(4)與發(fā)射機(jī)(5)連接，且收發(fā)開關(guān)(4)通過限幅器(6)與第一接收機(jī)(7)的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述發(fā)射機(jī)(5)通過收發(fā)饋源(2)進(jìn)行信號(hào)發(fā)射時(shí)，第二接收機(jī)(10)通過接收饋源(8)及接收饋線(9)接收到信號(hào)的功率不大于第二接收機(jī)(10)所能承受的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述雷達(dá)天線(I)包括前饋式雷達(dá)天線、后饋式雷達(dá)天線或偏饋式雷達(dá)天線。
5.一種用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，包括雷達(dá)天線(I)及位于所述雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的收發(fā)饋線通道；所述收發(fā)饋線通道包括位于雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的收發(fā)饋源(2);其特征是:在鄰近所述雷達(dá)天線(I)的焦點(diǎn)處設(shè)置至少一路接收饋線通道，所述接收饋線通道包括鄰近雷達(dá)天線(I)焦點(diǎn)處的接收饋源(8)，所述接收饋源(8)通過接收饋線(9)及微波選通開關(guān)(11)與收發(fā)饋線通道內(nèi)的第一接收機(jī)(7)的輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用雙路饋線實(shí)現(xiàn)大功率雷達(dá)近距離探測(cè)的系統(tǒng)，其特征是:所述第一接收機(jī)(7)的輸入端通過微波選通開關(guān)(11)還與收發(fā)饋線通道的限幅器(6)的輸出端連接，限幅器(6)的輸入端與收發(fā)開關(guān)(4)連接，收發(fā)開關(guān)(4)與發(fā)射機(jī)(5)連接，收發(fā)開關(guān)(4 )通過收發(fā)饋線(3 )與收發(fā)饋源(2 )連接。
【文檔編號(hào)】G01S7/02GK203630358SQ201320839742
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】張鹿平 申請(qǐng)人:張鹿平