[发明专利]一种多功能相控阵雷达装置及其探测方法

说明书

本发明涉及一种多功能相控阵雷达装置包括天馈分机、收发分机、频率综合与系统监控分机、综合信号与信息处理分机、综合显示与控制分机和电源分机；天馈分机包括雷达阵面和天线网络，天馈分机完成对电磁波信号的辐射和接收；收发分机将电磁信号进行数模转换和上下变频；频率综合与系统监控分机产生激励信号、系统时钟及本振，并进行系统监控；综合信号与信息处理分机完成波束形成，雷达信号处理和数据处理；综合显示与控制分机用于人机交互，信息显示；电源分机提供直流电源。本发明通过一次雷达和二次雷达数据融合，能够获取所有空中目标的实时信息，形成目标综合信息报文和综合态势信息，并进行综合信息显示与上报。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多功能相控阵雷达装置及其探测方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展及低空空域开放，我国民航、通航及无人机行业得到了快速发展，每年增加了大量的民航客机、通航飞机及低空无人机。然而，与此对应的空域感知能力及空域管理能力却严重不足，对空域使用效率提升产生了严重阻碍，对空域飞行安全造成了严重威胁，严重滞后了行业发展。

1994年，伦敦希思罗机场一架波音747客机撞上了一群鸽子后坠毁，机上350名乘客全部遇难。2000年，俄罗斯一架安8运输机发动机吸入一只野天鹅在刚果坠毁，造成21人遇难。2017年5月双流机场，多次发现无人机，威胁客机正常飞行，造成多架次航班延误。2018年2月，在河北省唐山市一架油电混合动力无人机违法飞行，对军、民航造成巨大损失。由于空域管理的滞后，每年在全世界范围内造成了多起航空灾难，造成了巨大的人员伤亡和经济损失。

由此可见，对空中飞行目标进行精确有效探测，对合作目标进行实时高效监视，形成实时空域飞行态势信息，对于保障军航、民航、通航及无人机的飞行安全具有重要现实意义。

目前通用设备对飞行目标的探测与监视性能无法兼顾，存在环境适应能力差、目标探测精度低、搜索数据率低、目标容量小、目标跟踪能力弱、监视能力不足及成本高功能少的缺点。宁焕生等提出一种基于一次雷达的探鸟装置[宁焕生；陈唯实；刘文明；宋建民.移动式雷达探鸟装置]，仅能二维探测飞行目标，不能对合作目标进行监视。孙小波提出一种大视场微光低空无人机探测装置[孙小波.一种大视场微光低空无人机探测装置]，探测飞行目标距离近，环境适应能力弱，不能对合作目标进行监视。周雷等提出一种机动式空管二次雷达[周雷；满曰刚；金小飞；李成；丁飞.机动式大型空管二次雷达]，能够对有机载应答设备的合作飞行目标进行监视，但不能对非合作飞行目标进行探测。现有雷达装置缺乏同时具备对非合作目标的探测与合作目标的监视能力，所获取的目标信息少，精度低，不能形成完整的空域目标态势信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种多功能相控阵雷达装置及其探测方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种多功能相控阵雷达装置，相控阵雷达装置包括天馈分机、收发分机、频率综合与系统监控分机、综合信号与信息处理分机、综合显示与控制分机和电源分机；

所述天馈分机包括雷达阵面和天线网络，所述雷达阵面包括一次雷达阵元及二次雷达阵元，天馈分机完成对电磁波信号的辐射和接收；

所述收发分机包括收发通道，一次雷达TR组件和AD/DA，二次雷达TR组件和AD/DA，收发分机将电磁信号进行数模转换和上下变频；

所述频率综合与系统监控分机包括频率综合和系统监控单元，频率综合与监控分机产生激励信号、系统时钟及本振，并进行系统监控；

所述综合信号与信息处理分机包括数字波束形成单元、信号处理单元和数据处理单元，完成波束形成，雷达信号处理和数据处理；

所述综合显示与控制分机用于人机交互，信息显示；

所述电源分机为系统各分机提供直流电源。