[发明专利]星载多基线双波段雷达系统及其空间目标探测方法

权利要求书

1.一种星载多基线双波段雷达系统，其特征在于，包括：S波段数字阵列雷达(10)、目标搜索处理子系统(20)、Ka波段相控阵雷达(30)和目标跟踪与干涉测量子系统(40)，

所述S波段数字阵列雷达(10)，用于发射宽波束信号和接收目标回波信号，实现大范围空间目标搜索，得到空间目标信息；

所述目标搜索处理子系统(20)，用于处理所述S波段数字阵列雷达(10)的回波信号，实现大范围空间目标的搜索和检测，获得粗略的目标位置和速度信息；

所述Ka波段相控阵雷达(30)，用于根据所述S波段数字阵列雷达(10)输出的空间目标信息，接收不同探测区域的目标回波信号并对目标进行批量跟踪，或对同一探测区域的目标进行干涉测量，获得高精度的目标位置信息；所述S波段数字阵列雷达(10)与所述Ka波段相控阵雷达(30)构成S/Ka双波段共孔径雷达系统；

所述目标跟踪与干涉测量子系统(40)，用于根据所述Ka波段相控阵雷达(30)不同的工作模式，同时对多个探测区域的目标进行持续跟踪，得到目标的实时轨迹信息，或对同一探测区域的目标进行干涉测量，得到目标的精确位置信息；

所述S波段数字阵列雷达(10)的天线与所述Ka波段相控阵雷达(30)的天线采用嵌套共孔径的方式和稀疏孔径优化技术，形成S/Ka双波段共孔径天线；

所述S波段数字阵列雷达(10)采用全数字阵列体制，包含P个天线单元模块，每个天线单元模块均发射宽波束信号并接收目标回波信号，实现P组波束的收发，并且各组波束之间的信号相互正交；

所述目标搜索处理子系统(20)用于处理所述S波段数字阵列雷达(10)的P路回波信号，包括：数字波束合成处理模块(201)、长时间相参处理模块(202)和目标检测模块(203)，

所述数字波束合成处理模块(201)，用于对P路回波信号进行空域数字波束合成，实现高增益窄波束对观测区域的扫描；

所述长时间相参处理模块(202)，用于对合成后的回波信号在时间维上进行积累，提高目标的回波信噪比；

所述目标检测模块(203)，用于对所述长时间相参处理模块(202)输出的信号进行目标检测，提取目标的位置、速度信息，并传递给Ka波段相控阵雷达；

所述Ka波段相控阵雷达(30)包含一个发射天线和三个接收天线，所述三个接收天线分别构成两条用于对目标进行干涉测量的正交基线；其中，所述三个接收天线分别为第一接收天线、第二接收天线和第三接收天线，所述第一接收天线和所述第二接收天线构成俯仰向接收基线，所述第一接收天线和所述第三接收天线构成方位向接收基线，所述俯仰向接收基线和所述方位向接收基线相互垂直；

所述目标跟踪与干涉测量子系统(40)包括：批量目标跟踪模块(401)和多基线干涉测量模块(402)，

所述批量目标跟踪模块(401)，用于对三个接收天线的回波信号进行目标提取和跟踪，实现多个探测区域的批量目标跟踪；

所述多基线干涉测量模块(402)，用于利用两条正交基线对三个接收天线处理后的回波信号，提取目标的方位向信息和俯仰向信息，得到目标的三维位置信息；

对目标进行干涉测量的过程包括：

步骤710、对第二接收天线和第一接收天线的接收通道的数据进行相干处理，提取俯仰角信息；

步骤720、对第一接收天线的接收通道的数据进行相干处理，获取目标距离信息；

步骤730、对第三接收天线和第一接收天线的接收通道的数据进行相干处理，提取方位角信息；

步骤740、对距离信息、俯仰角信息和方位角信息融合处理，得到目标的三维位置信息，并得到目标的跟踪轨迹。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述S/Ka双波段共孔径天线采用方形微带贴片作辐射单元，划分多个固定方向的栅格。