一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法，針對寬范圍、高精度的雷達系統(tǒng)設計問題，步驟如下：1、通過波形和時序設計，使遠距離測量發(fā)射和接收分時工作，近距離測量采用大帶寬、時寬信號，發(fā)射接收同時工作；2、采用發(fā)射通路、接收通路隔離設計，保證有效的采集接收回波；3、發(fā)射泄露信號剔除技術，抑制近距發(fā)射泄露信號對回波檢測的影響。本發(fā)明采用脈沖雷達實現(xiàn)了測量范圍15m-16km、測量精度120m以上0.33%*R，120m以下0.4m。
【專利說明】一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)，屬于空間微波雷達測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]微波測距雷達項目研制來源于探月二期工程中嫦娥三號GNC分系統(tǒng)微波測距測速敏感器的型號研制，為著陸下降過程提供距離信息，測量范圍要求15m-16km，精度要求120m 以上 0.33%*R，120m 以下 0.4m。
[0003]目前遠距離雷達主要選用脈沖體制，近距雷達測量技術主要有調頻連續(xù)波和窄脈沖測量技術。
[0004]脈沖測量技術是通過計算接收信號與發(fā)射信號的延時來測量距離，通過波形設計，使得發(fā)射波門、接收波門在時間上不重合，避免發(fā)射鏈路干擾接收鏈路，便于提高發(fā)射功率，增加作用距離。
[0005]調頻連續(xù)波測距是通過發(fā)射信號和回波信號的差頻獲得距離，由于發(fā)射通道、接收通道同時工作，接收通道會受到發(fā)射泄露信號影響，當回波信號被淹沒在發(fā)射泄露信號中時，調頻連續(xù)波體制雷達無法工作。因此調頻連續(xù)波測距技術主要用于近距測量，且工作原理與脈沖延時測距不同，兩種體制合成比較困難，不能實現(xiàn)整個著陸過程要求的15m-16km作用范圍。
[0006]窄脈沖測量技術屬于脈沖測量技術的一種，設計要求發(fā)射波門、接收波門在時間上不重合，因此最近距離決定了最大脈沖寬度，測量距離越近，發(fā)射波門越窄。窄脈沖測量技術一方面由于發(fā)射脈沖窄，導致占空比低，進而影響測量距離；另一方面，由于脈沖窄，其調制帶寬較低，因此測量精度低。
[0007]按照著陸過程測距要求近距測量至15m，120m以下測量精度0.4m,經(jīng)分析要同時滿足測量范圍和測量精度，測距脈沖寬度需小于100ns，信號帶寬大于100M，即調頻斜率大于l*1015Hz/s，工程上很難實現(xiàn)。
[0008]窄脈沖近距測量可以通過頻率步進綜合合成大帶寬信號，但其處理方式與普通脈沖測距處理方式有較大差異，難以實現(xiàn)遠、近距離統(tǒng)一設計。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的技術解決問題:克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法，通過波形和時序設計，將脈沖測距與泄露對消技術結合，在工程可實現(xiàn)的前提下，提高發(fā)射、接收隔離度，使用脈沖體制實現(xiàn)遠、近距高精度脈沖測距。
[0010]本發(fā)明技術解決方案:
[0011]一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法，實現(xiàn)方式如下:
[0012](I)雷達發(fā)射通道發(fā)射信號與雷達接收通道接收信號同時進行，接收天線范圍覆蓋發(fā)射通道使得發(fā)射泄露的線性調頻信號完整接收；[0013]所述雷達發(fā)射信號采用寬脈沖波形，時寬大于3us、信號帶寬大于IOOMHz ;
[0014](2)采用收發(fā)天線分置，通過增益控制和收發(fā)通道隔離保證接收和發(fā)射通道隔離度；
[0015]所述發(fā)射天線采用階梯喇機天線，所述接收天線采用光壁喇πΛ天線進而實現(xiàn)天線高隔離度；
[0016](3)發(fā)射通道泄露信號剔除:
[0017]設發(fā)射信號為S (t):
[0018]
【權利要求】
1.一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法，其特征在于實現(xiàn)方式如下: (1)雷達發(fā)射通道發(fā)射信號與雷達接收通道接收信號同時進行，接收天線范圍覆蓋發(fā)射通道使得發(fā)射泄露的線性調頻信號完整接收； 所述雷達發(fā)射信號采用寬脈沖波形，時寬大于3US、信號帶寬大于IOOMHz ; (2)采用收發(fā)天線分置，通過增益控制和收發(fā)通道隔離保證接收和發(fā)射通道隔離度； 所述發(fā)射天線采用階梯喇叭天線，所述接收天線采用光壁喇叭天線進而實現(xiàn)天線高隔尚度; (3)發(fā)射通道泄露信號剔除: 設發(fā)射信號為s α):
2.根據(jù)權利要求1所述的一種寬范圍高精度微波測距雷達系統(tǒng)設計方法，其特征在于:所述測距雷達的發(fā)射和接收通道在電裝過程內壁貼吸波材料，外部蓋板縫隙涂導電膠，提高發(fā)射通道和接收通道的隔離度；波導裝配完成后涂導電膠，并用鑰絲包覆，減小波導泄露。
【文檔編號】G01S7/28GK103954937SQ201410142946
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權日:2014年4月10日
【發(fā)明者】劉瑞冬, 譚小敏, 黨紅杏, 王科, 張愛軍, 牛文博, 孫嘉 申請人:西安空間無線電技術研究所