本發(fā)明涉及雷達(dá)掃描技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)裝置及其探測(cè)方法。

背景技術(shù)：

鳥類是航空器飛行安全的天敵之一，自航空器出現(xiàn)以來(lái)，鳥擊事件就頻繁發(fā)生，造成的損失令人痛心疾首。目前，國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)已經(jīng)將鳥擊事件列為“A類”航空災(zāi)難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北美地區(qū)鳥類對(duì)軍航、民航造成的年損失達(dá)數(shù)十億，歐洲飛機(jī)起降每萬(wàn)次平均鳥擊次數(shù)達(dá)到5.7次，中國(guó)大陸地區(qū)，一年發(fā)生的鳥擊事件就超過(guò)500起，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)五千萬(wàn)人民幣。

另外，近年來(lái)小型無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展與其管理的嚴(yán)重滯后，讓無(wú)人機(jī)黑飛成為了航空器飛行安全的又一個(gè)威脅。2013年底，一架無(wú)人機(jī)闖進(jìn)首都機(jī)場(chǎng)空域，導(dǎo)致多個(gè)航班延誤。2014年7月，倫敦一架無(wú)人機(jī)與空客A320擦肩而過(guò)，險(xiǎn)些釀成航空災(zāi)難。據(jù)FAA統(tǒng)計(jì)，2015年無(wú)人機(jī)影響飛行的事件超過(guò)1000例，是2014年的4倍。

目前，飛鳥、小型無(wú)人機(jī)等低空慢速小目標(biāo)目前的探測(cè)手段有限，價(jià)格昂貴，難以達(dá)到快速三維定位、高數(shù)據(jù)率、全天時(shí)全天候工作要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)裝置，包括圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線、綜合控制器、發(fā)射波形產(chǎn)生單元、若干發(fā)射組件、若干幅度相位加權(quán)單元、數(shù)字信號(hào)處理單元。

所述綜合控制器、信號(hào)產(chǎn)生單元、發(fā)射波形產(chǎn)生單元順次連接，各個(gè)發(fā)射組件連接均與發(fā)射波形產(chǎn)生單元連接。

所述綜合控制器用于發(fā)送控制指令到信號(hào)產(chǎn)生單元，并設(shè)置掃描模式，根據(jù)不同的掃描模式控制各個(gè)發(fā)射組件及對(duì)應(yīng)開關(guān)、陣元工作，并將數(shù)字信號(hào)處理單元形成的目標(biāo)點(diǎn)航跡報(bào)文進(jìn)行輸出。

所述圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線的表面分布有M*L陣元，其中，圓柱面天線有M個(gè)列線陣，每個(gè)列線陣上有L個(gè)陣元；所述M、L為正整數(shù)，每個(gè)陣元均具能夠進(jìn)行電磁波信號(hào)的發(fā)送與接收，每個(gè)陣元為接收雷達(dá)回波的一個(gè)通道,，每個(gè)列線陣對(duì)應(yīng)一個(gè)L通道回波下變頻單元。

所述發(fā)射組件具有N個(gè)，所述N為圓柱面相控陣?yán)走_(dá)同一時(shí)刻工作的列線陣個(gè)數(shù)，每個(gè)發(fā)射組件具有Q個(gè)開關(guān)，所述Q=M/N; 每個(gè)開關(guān)對(duì)應(yīng)連接一個(gè)幅度相位加權(quán)單元；所述發(fā)射組件用于產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)，并通過(guò)開關(guān)的開、合控制，選擇其中一個(gè)列線陣工作，通過(guò)幅度相位加權(quán)單元，控制發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)弱和相位，通過(guò)陣元發(fā)射雷達(dá)電磁波信號(hào)。

幅度相位加權(quán)單元包含一個(gè)可調(diào)節(jié)衰減器和一個(gè)可調(diào)節(jié)移相器，用于控制對(duì)應(yīng)列線陣輸出的雷達(dá)信號(hào)的強(qiáng)弱和相位，形成空間發(fā)射波束，實(shí)現(xiàn)不同俯仰角有不同的波束覆蓋。

所述信號(hào)產(chǎn)生單元用于根據(jù)綜合控制器的控制指令產(chǎn)生本振信號(hào)及參考信號(hào)。

所述發(fā)射波形產(chǎn)生單元根據(jù)本振信號(hào)及參考信號(hào)產(chǎn)生雷達(dá)發(fā)射射頻信號(hào)，并將發(fā)射信號(hào)被均分為N路信號(hào)，分別輸入到N個(gè)發(fā)射組件。

數(shù)字波束形成單元根據(jù)不同陣元回波數(shù)據(jù)以及陣元的序號(hào)，對(duì)陣元基帶信號(hào)解析對(duì)齊，然后進(jìn)行數(shù)字波束形成，分別合成俯仰方位多波束、和差波束，并將合成的數(shù)字波束輸出到數(shù)字信號(hào)處理單元。

數(shù)字信號(hào)處理單元用于對(duì)合成的數(shù)字波束回波信號(hào)進(jìn)行處理，提取出目標(biāo)信息，并形成目標(biāo)點(diǎn)航跡報(bào)文，并將報(bào)文傳輸給綜合控制器。

進(jìn)一步的，所述掃描模式包括順序掃描模式、凝視掃描模式；所述順序掃描模式為沿方位波束編號(hào)進(jìn)行順次掃描，所述凝視掃描模式為根據(jù)指定的方位波束編號(hào)及掃描時(shí)間進(jìn)行跳躍掃描。

上述低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)裝置的目標(biāo)探測(cè)過(guò)程包括如下步驟：

步驟一：將所述圓柱面相控陣?yán)走_(dá)每列陣元稱為一個(gè)列線陣，天線列線陣按順序分別編號(hào)為1、2、3.....M；按照列線陣順序編號(hào)方向，分別將各個(gè)方位波束編號(hào)為方位波束1、方位波束2........ 方位波束M，各個(gè)方向波束對(duì)應(yīng)不同的工作列線陣。

步驟二：將各個(gè)發(fā)射組件分別編號(hào)為T1、T2、T3....... TN，并將各個(gè)發(fā)射組件與其Q個(gè)開關(guān)、Q個(gè)列線陣的編號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)。

其中，T1的開關(guān)為K_T1-1、K_T1-2、…、K_T1-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為1、N+1、2N+1、…、(Q-1)N+1；T2的開關(guān)為K_T2-1、K_T2-2、…、K_T2-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為2、N+2、2N+2、…、(Q-1)N+2；…；TN的開關(guān)為K_TN-1、K_TN-2、…、K_TN-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為N、2N、3N、…、QN。

步驟三：確定雷達(dá)的工作模式是順序掃描模式還是凝視掃描模式，根據(jù)掃描的方位波位編號(hào)，調(diào)整各個(gè)方位波位對(duì)應(yīng)的掃描順序、掃描駐留時(shí)間。

步驟四：按步驟三確定的掃描方式開始掃描。

如需要掃描方位波束1，在方位波束1的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上的開關(guān)為：K_T1-1、K_T2-1、…、K_TN-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為1,2,…,N的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束1指向。

如需要掃描方位波束2，在方位波束2的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上開關(guān)K_T2-1、…、K_TN-1、K_T1-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為2,3,…,N+1的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束2指向。

如需要掃描方位波束3，在方位波束3的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上開關(guān)K_T3-1…、K_TN-1、K_T1-2、K_T2-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為3,4,…,N+2的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束3指向。

如需要掃描方位波束4，在掃描方位波束4的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上開關(guān)K_T4-1…、K_TN-1、K_T1-2、K_T2-2、K_T3-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為4,5,…,N+3的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束4指向。

……

如需要掃描方位波束M-1，在掃描方位波束M-1的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上開關(guān)K_T(N-1)-Q、K_TN-Q、K_T1-1、…、K_T(N-2)-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為M-1,M,1，…,N-2的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束M-1指向。

如需要掃描方位波束M，在掃描方位波束M的掃描持續(xù)時(shí)間時(shí)，合上開關(guān)K_TN-Q、K_T1-1、K_T2-1、…、K_T(N-1)-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為M,1，…,N-1的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束M指向。

進(jìn)一步的，在步驟四中，每個(gè)合上的開關(guān)所對(duì)應(yīng)幅度相位加權(quán)單元將輸入信號(hào)分為L(zhǎng)路信號(hào)，根據(jù)不同方位指向，俯仰波束威力覆蓋要求，調(diào)整每路信號(hào)的幅度和相位，使得輸出的波束能夠在俯仰方向形成多個(gè)固定波束，以實(shí)現(xiàn)不同俯仰角有不同的波束覆蓋。

進(jìn)一步的，在步驟三中，工作的列線陣向空間輻射出由發(fā)射網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，當(dāng)電磁波信號(hào)遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)反射回來(lái)，每個(gè)陣元單獨(dú)接收來(lái)自空間的目標(biāo)回波。

進(jìn)一步的，還包括步驟五：工作的列線陣接受目標(biāo)回波，輸入到數(shù)字波束形成單元，數(shù)字波束形成單元根據(jù)不同陣元回波數(shù)據(jù)以及陣元的序號(hào)，對(duì)陣元基帶信號(hào)解析對(duì)齊，然后進(jìn)行數(shù)字波束形成，分別合成俯仰多波束、方位和差波束，并將合成的數(shù)字波束回波信號(hào)輸出到數(shù)字信號(hào)處理單元。

進(jìn)一步的，還包括步驟六：數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)合成的數(shù)字波束回波信號(hào)進(jìn)行處理，從俯仰多波束、方位和波束、差波束中，提取出目標(biāo)信息。

進(jìn)一步的，步驟六中，目標(biāo)信息包括目標(biāo)的俯仰角、方位角、距離、方位、速度。

進(jìn)一步的，步驟六中，數(shù)字信號(hào)處理單元還對(duì)目標(biāo)點(diǎn)跡、航跡信息進(jìn)行提取，形成目標(biāo)的點(diǎn)航跡信息。

進(jìn)一步的，還包括步驟七：數(shù)字信號(hào)處理單元將提取出來(lái)的目標(biāo)信息或目標(biāo)信息與點(diǎn)航跡信息形成報(bào)文，傳輸給綜合控制器，并由綜合控制器將輸出報(bào)文。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線波束方位電掃描，幅度相位加權(quán)單元實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波束俯仰多波束覆蓋，多通道回波接收與數(shù)字波束形成得到方位和差波束、俯仰多波束，實(shí)現(xiàn)低空慢速小目標(biāo)三維快速定位。

附圖說(shuō)明

圖1為低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)原理框圖。

圖2為低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)原理框圖。

圖3為圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線三維示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明所述低空慢速小目標(biāo)探測(cè)雷達(dá)裝置包括圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線、綜合控制器、發(fā)射波形產(chǎn)生單元、若干發(fā)射組件、若干幅度相位加權(quán)單元、數(shù)字信號(hào)處理單元。所述綜合控制器、信號(hào)產(chǎn)生單元、發(fā)射波形產(chǎn)生單元順次連接，發(fā)射波形產(chǎn)生單元與各個(gè)發(fā)射組件連接。

下面對(duì)各個(gè)部分的功能進(jìn)行介紹。

1. 圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線

圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線外表面分布M*L個(gè)陣元。其中，圓形橫截面的圓周分布M個(gè)陣元，豎直方向上每個(gè)列線陣具有L個(gè)陣元；所述M、L為預(yù)先規(guī)定的整數(shù)，每個(gè)陣元均具能夠進(jìn)行電磁波信號(hào)發(fā)送與接收，每個(gè)陣元單獨(dú)接收雷達(dá)信號(hào)，每列線陣對(duì)應(yīng)一個(gè)L通道回波下變頻單元。

圖2為圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線的三維立體圖，圖中點(diǎn)狀物表示天線陣元，依次分布在圓柱表面上，每一列為一個(gè)線陣列。圖3為本雷達(dá)天線在XOY面的剖面圖和XOZ面的剖面圖，天線陣元XOY平面的剖面圖為一個(gè)圓，列線陣依次編號(hào)為1,2,3,…,M-1,M，天線陣元在XOZ面的剖面圖為一列線陣，陣元依次編號(hào)為1,2,…,L。所述M、L為預(yù)先規(guī)定的整數(shù)，每個(gè)陣元均具能夠進(jìn)行信號(hào)發(fā)送與接收，每列陣元對(duì)應(yīng)一個(gè)L通道回波下變頻單元。

工作的列線陣處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，向空間輻射出由發(fā)射網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)。當(dāng)信號(hào)遇到無(wú)人機(jī)、飛鳥目標(biāo)時(shí)會(huì)反射回電磁波，并且目標(biāo)會(huì)對(duì)電磁波回波進(jìn)行調(diào)制。當(dāng)列線陣處于接收狀態(tài)時(shí)，每個(gè)陣元單獨(dú)接收來(lái)自空間的目標(biāo)回波。

2.發(fā)射組件

所述發(fā)射組件個(gè)數(shù)為N，所述N為圓柱面相控陣?yán)走_(dá)同一時(shí)刻工作的列線陣個(gè)數(shù)，每個(gè)發(fā)射組件具有Q個(gè)開關(guān); 每個(gè)開關(guān)對(duì)應(yīng)連接一個(gè)幅度相位加權(quán)單元。

同一時(shí)刻天線有N列線陣同時(shí)工作，有N*L個(gè)陣元同時(shí)工作。每個(gè)發(fā)射組件對(duì)應(yīng)有Q個(gè)開關(guān)，所述Q= M/N，各個(gè)開關(guān)按規(guī)律斷開、合上。

為了方便理解，本發(fā)明對(duì)N個(gè)發(fā)射組件分別編號(hào)為T1、T2、T3....... TN。其中，開關(guān)T1對(duì)應(yīng)的開關(guān)編號(hào)為、K_T1-2、…、K_T1-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為1、N+1、2N+1、…、(Q-1)N+1；開關(guān)T2對(duì)應(yīng)的開關(guān)編號(hào)為K_T2-1、K_T2-2、…、K_T2-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為2、N+2、2N+2、…、(Q-1)N+2；…；開關(guān)TN對(duì)應(yīng)的開關(guān)編號(hào)為K_TN-1、K_TN-2、…、K_TN-Q，對(duì)[x1] 應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為N、2N、3N、…、QN。任何一個(gè)發(fā)射組件Tn(n=1,2,…,N)在同一時(shí)刻有且只有一個(gè)開關(guān)合上，其他開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，合上的開關(guān)具有電磁波信號(hào)發(fā)射功能。

3.幅度相位加權(quán)單元

每一個(gè)發(fā)射組件對(duì)應(yīng)Q個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)幅度相位加權(quán)單元。幅度相位加權(quán)單將開關(guān)要輸出的電磁波信號(hào)分為L(zhǎng)路信號(hào)，根據(jù)不同方位指向，俯仰波束威力覆蓋要求，調(diào)整每路信號(hào)的幅度和相位，使得輸出的波束能夠在俯仰方向形成多個(gè)固定波束，以實(shí)現(xiàn)不同俯仰角有不同的波束覆蓋。俯仰方向的波束覆蓋中俯仰方向波束的個(gè)數(shù)、波束寬度、覆蓋范圍可以設(shè)置。

每個(gè)陣元對(duì)應(yīng)一個(gè)接收變頻單元通道，每個(gè)列線陣對(duì)應(yīng)一L個(gè)通道回波下變頻單元，整個(gè)雷達(dá)天線有M個(gè)L通道的回波下變頻單元，但是同時(shí)工作的L通道回波下變頻單元僅N個(gè)。一個(gè)發(fā)射組件一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)只有一個(gè)列線陣工作，也只有一個(gè)L通道回波下變頻單元工作。L通道回波下變頻單元將線陣各陣元回波信號(hào)分別下變頻到基帶，并對(duì)回波采樣數(shù)字化處理，將采樣后的數(shù)字回波信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字波束形成單元。幅度相位加權(quán)單元、列線陣、L通道回波下變頻單元構(gòu)成了一個(gè)子陣。

4. 綜合控制器

所述綜合控制器用于發(fā)送控制指令到信號(hào)產(chǎn)生單元，并設(shè)置掃描模式，根據(jù)不同的掃描模式控制各個(gè)發(fā)射組件及對(duì)應(yīng)開關(guān)、陣元工作，且將數(shù)字信號(hào)處理單元傳輸過(guò)來(lái)的報(bào)文進(jìn)行輸出。

掃描模式包括順序掃描模式、凝視掃描模式。

所述依次掃描為沿方位波束編號(hào)進(jìn)行順次掃描，每個(gè)方位波束掃描時(shí)間相同。

所述跳躍掃描為根據(jù)預(yù)先指定的方位波束編號(hào)及掃描時(shí)間進(jìn)行掃描，每個(gè)方位波束掃描時(shí)間不一定相同。不同時(shí)刻可以讓波束指向同一個(gè)方向，掃描過(guò)程中波束指向并不是由波束1、波束2、…、波束M依次連續(xù)掃描，而是可以任意跳躍掃描。

5. 信號(hào)產(chǎn)生單元

所述信號(hào)產(chǎn)生單元用于根據(jù)綜合控制器的控制指令產(chǎn)生本振信號(hào)及參考信號(hào)。

6. 發(fā)射波形產(chǎn)生單元

所述發(fā)射波形產(chǎn)生單元用于根據(jù)本振信號(hào)及參考信號(hào)產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)，所述發(fā)射信號(hào)被均分為N路信號(hào)，分別輸入到N個(gè)發(fā)射組件。

7. 數(shù)字波束形成單元

數(shù)字波束形成單元用于根據(jù)不同陣元回波數(shù)據(jù)以及陣元的序號(hào)，對(duì)陣元基帶信號(hào)解析對(duì)齊，然后進(jìn)行數(shù)字波束形成，分別合成俯仰多波束、方位和差波束，并將合成的數(shù)字波束輸出到數(shù)字信號(hào)處理單元。

8. 數(shù)字信號(hào)處理單元

利用數(shù)字信號(hào)處理單元，對(duì)合成的數(shù)字波束回波信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)雜波進(jìn)行抑制和濾除，從俯仰多波束、方位和波束、差波束中，提取出目標(biāo)的俯仰角、方位角信息，經(jīng)過(guò)相干、非相干處理，提取出飛鳥、無(wú)人機(jī)慢速小目標(biāo)的距離、方位和速度信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的三維定位和飛行速度精確測(cè)量，同時(shí)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)跡、航跡進(jìn)行提取，形成目標(biāo)的點(diǎn)航跡信息。

上述信息均形成報(bào)文，傳輸給綜合控制器。

下面對(duì)本系統(tǒng)的工作方法進(jìn)行介紹。

步驟一：將圓柱面相控陣?yán)走_(dá)天線沿外表面圓周方向排列的各列陣元按順序分別編號(hào)為1、2、3.....M，每列陣元稱為列線陣；按照列線陣順序編號(hào)方向，分別將各個(gè)方位波束編號(hào)為方位波束1、方位波束2........ 方位波束M；

步驟二：將各個(gè)發(fā)射組件分別編號(hào)為T1、T2、T3....... TN，并將各個(gè)發(fā)射組件與其Q個(gè)開關(guān)、Q個(gè)列線陣編號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)；

其中，T1的開關(guān)K_{T1-1[x2] 、}K_T1-2、…、K_T1-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為1、N+1、2N+1、…、(Q-1)N+1；T2的開關(guān)為、[x3] K_T2-2、…、K_T2-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為2、N+2、2N+2、…、(Q-1)N+2；…；TN的開關(guān)為K_TN-1、K_TN-2、…、K_TN-Q，對(duì)應(yīng)的列線陣編號(hào)分別為N、2N、3N、…、QN；

步驟三：確定預(yù)先需要掃描的方位波束編號(hào)及各個(gè)方位波束對(duì)應(yīng)的掃描順序、掃描持續(xù)時(shí)間。

步驟四：按步驟三確定的掃描方式開始掃描。

如前所述，順序掃描模式為沿方位波束編號(hào)進(jìn)行順次掃描，每個(gè)方位波束掃描時(shí)間相同。跳躍掃描模式為根據(jù)并不按照方位波束編號(hào)掃描，且每個(gè)方位波束掃描時(shí)間不一定相同。下面分別對(duì)兩種模式的探測(cè)方法進(jìn)行介紹。

依次模式模式：

方位向依次掃描，每個(gè)方位駐留時(shí)間相等，各發(fā)射組件開關(guān)合上與斷開的規(guī)律為：

如圖2所示，將所有開關(guān)5按順序排列，用矩陣(1)的方式表達(dá)，更容易理解天線掃描與開關(guān)斷開與閉合的規(guī)律，矩陣(1)每一行表示每個(gè)發(fā)射組件對(duì)應(yīng)的開關(guān)編號(hào)，同一時(shí)刻，每一行有且僅有一個(gè)開關(guān)被選中。

(1)

掃描時(shí)刻1：合上的開關(guān)為：、K_T2-1、…、K_{TN-1[x4] ，}其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為1,2,…,N的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束1指向；

掃描時(shí)刻2：斷開開關(guān)K_T1-1，合上開關(guān)K_T2-1、…、K_TN-1、K_T1-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為2,3,…,N+1的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束2指向；

掃描時(shí)刻3：斷開開關(guān)，合上開關(guān)K_T3-1…、K_TN-1、K_T1-2、K_T2-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為3,4,…,N+2的N個(gè)列線陣正常工[x5] 作，得到方位波束3指向；

掃描時(shí)刻4:斷開開關(guān)KT3-1，合上開關(guān)、K_TN-1、K_T1-2、K_{T2-[x6] 2}、K_T3-2，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為4,5,…,N+3的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束4指向；

……

掃描時(shí)刻M-1:斷開開關(guān)，合上開關(guān)K_T(N-1)-Q、K_TN-Q、K_T1-1、…、K_T(N-2)-1，其余開關(guān)[x7] 均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為M-1,M,1，…,N-2的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束M-1指向；

掃描時(shí)刻M:斷開開關(guān)K_T(N-1)-Q，合上開關(guān)K、K_T1-1、K_T2-1、…、K_T(N-1)-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為M,1，…,N-1的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束M指向；[x8]

掃描時(shí)刻M+1:斷開開關(guān)K_TN-Q，合上開關(guān)K_T1-、K_T2-1、…、K[x9] _TN-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為1,2,…,N的N個(gè)列線陣正常工作，得到方位波束1指向；

不同時(shí)刻采用一組開關(guān)閉合，得到一個(gè)方位上的波束，實(shí)現(xiàn)該方位向依次電掃描，以M個(gè)方位波束掃描時(shí)間為一個(gè)雷達(dá)方位向掃描周期，實(shí)現(xiàn)波束方位依次周期掃描，波束由N個(gè)相鄰的列線陣產(chǎn)生。

凝視掃描模式

方位向跳躍掃描，每個(gè)方位駐留時(shí)間不等，不同時(shí)刻可以讓波束指向同一個(gè)方向，掃描過(guò)程中波束指向并不是由波束1、波束2、…、波束M依次連續(xù)掃描，而是可以任意跳躍掃描。掃描時(shí)開關(guān)閉合與斷開規(guī)律為：

掃描時(shí)刻T:波束指向?yàn)榈趍波束指向(0<m<M+1)，第m指向的波束產(chǎn)生方式與掃描模式時(shí)相同，即

方位波束1指向產(chǎn)生：合上的開關(guān)、K_T2-1、…、K_TN-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為1,2,…,N的N個(gè)列線陣正常工作；

方位波束2指向產(chǎn)生：合上開關(guān)K_T2-1、…、K_TN-1、K_{T1[x10] -2}，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為2,3,…,N+1的N個(gè)列線陣正常工作；

……

方位波束M-1指向產(chǎn)生：合上開關(guān)、K_TN-Q、K_T1-1、…、K_T(N-2)-1，其余開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，編號(hào)為M-1,M,1，…,N-2的N個(gè)列線陣正常工作；

方位波束M指向產(chǎn)生：合上開關(guān)K_TN-Q、K_{T1[x11] -1}、…、K_T(N-1)-1，其余開關(guān)均斷開，編號(hào)為M,1,…,N-1的N個(gè)列線陣正常工作。

凝視模式掃描主要用于對(duì)指定空域范圍內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)搜索，通過(guò)增加在每個(gè)方位的駐留時(shí)間，獲取更多的回波數(shù)量，進(jìn)而獲得高的積累增益，增加目標(biāo)的探測(cè)精度和對(duì)弱小目標(biāo)的探測(cè)概率。每個(gè)時(shí)刻的掃描波束由N個(gè)相鄰列線陣產(chǎn)生。

需要說(shuō)明的是，凝視掃描模式與順序掃描模式的區(qū)別僅在于掃描的方向波束并不一定是連續(xù)的，且掃描時(shí)間不等，但是在每個(gè)方向波束上掃描時(shí)，發(fā)射組件及其開關(guān)的工作模式相同。

在步驟四中，工作的列線陣向空間輻射出由發(fā)射網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，當(dāng)電磁波信號(hào)遇到目標(biāo)時(shí)會(huì)反射回來(lái)，每個(gè)陣元單獨(dú)接收來(lái)自空間的目標(biāo)回波。

在發(fā)射之前，每個(gè)合上的開關(guān)所對(duì)應(yīng)幅度相位加權(quán)網(wǎng)絡(luò)將輸入信號(hào)分為L(zhǎng)路信號(hào)，根據(jù)不同方位指向，俯仰波束威力覆蓋要求，調(diào)整每路信號(hào)的幅度和相位，使得輸出的波束能夠在俯仰方向形成多個(gè)固定波束，以實(shí)現(xiàn)不同俯仰角有不同的波束覆蓋。

步驟五：工作的列線陣接受目標(biāo)回波，輸入到數(shù)字波束形成單元，數(shù)字波束形成單元根據(jù)不同陣元回波數(shù)據(jù)以及陣元的序號(hào)，對(duì)陣元基帶信號(hào)解析對(duì)齊，然后進(jìn)行數(shù)字波束形成，分別合成俯仰多波束、方位和差波束，并將合成的波束輸出到數(shù)字信號(hào)處理單元。

步驟六：數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)合成的數(shù)字波束回波信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)雜波進(jìn)行抑制和濾除，從俯仰多波束、方位和波束、差波束中，提取出目標(biāo)的俯仰角、方位角信息，經(jīng)過(guò)相干、非相干處理，提取出飛鳥、無(wú)人機(jī)慢速小目標(biāo)的距離、方位和速度信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的三維定位和飛行速度精確測(cè)量。優(yōu)選的，還同時(shí)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)跡、航跡信息進(jìn)行提取，形成目標(biāo)的點(diǎn)航跡信息。

步驟七：數(shù)字信號(hào)處理單元將提取出來(lái)的目標(biāo)的距離、速度、方位角、俯仰角、點(diǎn)航跡信息報(bào)文傳輸給綜合控制器，并由綜合控制器將目標(biāo)報(bào)文輸出。