[实用新型]单天线多极化调频连续波雷达

说明书

本发明涉及一种应用了调频波的发射并应用了接收信号或由其产生的信号与本机产生的和同时发射的信号有关的信号进行差拍给出的拍频信号，测定目标位置数据的雷达系统；且涉及到测量有关入射角、频率、极化的目标后向散射特性的雷达。

雷达依靠发射和接收电磁波从周围环境中获得信息，利用不同极化的调频连续波雷达能获得更为丰富的目标特征的信息，就线性极化而言，根据发射、接收电磁波的状态组合，有VV、HH、VH、HV四种组合状态。

常用的调频连续波雷达有：

单天线单极化调频连续波雷达，由收发天线、双工器、发射器、接收器构成，如美国专利US4210023提供的雷达，仅能提取目标的距离信息，其应用范围受到限制。

单天线双极化调频连续波雷达，采用机械转动的方式调整馈源或天线极化的方向，可获得VV、HH两种极化组合，存在的缺陷是：

ⅰ、惯性大，极化状态切换速度慢，只能达到秒级；

ⅱ、运动部件的定位精度和重复性会直接影响极化纯度和测量精度；

ⅲ、会增加对电磁波的遮挡，且增加馈线损耗。

双天线多极化调频连续波雷达，如1985年10月《应用科学学报》第3卷第4期提供的雷达，由双工器、发射器和接收器、收与发两个天线连同它们各自的极化旋转器构成。以轴线间距离最短，来达到待测目标上同时被收、发天线照射的区域最大，但难以做到两个天线的照射区域在所有作用距离内均互相重合，导致目标散射系数的测量误差增大，置信度降低，当照射距离近时尤其严重，同时还存在体积大、笨重、造价高等缺点。

本发明的任务在于提供一种能实现VV、HH、VH、HV等四种极化状态组合的单天线多极化调频连续波雷达，特别是在测量目标散射系数时具有较高的测量精度和置信度。

图面说明：

图1为单天线多极化调频连续波雷达的复合天线结构示意图。图中1－主反射面，2－次反射面，3－极化馈源，4－极化馈源，K1－极化切换开关，L－馈线，A、B－由极化馈源3发出经次反射面2和主反射面1反射的波束，A′、B′－由极化馈源4发出于次反射面2透射和主反射面1反射的波束。

图2为次反射面2结构的正视图。

图3为实现VV、HH极化组合的单天线多极化调频连续波雷达的结构示意图。图中Ⅰ－双工器，F－发射器，J－接收器，其余标记与图1相同。

图4为实现VV、HH、VH、HV极化组合的单天线多极化调频连续波雷达的结构示意图，图中Ⅱ－双工器，K2－极化切换开关，其余标记与图3相同。

以下结合附图说明详细叙述本发明的具体内容：

本发明的单天线多极化调频连续波雷达包括复合天线，极化切换装置，发射器及接收器。所采用的复合天线是单天线，由主反射面1、次反射面2、极化馈源3、极化馈源4以及馈线L组成，其中主反射面1、次反射面2、极化馈源3、极化馈源4共线配置。主反射面1是抛物面，次反射面2的廓面是双叶双曲面，由平行的金属栅条构成，其焦点与主反射面的焦点重合，极化馈源3口径面布置在主反射面1的顶点和次反射面2之间，极化馈源3的极化方向与次反射面2金属栅条平行，使电磁波呈全反射，极化馈源4的相位中心位于主反射面1的焦点上。极化馈源3和极化馈源4均带有馈线L，馈线L与极化切换装置的一个或多个极化切换开关连接。由极化馈源3发射的波束经次反射面2和主反射面1反射，其反射的波束以A、B表示；由极化馈源4发射的波束透过次反射面2的金属栅条经主反射面1反射，其反射波束以A′、B′表示。由于次反射面2的焦点与主反射面1的焦点重合和极化馈源4的相位中心位于主反射面1焦点上，使极化馈源4发射的波束到达天线口径面上时所经过的路程相等，从而保证了天线口径面为同相位面。同样，从极化馈源3相位中心发出的波束经次反射面2和主反射面1反射到达天线口径面所经过的路程相等，亦在天线口径面形成同相位面。

如图2所示，由相互平行的金属栅条构成的次反射面2，其廓面是双叶双曲面，安装时栅条方向必须与极化馈源3的极化方向一致。次反射面2也可由用金属镀复的非金属材料的栅条制成。

以下结合实施例进一步说明单天线多极化调频连续波雷达的结构和工作原理。

实施例1：