本發(fā)提出了一種基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法，適用于偵干探通導(dǎo)多功能一體化載荷實(shí)現(xiàn)，屬于雷達(dá)通信電子戰(zhàn)一體化實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

未來軍事競爭中，控制電磁頻譜、確保整個(gè)電磁頻譜的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，使己方在電磁頻譜領(lǐng)域內(nèi)自由行動(dòng)并阻止敵方的自由行動(dòng)，是新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。為了有效捍衛(wèi)電磁空間安全，提升全域感知能力、指揮控制能力和可控反擊能力，提出具備高度一體化、綜合化、智能化的載荷射頻綜合實(shí)現(xiàn)技術(shù)。該多功能一體化射頻綜合集電子偵察、目標(biāo)探測(cè)、多目標(biāo)跟蹤導(dǎo)引、通信中繼及信息分發(fā)、信息對(duì)抗等多種功能于一體，并能根據(jù)需要調(diào)動(dòng)配置在整個(gè)空間的所有資源來完成某一戰(zhàn)區(qū)的特定任務(wù)。

以往的雷達(dá)通信電子戰(zhàn)均由獨(dú)立設(shè)備組成，軟硬件資源由設(shè)備單獨(dú)使用，條塊分割界限明顯，資源調(diào)度使用受限。采用多幅頻段有交疊的天線覆蓋廣域頻段，從而造成復(fù)雜的電磁兼容問題。電子設(shè)備的增加不但要消耗大量能源，占據(jù)更多空間，使得平臺(tái)有效載荷減少，而且削弱了平臺(tái)的機(jī)動(dòng)能力，增加了雷達(dá)目標(biāo)反射截面積，降低了現(xiàn)代電磁環(huán)境中的抗干擾能力和現(xiàn)代武器裝備系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法，完成一體化綜合電子探測(cè)告警打擊和自衛(wèi)防御。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下：

(1)由多個(gè)尺寸為a×a的超寬帶寬角掃描平面相控陣天線單元，構(gòu)成一個(gè)基線長度為l1×l2的特殊l型陣列，子陣面a+b+c+d組成電子偵察、雷達(dá)探測(cè)、測(cè)控通信和電子干擾一體化發(fā)射接收陣面；a、l1、l2為正數(shù)；

陣面a中的超寬帶單元a1，與子陣面a中其他超寬帶單元通過合路網(wǎng)絡(luò)，合并成一路射頻輸出；同理超寬帶單元b1與子陣面b、超寬帶單元d1與子陣面d，分別合并成一路射頻輸出，子陣面c合并成一路射頻輸出。所述特殊l型陣列是指：由所述x、y、z超寬帶單元和a+b+c+d一體化發(fā)射接收陣面構(gòu)成的陣列。

(2)在所述一體化發(fā)射接收陣面中，選擇所述超寬帶單元b1、a1、d1，與特殊l型陣列兩臂上的x、y、z天線單元，構(gòu)成常規(guī)l型陣列；

設(shè)置a1、b1、d1后端接收組件為正常接收模式，子陣面a、b、d中其他單元后端接收組件設(shè)置為最大衰減模式；

設(shè)置x、y、z后端接收組件正常接收模式，其中，a1d1基線長度為m×a，a1b1基線長度為n×a，m和n均為大于等于1的正整數(shù)；

所述常規(guī)l型陣列是指：由所述b1、a1、d1、x、y、z尺寸相同的超寬帶單元構(gòu)成的陣列。

(3)根據(jù)步驟(2)生成的所述常規(guī)l型陣列，采用多元l陣相位干涉測(cè)向定位方法，完成工作頻段內(nèi)非合作信號(hào)的偵收處理及非合作目標(biāo)的測(cè)向定位，獲取非合作目標(biāo)電磁特征信息和位置信息；

(4)設(shè)置a+b、c、d三個(gè)子陣面后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，x、y、z天線單元后端接收組件仍保持正常接收模式，繼續(xù)執(zhí)行無源偵察功能，完成對(duì)非合作信號(hào)的偵收處理；

基于步驟(3)獲得的非合作目標(biāo)的位置信息，規(guī)劃雷達(dá)成像的區(qū)域和時(shí)間，引導(dǎo)雷達(dá)成像實(shí)現(xiàn)偵察監(jiān)視；

(5)令所述一體化發(fā)射接收陣面全陣面發(fā)射，a+b、c、d作為三個(gè)尺寸相同的子陣進(jìn)行接收，對(duì)于接收到的a、b、c、d四路模擬射頻信號(hào)，進(jìn)行獨(dú)立的變中頻接收，在數(shù)字域完成合路處理，實(shí)現(xiàn)高分辨率雷達(dá)成像、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤，完成電子偵察和雷達(dá)成像復(fù)合高精度定位；

(6)根據(jù)需要制導(dǎo)的目標(biāo)數(shù)量p、分布區(qū)域及通信速率要求，在所述一體化發(fā)射接收陣面上動(dòng)態(tài)地選取q個(gè)超寬帶單元組成g個(gè)子陣，形成g個(gè)波束覆蓋p個(gè)目標(biāo)，p、q、g均為正整數(shù)；

設(shè)置q個(gè)單元后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，所述常規(guī)l型陣列后端發(fā)射接收組件為正常接收模式，所述一體化發(fā)射接收陣面上其他單元后端發(fā)射接收組件為最大衰減模式；

建立測(cè)控通信鏈路，采用碼分多址、偽碼非相干雙向比對(duì)體制，實(shí)現(xiàn)p個(gè)合作目標(biāo)測(cè)距測(cè)速，同時(shí)用所述常規(guī)l型陣列，對(duì)p個(gè)合作目標(biāo)進(jìn)行角度測(cè)量，

(7)根據(jù)對(duì)抗目標(biāo)的工作頻段和干信比要求，在所述一體化發(fā)射接收陣面上動(dòng)態(tài)地選取s個(gè)超寬帶單元，設(shè)置s個(gè)超寬帶單元后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射模式，設(shè)置所述一體化發(fā)射接收陣面上其他單元后端發(fā)射接收組件為最大衰減模式，用以實(shí)現(xiàn)壓制及欺騙干擾，s為正整數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)與目前基于單平臺(tái)的功能綜合、基于軟件可重構(gòu)信號(hào)及信息處理綜合、雷達(dá)通信一體化波形綜合等背景技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種特殊的l型陣列，實(shí)現(xiàn)天線孔徑共享、復(fù)用及功能可重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多功能一體化射頻綜合及各射頻功能的高度協(xié)同；

(2)與目前通過固定子陣面波束分集頻率分集對(duì)應(yīng)不同功能相比，本發(fā)明通過設(shè)置發(fā)射接收組件衰減模式，實(shí)現(xiàn)了偵干探通導(dǎo)子陣的動(dòng)態(tài)選取和分配；根據(jù)特定的功能要求，規(guī)劃合路單元，對(duì)可能合路的單元射頻輸出進(jìn)行合路，最大程度地降低了變頻接收通道的數(shù)量，減輕了系統(tǒng)體積、重量和功耗，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)了一體化天線和通道最大高效利用；

(3)目前，電子偵察和雷達(dá)探測(cè)通常是相互獨(dú)立的電子設(shè)備，軟硬件資源由設(shè)備單獨(dú)使用，條塊分割界限明顯，本發(fā)明提出了電子偵察和雷達(dá)探測(cè)復(fù)合偵察的方法。電子偵察定位精度不高，在星載或機(jī)載平臺(tái)，其精度一般為數(shù)十km或km量級(jí)，通過雷達(dá)探測(cè)的高分辨成像，可將綜合定位精度提升至百米量級(jí)。同時(shí)又彌補(bǔ)了雷達(dá)探測(cè)無法獲取目標(biāo)電磁特征信息甚至指紋等個(gè)體特征以及不能長時(shí)工作的不足，實(shí)現(xiàn)了不同功能指標(biāo)相互增強(qiáng)，信息相互補(bǔ)充，工作效率極大提升。

附圖說明

圖1是基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法示意圖；

圖2是基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法流程圖；

圖3是基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法具體實(shí)施方式圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提出一種基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法，采用超寬帶寬角掃描平面相控陣天線單元，構(gòu)成了一種特殊l型陣列，實(shí)現(xiàn)了工作頻段內(nèi)非合作信號(hào)的偵收處理以及非合作目標(biāo)的測(cè)向定位，獲取目標(biāo)電磁特征信息和位置信息；利用其偵察定位信息引導(dǎo)雷達(dá)成像實(shí)現(xiàn)有的放矢的偵察監(jiān)視，提高綜合定位精度和載荷工作效率，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)非合作動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤和測(cè)量；電子干擾可實(shí)現(xiàn)對(duì)非合作目標(biāo)電磁信號(hào)進(jìn)行壓制或欺騙，使其無法完成目標(biāo)探測(cè)或鏈路通信功能；測(cè)控通信可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)合作目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角及持續(xù)跟蹤，并將導(dǎo)航修正信息通過數(shù)據(jù)通信方式傳輸至合作目標(biāo)，引導(dǎo)合作目標(biāo)接近非合作動(dòng)目標(biāo)，完成一體化綜合電子探測(cè)告警打擊和自衛(wèi)防御。

如圖2所示，本發(fā)明提出的一種基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下：

(1)如圖1所示，由多個(gè)尺寸為a×a的超寬帶寬角掃描平面相控陣天線單元，構(gòu)成一個(gè)基線長度為l1×l2的特殊l型陣列，子陣面a+b+c+d組成電子偵察、雷達(dá)探測(cè)、測(cè)控通信和電子干擾一體化發(fā)射接收陣面；a、l1、l2為正數(shù)；

陣面a中的超寬帶單元a1，與子陣面a中其他超寬帶單元通過合路網(wǎng)絡(luò)，合并成一路射頻輸出；同理超寬帶單元b1與子陣面b、超寬帶單元d1與子陣面d，分別合并成一路射頻輸出，子陣面c合并成一路射頻輸出。所述特殊l型陣列是指：由所述x、y、z超寬帶單元和a+b+c+d一體化發(fā)射接收陣面構(gòu)成的陣列。

(2)在所述一體化發(fā)射接收陣面中，選擇所述超寬帶單元b1、a1、d1，與特殊l型陣列兩臂上的x、y、z天線單元，構(gòu)成常規(guī)l型陣列；

設(shè)置a1、b1、d1后端接收組件為正常接收模式，子陣面a、b、d中其他單元后端接收組件設(shè)置為最大衰減模式；

設(shè)置x、y、z后端接收組件正常接收模式，其中，a1d1基線長度為m×a，a1b1基線長度為n×a，m和n均為大于等于1的正整數(shù)；

所述常規(guī)l型陣列是指：由所述b1、a1、d1、x、y、z尺寸相同的超寬帶單元構(gòu)成的陣列。

(3)根據(jù)步驟(2)生成的所述常規(guī)l型陣列，采用多元l陣相位干涉測(cè)向定位方法，完成工作頻段內(nèi)非合作信號(hào)的偵收處理及非合作目標(biāo)的測(cè)向定位，獲取非合作目標(biāo)電磁特征信息和位置信息；

(4)設(shè)置a+b、c、d三個(gè)子陣面后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，x、y、z天線單元后端接收組件仍保持正常接收模式，繼續(xù)執(zhí)行無源偵察功能，完成對(duì)非合作信號(hào)的偵收處理；

基于步驟(3)獲得的非合作目標(biāo)的位置信息，規(guī)劃雷達(dá)成像的區(qū)域和時(shí)間，引導(dǎo)雷達(dá)成像實(shí)現(xiàn)偵察監(jiān)視；

(5)令所述一體化發(fā)射接收陣面全陣面發(fā)射，a+b、c、d作為三個(gè)尺寸相同的子陣進(jìn)行接收，對(duì)于接收到的a、b、c、d四路模擬射頻信號(hào)，進(jìn)行獨(dú)立的變中頻接收，在數(shù)字域完成合路處理，實(shí)現(xiàn)高分辨率雷達(dá)成像、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤，完成電子偵察和雷達(dá)成像復(fù)合高精度定位；

(6)根據(jù)需要制導(dǎo)的目標(biāo)數(shù)量p、分布區(qū)域及通信速率要求，在所述一體化發(fā)射接收陣面上動(dòng)態(tài)地選取q個(gè)超寬帶單元組成g個(gè)子陣，形成g個(gè)波束覆蓋p個(gè)目標(biāo)，p、q、g均為正整數(shù)；

設(shè)置q個(gè)單元后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，所述常規(guī)l型陣列后端發(fā)射接收組件為正常接收模式，所述一體化發(fā)射接收陣面上其他單元后端發(fā)射接收組件為最大衰減模式；

建立測(cè)控通信鏈路，采用碼分多址、偽碼非相干雙向比對(duì)體制，實(shí)現(xiàn)p個(gè)合作目標(biāo)測(cè)距測(cè)速，同時(shí)用所述常規(guī)l型陣列，對(duì)p個(gè)合作目標(biāo)進(jìn)行角度測(cè)量，

(7)根據(jù)對(duì)抗目標(biāo)的工作頻段和干信比要求，在所述一體化發(fā)射接收陣面上動(dòng)態(tài)地選取s個(gè)超寬帶單元，設(shè)置s個(gè)超寬帶單元后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射模式，設(shè)置所述一體化發(fā)射接收陣面上其他單元后端發(fā)射接收組件為最大衰減模式，用以實(shí)現(xiàn)壓制及欺騙干擾，s為正整數(shù)。

實(shí)施例：

如圖3所示，給出了基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合實(shí)現(xiàn)方法具體實(shí)施案例，以下涉及到長度的描述，單位為mm。具體按如下步驟實(shí)施：

由48個(gè)尺寸為95.3×95.3的基于強(qiáng)互耦效應(yīng)的超寬帶寬角掃描平面相控陣天線單元，工作頻段2～10ghz，波束掃描范圍±50°，構(gòu)成了一種基線長度為1401×585特殊l型陣列，其中子陣面a、b、c、d組成電子偵察、雷達(dá)探測(cè)、測(cè)控通信和電子干擾一體化發(fā)射接收陣面；a1～a9、b1～b6、c1～c15、d1～d15，通過合路網(wǎng)絡(luò)，分別合并成一路射頻輸出。

(1)在一體化發(fā)射接收陣面，選擇b1、a1、d1，與x、y、z構(gòu)成常規(guī)“l(fā)”型陣列，其中，a1d1、a1y、a1z、a1b1、a1x的基線長度分別為8×95.3、911、1401、4×95.3和585。a1、b1、d1、x、y、z后端接收組件設(shè)置為正常接收模式，a2～a9、b2～b6、c1～c15、d2～d15后端接收組件設(shè)置為最大衰減模式。采用6元l陣相位干涉測(cè)向定位算法，可對(duì)2～6ghz、6～10ghz頻段內(nèi)非合作目標(biāo)進(jìn)行角度估計(jì)，測(cè)角精度優(yōu)于1.5°和0.5°，并可獲取其電磁特征信息和目標(biāo)位置信息；

(2)設(shè)置a+b、c、d三個(gè)子陣面后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，x、y、z天線單元后端接收組件仍保持正常接收模式，獲取2～10ghz頻段內(nèi)非合作目標(biāo)電磁特征信息?；诓襟E(1)獲得的測(cè)向定位信息，引導(dǎo)雷達(dá)成像實(shí)現(xiàn)有的放矢的偵察監(jiān)視。一體化全陣面發(fā)射，a+b、c、d作為三個(gè)尺寸均等的子陣進(jìn)行接收，對(duì)于接收到的a、b、c、d四路模擬射頻信號(hào)，進(jìn)行獨(dú)立的變中頻接收，在數(shù)字域完成合路處理，實(shí)現(xiàn)高分辨率雷達(dá)成像、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤，完成電子偵察和雷達(dá)成像復(fù)合高精度定位，目標(biāo)綜合定位精度可達(dá)百米量級(jí)；

(3)選取c陣面15個(gè)超寬帶單元組成1個(gè)子陣，形成1個(gè)波束覆蓋5個(gè)目標(biāo)，設(shè)置c陣面后端的發(fā)射接收組件為正常發(fā)射接收模式，b1、a1、d1，與x、y、z構(gòu)成的常規(guī)l型陣列后端發(fā)射接收組件為正常接收模式，一體化陣面上其它組件為最大衰減模式，建立測(cè)控通信鏈路。采用碼分多址、偽碼非相干雙向比對(duì)體制，實(shí)現(xiàn)5個(gè)合作目標(biāo)測(cè)距測(cè)速，距離測(cè)量精度優(yōu)于5m，速度測(cè)量精度優(yōu)于1m/s，并可利用測(cè)量鏈路實(shí)現(xiàn)5個(gè)合作目標(biāo)測(cè)距測(cè)速測(cè)角信息傳遞，速率不低于16kbps；利用b1、a1、d1、x、y、z天線單元構(gòu)成的常規(guī)“l(fā)”型陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)5個(gè)合作目標(biāo)的角度測(cè)量，測(cè)角精度優(yōu)于0.5°；

(4)根據(jù)對(duì)抗目標(biāo)的工作頻段和干信比要求，設(shè)置a+b、c、d三個(gè)子陣面后端的發(fā)射組件為正常發(fā)射模式，一體化發(fā)射接收陣面全陣面發(fā)射，可對(duì)非合作方工作在2～10ghz的通信鏈路和雷達(dá)探測(cè)信號(hào)實(shí)施壓制及欺騙干擾。

該實(shí)施例作為在軌服務(wù)與維護(hù)空間目標(biāo)感知與定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)手段，采用基于共享孔徑的多功能一體化射頻綜合設(shè)計(jì)，大幅減少天線、射頻通道，減輕了系統(tǒng)體積、重量和功耗，減輕平臺(tái)負(fù)擔(dān)，降低飛行器成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。實(shí)現(xiàn)了偵干探通導(dǎo)功能的融合、互通、高效使用，實(shí)現(xiàn)不同功能相互增強(qiáng)，提升總體性能指標(biāo)。

該實(shí)施案例僅僅是本發(fā)明的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，可根據(jù)功能指標(biāo)要求，選擇不同類型的平面相控陣天線，增大或者減少陣面，動(dòng)態(tài)分配子陣，動(dòng)態(tài)進(jìn)行射頻收發(fā)組件合路，動(dòng)態(tài)配置子陣功能，在完成多功能一體化的同時(shí)，使得選取的子陣通道間獲得最大隔離，避免相互干擾。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。