[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

说明书

本发明涉及一种星载多基线双波段雷达系统及其空间目标探测方法，系统包括：S波段雷达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；目标搜索处理子系统处理S波段雷达的回波信号，实现大范围空间目标的检测，获得目标粗略位置和速度；Ka波段雷达根据空间目标信息，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；S波段雷达与Ka波段雷达共孔径；目标跟踪与干涉测量子系统根据Ka波段雷达不同工作模式，对多个探测区域目标进行持续跟踪，得到目标实时轨迹信息，或对同一探测区域目标进行干涉测量，得到目标位置信息。可实现空间批量目标的高精度定位与跟踪。

技术领域

本发明涉及星载雷达探测技术领域，尤其涉及一种星载多基线双波段雷达系统及其空间目标探测方法。

背景技术

高价值在轨飞行器对空间目标的大范围探测与跟踪需求日益迫切，我国主要靠光学相机对空间目标进行侦察与确认，但其存在逆光探测盲区的问题，微波雷达可有效解决此问题，实现空间目标全天时全天候的预警监视。空间目标的探测雷达绝大部分采用传统的单站多普勒技术，该技术也较为成熟，但单站雷达受工作体制限制，面对空间分布广泛的弱小空间目标，难以通过提高功率孔径增益积来实现目标的远距离大范围搜索与跟踪。

因此，亟待探索双波段雷达系统来解决上述问题。利用低频段雷达对目标进行大范围搜索，利用高频段雷达对目标进行持续跟踪，以降低雷达系统多维资源的冲突与优化配置。双波段雷达已在我国055型驱逐舰、美国阿利伯克级驱逐舰等平台得到充分验证，大幅度提升复杂多目标场景下的大范围搜索与多目标持续跟踪等能力。另一方面可以采用高频段雷达进行多基线干涉定位，实现对于空间目标的高精度定位跟踪。

但是，对于微波雷达，需要足够大的天线口径来保证增益，双波段的引入意味着更大的载荷重量。如果简单的将多个天线拼凑在一起，天线的整体体积过大，系统平台可能无法安装。因此，基于共孔径设计的多波段星载微波雷达，将是未来重要的发展趋势之一。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种星载多基线双波段雷达系统及其空间目标探测方法，可解决大范围搜索和批量目标跟踪等多任务之间的资源冲突，同时可实现空间批量目标的高精度定位与跟踪。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种星载多基线双波段雷达系统，包括：S波段数字阵列雷达、目标搜索处理子系统、Ka波段相控阵雷达和目标跟踪与干涉测量子系统，

所述S波段数字阵列雷达，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，用于处理所述S波段数字阵列雷达的回波信号，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，用于根据所述S波段数字阵列雷达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波段数字阵列雷达与所述Ka波段相控阵雷达构成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，用于根据所述Ka波段相控阵雷达不同的工作模式，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。

根据本发明的一个方面，所述S波段数字阵列雷达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。

根据本发明的一个方面，所述目标搜索处理子系统用于处理所述S波段数字阵列雷达的P路回波信号，包括：数字波束合成处理模块、长时间相参处理模块和目标检测模块，