目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)及其方法。該方法包括以下步驟：接收m路射頻回波信號(hào)；將每路射頻回波信號(hào)分成n路，將n×m路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的n路波束信號(hào)；接收n路波束信號(hào)，將n路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的n路中頻信號(hào)；將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào)；一路信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)進(jìn)行氣象信號(hào)處理；將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。通過俯仰上采用多波束同時(shí)掃描、方位上機(jī)掃的方案在實(shí)現(xiàn)探測飛機(jī)等目標(biāo)的距離、方位、高度等坐標(biāo)信息的同時(shí)，完成了氣象信息的探測，大大提高了氣象數(shù)據(jù)率。本發(fā)明還涉及能實(shí)現(xiàn)該方法的一體化雷達(dá)系統(tǒng)。
【專利說明】目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)及目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，具體涉及空中飛行目標(biāo)的三維坐標(biāo)定位和氣象信息探測的一體化設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，多數(shù)三坐標(biāo)目標(biāo)搜索雷達(dá)通常都不具備指定空域的氣象探測能力，少數(shù)三坐標(biāo)目標(biāo)搜索雷達(dá)擁有氣象探測能力，但為了保證雷達(dá)的目標(biāo)搜索功能和氣象探測功能的實(shí)現(xiàn)，采用獨(dú)立的兩個(gè)工作模式，兩個(gè)模式只能進(jìn)行分時(shí)工作，即在進(jìn)行氣象探測的時(shí)候不進(jìn)行目標(biāo)搜索，或在目標(biāo)搜索的時(shí)候不進(jìn)行氣象探測，也就是說氣象信息探測和目標(biāo)搜索在同一時(shí)間內(nèi)只能保留一個(gè)，也就是在對(duì)覆蓋空域進(jìn)行氣象探測的同時(shí)喪失了對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索的能力，在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索的同時(shí)喪失了對(duì)覆蓋空域氣象信息的探測能力。
[0003]在氣候多變或重要飛行保障的區(qū)域，需要不間斷地檢測空中目標(biāo)的飛行坐標(biāo)信息和區(qū)域氣象信息，目前普遍的方法是使用兩臺(tái)雷達(dá)，一臺(tái)用于空中飛行目標(biāo)搜索引導(dǎo)，一臺(tái)用于對(duì)相應(yīng)空域進(jìn)行氣象探測，使用這種方法可以解決空中目標(biāo)三坐標(biāo)信息和氣象信息不能同時(shí)獲取的問題。
[0004]但同時(shí)布置兩套雷達(dá)設(shè)備也帶來了 3個(gè)新問題:一是增加了設(shè)備的購置和維護(hù)成本；二是兩臺(tái)雷達(dá)均需要配置操作維護(hù)人員增加了人力成本；三是兩臺(tái)雷達(dá)的陣地布置都需要一個(gè)無遮擋的空間，除了基地建設(shè)成本大幅度增加外，還要有足夠的空間，以避免兩個(gè)雷達(dá)互相遮擋和相互干擾問題。實(shí)際使用中，由于空間位置的限制，如艦船、島礁等，難以同時(shí)部署兩套雷達(dá)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)及目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，該一體化雷達(dá)系統(tǒng)及其一體化處理方法不但能夠同時(shí)進(jìn)行目標(biāo)搜索和氣象探測，而且不需要建設(shè)兩個(gè)雷達(dá)陣地，避免了兩個(gè)雷達(dá)間的互相影響，減少了人員配置和設(shè)備購置維護(hù)成本，解決了空間位置相對(duì)較小的區(qū)域不能同時(shí)進(jìn)行目標(biāo)搜索和氣象探測的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其包括以下步驟:接收m路射頻回波信號(hào)；將每路射頻回波信號(hào)分成η路，將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域；接收該η路波束信號(hào)，將該η路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的η路中頻信號(hào)；將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào)；一路信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)進(jìn)行氣象信號(hào)處理；將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在每路射頻回波信號(hào)分成η路之前，將每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，接收該η路波束信號(hào)時(shí)，先對(duì)該η路波束信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償再轉(zhuǎn)變?yōu)樵摝锹分蓄l信號(hào)。優(yōu)選地，該η路中頻信號(hào)先進(jìn)一步信號(hào)放大，再功分放大且等電平分為兩路信號(hào)。
[0009]本發(fā)明還提供能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法的一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，該一體化雷達(dá)系統(tǒng)包括陣列天線、波束形成模塊、接收模塊、功分放大模塊、目標(biāo)信號(hào)處理模塊、氣象信號(hào)處理模塊、終端模塊；其中，
[0010]該陣列天線接收m路射頻回波信號(hào)；該波束形成模塊將每路射頻回波信號(hào)分成η路，將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域；該接收模塊接收該η路波束信號(hào)，將該η路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的η路中頻信號(hào)；該功分放大模塊將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào):一路信號(hào)傳送至該目標(biāo)信號(hào)處理模塊進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)傳送至該氣象信號(hào)處理模塊進(jìn)行氣象信號(hào)處理；該終端模塊將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
[0011]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)還包括限幅放大模塊，該限幅放大模塊包括m組限幅器和m組低噪聲放大器，該m組限幅器將m路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)，該m組低噪聲放大器將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大后送給該波束形成模塊。
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該波束形成模塊包括波束合成器和m個(gè)l:n的分配器，該m個(gè)l:n的分配器將每路射頻回波信號(hào)分成η路送給該波束合成器，該波束合成器將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域，該η路射頻信號(hào)送給該接收模塊。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該接收模塊包括η個(gè)補(bǔ)償放大器、η個(gè)混頻器和η個(gè)中頻放大器，該η個(gè)補(bǔ)償放大器對(duì)該η路射頻信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的η路射頻信號(hào)和一個(gè)預(yù)定的本振信號(hào)通過該η個(gè)混頻器分別進(jìn)行混頻而下邊頻變?yōu)棣锹分蓄l信號(hào)，然后使用η個(gè)中頻放大器分別對(duì)η個(gè)混頻器產(chǎn)生的中頻信號(hào)進(jìn)一步放大并送給該功分放大模塊。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該功分放大模塊包括η個(gè)功分器和η個(gè)放大器,該η路中頻信號(hào)先由該η個(gè)功分器功分且等電平分為兩路信號(hào)，然后再由該η個(gè)放大器放大。
[0015]本發(fā)明通過俯仰上采用多波束同時(shí)掃描、方位上機(jī)掃的方案在實(shí)現(xiàn)探測飛機(jī)等目標(biāo)的距離、方位、高度等坐標(biāo)信息的同時(shí),完成了氣象信息的探測,大大提高了氣象數(shù)據(jù)率，在只增加了一個(gè)功分放大模塊和信號(hào)處理模塊的情況下，便實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)使用一臺(tái)搜索雷達(dá)和一臺(tái)氣象雷達(dá)組合的功能。該一體化設(shè)計(jì)不僅能有效縮減制造成本，節(jié)省了額外的人員配置以及基地建設(shè)，還提高了指定空域的氣象數(shù)據(jù)率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)的硬件框圖。
[0017]圖2是圖1中限幅放大模塊的硬件框圖。
[0018]圖3是圖1中波束形成網(wǎng)絡(luò)模塊的硬件示意圖。
[0019]圖4是圖1中接收模塊的硬件框圖。
[0020]圖5是圖1中功分放大模塊的硬件框圖。
[0021]圖6是圖1中氣象信號(hào)處理模塊的軟件框圖。
[0022]圖7是圖1種目標(biāo)信號(hào)處理模塊的軟件框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)在指定空域?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行搜索的同時(shí)還能實(shí)時(shí)探測該空域氣象信息，本發(fā)明提出了一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法。該一體化處理方法主要包括以下步驟:接收m路射頻回波信號(hào)；將每路射頻回波信號(hào)分成η路，將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域；接收該η路波束信號(hào)，將該η路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的η路中頻信號(hào)；將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào)；一路信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)進(jìn)行氣象信號(hào)處理；將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
[0025]在每路射頻回波信號(hào)分成η路之前，可將每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)，并還可將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大。在接收該η路波束信號(hào)時(shí)，可先對(duì)該η路波束信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償再轉(zhuǎn)變?yōu)樵摝锹分蓄l信號(hào)，該η路中頻信號(hào)還可先進(jìn)一步信號(hào)放大，再功分放大且等電平分為兩路信號(hào)。
[0026]該一體化處理方法的實(shí)現(xiàn)方式具體為采用目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)。該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)采用陣列多波束三坐標(biāo)雷達(dá)技術(shù)體制，即發(fā)射為賦形波束、接收時(shí)形成η個(gè)同時(shí)多波束覆蓋相應(yīng)的仰角。該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。
[0027]如圖1所示，該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)包括陣列天線1、限幅放大模塊2、波束形成模塊3、接收模塊4、功分放大模塊5、目標(biāo)信號(hào)處理模塊6、氣象信號(hào)處理模塊7、終端模塊8。通過功分放大模塊5將接收模塊4輸出的中頻信號(hào)分為兩路信號(hào)分別送給目標(biāo)信號(hào)處理模塊6和氣象信號(hào)處理模塊7進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，最后把兩個(gè)模塊輸出的數(shù)據(jù)送給一個(gè)終端模塊8，終端模塊8同時(shí)處理并顯示氣象和搜索目標(biāo)信息。
[0028]陣列天線I接收m路射頻回波信號(hào)，將接收到的該m路射頻回波信號(hào)送給限幅放大模塊2。
[0029]限幅放大模塊2保證接收模塊4收到的信號(hào)電平在一定的范圍內(nèi)，滿足接收模塊4動(dòng)態(tài)范圍的要求。當(dāng)然，在其它實(shí)施方式中，限幅放大模塊2也可以不設(shè)置。限幅放大模塊2的硬件框圖如圖2所示，限幅放大模塊2包括m組限幅器21和m組低噪聲放大器22。
[0030]該m組限幅器21將m路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)，該m組低噪聲放大器22將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大后送給該波束形成模塊3。如果收到的回波信號(hào)電平過高將首先被限幅器21限幅以避免對(duì)后面器件的影響，通過限幅器21的信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器22放大后送給波束形成模塊3。
[0031]波束形成模塊3用于合成覆蓋俯仰角的η個(gè)接收波束，波束形成模塊3的硬件框圖如圖3所示，波束形成模塊3包括波束合成器31和m個(gè)1:η的分配器32。
[0032]m個(gè)1:η的分配器32將每路射頻回波信號(hào)分成η路送給波束合成器31，波束合成器31將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域，該η路射頻信號(hào)送給該接收模塊4。也就是說，限幅放大模塊2將輸出的m路射頻回波信號(hào)送給波束形成模塊3的m個(gè)分配器32，分配器32將每路射頻回波信號(hào)分成η路送給波束合成器31，波束合成器31將nXm路射頻回波信號(hào)合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，波束形成模塊3形成的η路射頻信號(hào)送給接收模塊4。
[0033]接收模塊4主要功能是將射頻信號(hào)下變頻為預(yù)定電平的中頻信號(hào)。接收模塊4的硬件框圖如圖4所示，接收模塊4包括η個(gè)補(bǔ)償放大器41、η個(gè)混頻器42和η個(gè)中頻放大器43。η個(gè)補(bǔ)償放大器41對(duì)該η路射頻信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的η路射頻信號(hào)和一個(gè)預(yù)定的本振信號(hào)通過η個(gè)混頻器42分別進(jìn)行混頻而下邊頻變?yōu)棣锹分蓄l信號(hào)，然后使用η個(gè)中頻放大器43分別對(duì)η個(gè)混頻器42產(chǎn)生的中頻信號(hào)進(jìn)一步放大并送給功分放大模塊5。也就是說，波束合成器31在合成每路波束信號(hào)時(shí)會(huì)有一定的損耗，在接收模塊4中首先使用η個(gè)補(bǔ)償放大器41對(duì)其分別進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償后的射頻信號(hào)和本振信號(hào)通過混頻器42進(jìn)行下邊頻變?yōu)橹蓄l信號(hào)，然后使用中頻放大器43對(duì)混頻器42產(chǎn)生的中頻信號(hào)進(jìn)一步放大。接收模塊4將輸出的η路中頻信號(hào)送給功分放大模塊5。
[0034]功分放大模塊5主要功能是將接收模塊4輸出的中頻信號(hào)等電平分為兩路信號(hào)。功分放大模塊5的硬件框圖如圖5所示，功分放大模塊5包括η個(gè)功分器51和η個(gè)放大器52，該η路中頻信號(hào)先由該η個(gè)功分器51功分且等電平分為兩路信號(hào)，然后再由該η個(gè)放大器52放大。功分放大模塊5將接收模塊4輸出的η路中頻回波信號(hào)的每路功分放大為兩路，為了保證較高的接收動(dòng)態(tài)和通道間的隔離度，采用先功分再放大的設(shè)計(jì)方案，保持功分放大模塊5的輸入與輸出接口電平等性能相同，然后一組中頻回波信號(hào)送給氣象信號(hào)處理模塊6,另外一組同時(shí)送給目標(biāo)信號(hào)處理模塊7。
[0035]圖6是氣象信號(hào)處理模塊6的軟件框圖，氣象信號(hào)處理模塊6處理從功分放大模塊5輸出的其中一路的中頻信號(hào)，提取出氣象數(shù)據(jù)。氣象信號(hào)處理模塊6包括以下步驟:模數(shù)變換(A/D)、脈沖壓縮、濾波和氣象信息提取。中頻回波信號(hào)先經(jīng)過模數(shù)變換將功分放大模塊5送來的中頻回波信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，隨后經(jīng)過數(shù)字脈沖壓縮和數(shù)字濾波(對(duì)于氣象信息的數(shù)字濾波主要是用于對(duì)地物抑制的信號(hào)濾波，通常使用有限脈沖響應(yīng)(FIR)或無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器組)等過程處理后交給信息提取處理器進(jìn)行信息提取處理。在信息提取處理中將回波信號(hào)經(jīng)DVIP處理提取出氣象目標(biāo)強(qiáng)度，經(jīng)PPP處理提取出氣象速度及速度譜寬等信息，并能將提取的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合并通過光纖送給終端模塊8。氣象信號(hào)處理模塊6將輸出的信號(hào)傳送給終端模塊8的氣象終端模塊，氣象終端模塊進(jìn)行后續(xù)的二次產(chǎn)品處理及顯示。
[0036]圖7是目標(biāo)信號(hào)處理模塊7的軟件框圖。目標(biāo)信號(hào)處理模塊7處理從功分放大模塊5輸出的另外一路的中頻信號(hào)，提取出飛行目標(biāo)的方位、距離和高度的原始數(shù)據(jù)信息。目標(biāo)信號(hào)處理模塊7的處理方式與氣象信號(hào)處理模塊6的處理方式類似,它也包括模數(shù)變換(A/D)、脈沖壓縮、濾波和信息提取?；夭ㄐ盘?hào)首先通過正交采樣，完成接收回波信號(hào)的A/D變換?；夭ㄐ盘?hào)經(jīng)過A/D變換將功分放大模塊5送來的中頻回波信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，隨后經(jīng)過數(shù)字脈沖壓縮和數(shù)字濾波等過程處理后交給信息提取處理器進(jìn)行信息提取處理。在這里經(jīng)過脈沖壓縮后的回波信號(hào)分別送給了時(shí)變加權(quán)AMTI濾波器和譜分析器，AMTI濾波可以完成時(shí)變加權(quán)AMTI濾波，譜分析器可以完成回波譜特性的分析。經(jīng)過時(shí)變加權(quán)AMTI濾波器濾波后的數(shù)據(jù)送給信息提取器。在信息提取器中經(jīng)求模、取對(duì)數(shù)處理后送給恒虛警檢測(CFAR)，恒虛警檢測后的信號(hào)經(jīng)過點(diǎn)跡凝聚最后輸出送給終端模塊8處理和顯示。
[0037]兩組信號(hào)分別通過氣象信號(hào)處理模塊6和目標(biāo)信號(hào)處理模塊7，將提取的目標(biāo)和氣象數(shù)據(jù)送給同一個(gè)終端模塊8進(jìn)行進(jìn)一步的提取和顯示。該終端模塊8可包括多個(gè)顯示設(shè)備，可同時(shí)對(duì)從兩個(gè)通道處理和提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理和顯示。
[0038]本發(fā)明通過使用一個(gè)功分放大模塊5將接收模塊4輸出的信號(hào)分為兩路信號(hào)，分別輸出到兩個(gè)不同的信號(hào)處理模塊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)指定空域的氣象信息探測和空中目標(biāo)搜索，還大大提高了氣象數(shù)據(jù)率。
[0039]該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)采用陣列多波束三坐標(biāo)雷達(dá)技術(shù)體制，即發(fā)射為賦形波束、接收時(shí)形成η個(gè)同時(shí)多波束覆蓋相應(yīng)的仰角。陣列天線I的天線陣面接收的射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成形成η個(gè)同時(shí)接收波束，按一定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域。接收模塊4收到的η路回波信號(hào)經(jīng)低損耗射頻電纜傳輸至功分放大模塊5，將每路射頻回波功分放大為兩路，一路送給氣象信號(hào)處理模塊6，另一路送給目標(biāo)信號(hào)處理模塊7。在氣象處理模塊6中對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行氣象信息的提取和處理，將得到的氣象目標(biāo)強(qiáng)度、速度和譜寬等氣象數(shù)據(jù)綜合后送給終端模塊8進(jìn)行氣象產(chǎn)品的生成和顯示。在目標(biāo)信號(hào)處理模塊7中通過相關(guān)信號(hào)處理后的回波信號(hào)經(jīng)求模、恒虛警處理形成η路過門限信號(hào)和目標(biāo)幅度數(shù)據(jù)，點(diǎn)跡凝聚后送終端模塊8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示。
[0040]該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)在接收時(shí)采用同時(shí)多波束，相對(duì)于普通氣象雷達(dá)獲得指定空域的氣象信息方位上只需要進(jìn)行一次掃描，極大的提高了數(shù)據(jù)率。假如使用相同的波束寬度，該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率是普通氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)率的η倍。通過對(duì)接收模塊4收到的η個(gè)波束的射頻信號(hào)進(jìn)行功分放大，分別送給氣象信號(hào)處理模塊6和目標(biāo)信號(hào)處理模塊7進(jìn)行處理，最后把獲得的原始數(shù)據(jù)在同一個(gè)終端模塊8處理和顯示，便能同時(shí)實(shí)現(xiàn)指定空域的氣象信息探測和目標(biāo)搜索。該目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)在只增加了一個(gè)功分放大模塊5和信號(hào)處理模塊的情況下，便實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有使用一臺(tái)搜索雷達(dá)和一臺(tái)氣象雷達(dá)組合的功能。該一體化設(shè)計(jì)不僅能有效縮減制造成本，節(jié)省了額外的人員配置以及基地建設(shè)，還提高了指定空域的氣象數(shù)據(jù)率。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其特征在于:其包括以下步驟: 接收m路射頻回波信號(hào)； 將每路射頻回波信號(hào)分成η路，將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域； 接收該η路波束信號(hào)，將該η路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的η路中頻信號(hào)； 將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào)； 一路信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)進(jìn)行氣象信號(hào)處理； 將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其特征在于:在每路射頻回波信號(hào)分成η路之前，將每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其特征在于:將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大。
4.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其特征在于:接收該η路波束信號(hào)時(shí)，先對(duì)該η路波束信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償再轉(zhuǎn)變?yōu)樵摝锹分蓄l信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化處理方法，其特征在于:該η路中頻信號(hào)先進(jìn)一步信號(hào)放大，再功分放大且等電平分為兩路信號(hào)。
6.一種目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，其包括陣列天線、波束形成模塊、接收模塊、功分放大模塊、目標(biāo)信號(hào)處理模塊、氣象信號(hào)處理模塊、終端模塊；其中， 該陣列天線接收m路射頻回波信號(hào)； 該波束形成模塊將每路射頻回波信號(hào)分成η路，將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域； 該接收模塊接收該η路波束信號(hào)，將該η路波束信號(hào)變?yōu)轭A(yù)定電平的η路中頻信號(hào)； 該功分放大模塊將每路中頻信號(hào)功分放大且等電平分為兩路信號(hào):一路信號(hào)傳送至該目標(biāo)信號(hào)處理模塊進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)處理，另一路信號(hào)傳送至該氣象信號(hào)處理模塊進(jìn)行氣象信號(hào)處理； 該終端模塊將目標(biāo)信號(hào)處理數(shù)據(jù)與氣象信號(hào)處理數(shù)據(jù)在同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
7.如權(quán)利要求6所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:其還包括限幅放大模塊，該限幅放大模塊包括m組限幅器和m組低噪聲放大器，該m組限幅器將m路射頻回波信號(hào)進(jìn)行限幅使信號(hào)電平在預(yù)定的范圍內(nèi)，該m組低噪聲放大器將限幅后的每路射頻回波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大后送給該波束形成模塊。
8.如權(quán)利要求6所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:該波束形成模塊包括波束合成器和m個(gè)l:n的分配器，該m個(gè)l:n的分配器將每路射頻回波信號(hào)分成η路送給該波束合成器，該波束合成器將nXm路射頻回波信號(hào)經(jīng)波束合成為在俯仰堆疊的η路波束信號(hào)，該η路波束信號(hào)為η路射頻信號(hào)，該η路波束信號(hào)按預(yù)定的波束指向和寬度覆蓋整個(gè)仰角空域，該η路射頻信號(hào)送給該接收模塊。
9.如權(quán)利要求6所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:該接收模塊包括η個(gè)補(bǔ)償放大器、η個(gè)混頻器和η個(gè)中頻放大器，該η個(gè)補(bǔ)償放大器對(duì)該η路射頻信號(hào)分別進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的η路射頻信號(hào)和一個(gè)預(yù)定的本振信號(hào)通過該η個(gè)混頻器分別進(jìn)行混頻而下邊頻變?yōu)棣锹分蓄l信號(hào)，然后使用η個(gè)中頻放大器分別對(duì)η個(gè)混頻器產(chǎn)生的中頻信號(hào)進(jìn)一步放大并送給該功分放大模塊。
10.如權(quán)利要求6所述的目標(biāo)搜索和氣象探測的一體化雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:該功分放大模塊包括η個(gè)功分器和η個(gè)放大器，該η路中頻信號(hào)先由該η個(gè)功分器功分且等電平分為兩路信號(hào)，然后再由該η個(gè)放大器放大。
【文檔編號(hào)】G01S13/95GK104133209SQ201410306215
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】孫國強(qiáng), 樊浩, 田芳寧 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所