[发明专利]一种测速脉冲雷达及其测速方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达通信技术领域，尤其涉及一种测速脉冲雷达及其测速方法。

背景技术

现有技术中一般通过目标回波波形特征来识别目标，但作为在目前得到广泛研究和应用的基于雷达回波波形特征的目标识别中，由于目标外形通常相似，且回波随目标姿态、信号照射角度等变化很大，因此利用目标回波特征实现目标的准确识别尚有难度。但不同目标固有的机械振动或速度不同，因此用高精度速度测量信息进行目标识别是可行的途径之一。特别是真假弹头，它们体积、形状完全相同，可根据其速度的细微差别来进行识别。但常规雷达的测速精度难以满足目标识别的要求，特别是远距离探测时测速精度更差，所以远距离高精度测速研究迫在眉睫。此外，降低雷达造价是雷达的发展方向之一，也是军事应用中的急切需求；在预警雷达等应用中，希望雷达威力范围大；机载、星载雷达中，迫切希望雷达发射机效率高、体积小；然而，传统PD雷达难以解决这些问题。 PD雷达，又称脉冲多普勒雷达,顾名思义它是一种利用多普勒效应检测目标信息的脉冲雷达。脉冲多普勒雷达的基本特点之一，是在频域—时域存在着分布相当宽广和功率相当强的背景杂波中检测出有用的信号。这通常是通过雷达的自动检测来完成的，雷达将待扫描的区域分为若干个单元， 通过滑窗的移动扫描所有的单元，每次扫描后，雷达都会实时的接收本次扫描所返回的信号，这些信号只是来源于正在扫描的单元窗口。然后雷达根据一定的判决原理对接收到的信号作出处理，确定该单元中是否存在目标。传统PD雷达要求发射机是全相参发射机，常采用行波管、固态组件等，但全相参发射机的成本高、功率小、效率低、体积大。而具有成本低、功率大、效率高、体积小的自激振荡式发射机（磁控管）则不能测速。

发明内容

针对现有技术中的PD雷达需要全相参发射机、行波管、固态组件等，而全相参发射机的成本高、功率小、效率低、体积大。而具有成本低、功率大、效率高、体积小的自激振荡式发射机（磁控管）则不能测速。因此有必要提供一种测速脉冲雷达及其测速方法。本发明的的测速脉冲雷达及其测速方法可以应用在民用雷达上，也可以应用在军用国防等领域，如果本发明的技术方案涉及到国防等国家重大利益，申请人非常愿意将本申请转为保密专利。

本发明公开了一种一种脉冲测速雷达，包括第一光纤延时器、第一光/电转换装置、双工装置、放大器、相参处理器、天线；所述第一光纤延时器通过第一光/电转换装置连接相参处理器，所述第一光纤延时器用于产生延迟脉冲信号；所述双工装置连接天线和放大器，所述双工装置一方面将信号通过天线发射出去，另外一方面将接收的脉冲信号送入放大器进行放大；所述放大器连接相参处理器，所述放大器放大后的脉冲信号送入相参处理器，每个发射脉冲的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参。

优选地，上述光纤延时器包括光纤延迟线和光纤环，所述光纤延迟线和光纤环连接；所述光纤环依序连接可切换耦合器、光放大器、光频隔离器、环开关，所述可切换耦合器用于将光脉冲耦合进光纤环，或者将光脉冲从光纤环中耦合出来；光放大器用于维持光脉冲的强度；光频隔离器用于使光脉冲在一个方向上循环；环开关用于清空光纤环，以便接收新的脉冲。

优选地，上述测速脉冲雷达包括第二光纤延时器、第一电/光转换装置，所述第一电/光转换装置连接第二光纤延时器，所述第一电/光转换装置用于将接收到的脉冲信号进行电/光转换后一部分送入天线，另一部分送入第一光纤延时器。

本发明还公开了一种测速脉冲雷达的测速方法，其包含以下步骤：

步骤一、第一光纤延时器接收脉冲信号后进行延时，得到延时后的脉冲信号，延时后的脉冲信号送入第一光/电转换装置进行光/电转换，转换后的信号送入相参处理器；

步骤二、双工装置一方面将信号通过天线发射出去，另外一方面将接收的脉冲信号送入放大器进行放大，所述放大器放大后的脉冲信号送入相参处理器；

步骤三、相参处理器将来自步骤一和步骤二的信号进行相参处理，每个发射脉冲的回波只与该脉冲的延迟复制脉冲相参，相参处理后得到基带多普勒信号。

优选地，上述步骤一中的延时具体包含以下步骤：

步骤1.可切换耦合器将光脉冲耦合进光纤环，耦合后的光脉冲送入光放大器；

步骤2.光放大器放大输出的信号送入光频隔离器，使光脉冲在一个方向上循环；

步骤3. 光频隔离器输出的信号通过环开关后输出给可切换耦合器，可切换耦合器将光脉冲从光纤环中耦合出来。