[发明专利]脉内空域扫描雷达系统及其接收和处理方法

权利要求书

1.一种脉内空域扫描雷达系统，其特征在于，包括：

脉内扫描发射模块，被配置为通过多样化阵元发射信号，进行阵列天线的脉内扫描发射；

回波信号接收模块，被配置为通过多波束接收进行覆盖空域内目标回波信号的接收；以及

回波信号处理模块，被配置为通过多脉冲相参积累检测，对目标回波信号进行处理。

2.如权利要求1所述的脉内空域扫描雷达系统，其特征在于，在所述脉内扫描发射模块中，N个天线阵元按照一维线性均匀阵列排列，则每个阵元的发射信号为：

s_k(t)＝w_k(t)exp{jφ_k(t)}，

其中k为阵元编号，w_k(t)为信号幅度，φ_k(t)为信号相位。

3.如权利要求2所述的脉内空域扫描雷达系统，其特征在于，信号相位φ_k(t)具有如下形式：

φ_k(t)＝f(t)+g_k(t)，

其中f(t)＝2πf₀t为载频f₀引起的相位项，f(t)中包含发射信号波形。

4.如权利要求3所述的脉内空域扫描雷达系统，其特征在于，当发射线性调频信号时，

其中B为发射信号带宽，T为发射信号时宽，g_k(t)为附加信号引起的相位项：

其中d为阵元间距，λ₀＝c/f₀为信号波长，c为光速，θ_D(t)为发射脉冲时间内发射波束主瓣指向，θ_D(t)根据期望的发射波束主瓣指向扫描方式进行设定。

5.如权利要求4所述的脉内空域扫描雷达系统，其特征在于，当期望发射波束主瓣指向在发射脉冲时间内从-45度线性扫描到+45度时，所述发射脉冲时间内发射波束主瓣指向为：

6.一种如权利要求1所述的脉内空域扫描雷达系统的接收和处理方法，其特征在于，包括：

各阵元的接收信号分路到多个同时多波束接收通道中，多波束接收通道的个数取决于单个波束的波束宽度和扫描空域范围；

在不同的多波束接收通道中，每个阵元的接收信号经过不同的相位加权和累加，以实现某一波束指向上的匹配接收；

每个阵元的接收信号与不同的中心频率进行混频，形成基带信号；

采用匹配滤波处理基带信号，形成脉冲的回波信号，将所述脉冲的回波信号进行压缩，提高脉冲的回波信号的距离分辨率和信号强度；

对多个脉冲的回波信号进行距离多普勒处理，在多普勒域再次增强脉冲的回波信号；

采用二维CFAR方法在距离-多普勒域进行目标检测；

根据目标检测的结果对检测到的目标进行参数估计，给出目标的角度、距离和径向速度的估计结果。

7.如权利要求6所述的脉内空域扫描雷达系统的接收和处理方法，其特征在于，还包括：

波形产生器产生发射信号f(t)，分路到各个天线阵元通道，每个通道通过信号控制子系统在发射信号f(t)上增加频率偏移g_k(t)，通过各个天线阵元发射。

8.如权利要求6所述的脉内空域扫描雷达系统的接收和处理方法，其特征在于，多个接收波束在波束最大幅度的-3dB处交叠，波束覆盖发射波束的空域扫描范围。

9.如权利要求6所述的脉内空域扫描雷达系统的接收和处理方法，其特征在于，目标的角度为10度，距离为10km，径向速度为-24m/s。