方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法及系統(tǒng)。采用X圈目標監(jiān)視模式和一圈氣象探測模式相互交替的方式執(zhí)行，有效解決了目標監(jiān)視功能要求的高掃描數(shù)據(jù)率和氣象探測功能要求的長駐留時間之間的矛盾。在此基礎上，基于時分復用思想，針對速度譜寬較小的氣象探測，設計了一種時分多路快速掃描模式，根據(jù)天線方向圖優(yōu)化波位設置，并采用相鄰脈沖在不同波位間隔發(fā)射的方法，進一步緩解了氣象探測時駐留時間緊張的問題，同時提高了本發(fā)明的全空域氣象基數(shù)據(jù)的更新率。
【專利說明】方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及相控陣雷達【技術領域】，特別涉及一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測的兼容方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目標監(jiān)視雷達要求全空域掃描速率很高，比如在空中交通管理領域應用時，數(shù)據(jù)率需達到4s?IOs才能滿足民航飛行間隔控制所需的誤差要求，保障飛行安全。因此，單面旋轉相控陣雷達須在規(guī)定時間內完成一次體掃描，駐留時間很短。但是，氣象反射率因子是用足夠數(shù)目的不相關樣本進行功率平均，然后通過氣象雷達方程推算得到的，雷達駐留時間足夠長才能滿足估計精度要求。徑向風速和速度譜寬是利用多個樣本間的相位關系推導而來，同樣要求有足夠多的樣本參加計算。與反射率因子估計采用不相關樣本不同，徑向風速和速度譜寬估計要求相鄰樣本間存在強相關性。因此，若要目標監(jiān)視與氣象探測兼容，既需要保證駐留時間設計兼顧目標監(jiān)視和氣象探測功能，還要保證氣象模式下相鄰脈沖相關性設計滿足不同基數(shù)據(jù)估計要求，是本領域目前的技術難題。
[0003]目前對相控陣雷達增加氣象探測功能的研究一般基于兩維相位掃描的相控陣雷達平臺，由于波束可在方位和俯仰自由調度，其工作模式設計靈活，易于實現(xiàn)目標監(jiān)視和氣象探測兼容。針對民用領域的應用，方位旋轉相控陣雷達具有低成本優(yōu)勢，在該平臺上增加氣象探測功能更具實用價值。但是方位旋轉相控陣雷達僅在俯仰相位掃描，波束調度自由度降低，兼容工作模式設計難度顯著增加。
[0004]目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供了一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法，有效解決了目標監(jiān)視功能要求的高掃描數(shù)據(jù)率和氣象探測功能要求的長駐留時間之間的矛盾，實現(xiàn)了目標監(jiān)視與氣象探測兩種功能兼容。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法，其特征在于，包括:采用X圈目標監(jiān)視與一圈氣象探測交替執(zhí)行，X大于等于I;
[0007]其中，在執(zhí)行氣象探測時，在所需探測的每一方位上分配駐留時間，在該駐留時間內對每一方位采用時分多路掃描的方法，包括:先控制方位旋轉相控陣雷達的波束在一方位上從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射一個脈沖，然后調度方位旋轉相控陣雷達的波束至第一波位，從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射第二個脈沖，如此循環(huán)執(zhí)行，直至在方位上所分配的駐留時間結束，方位旋轉相控陣雷達轉至下一方位重復執(zhí)行時分多路掃描的方法。
[0008]較佳的，每一波位的中心仰角都不在其他波位的俯仰波束方向圖的強副瓣區(qū)，以避免旁瓣二次回波的干擾。
[0009]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，還提供了一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)，有效解決了目標監(jiān)視功能要求的高掃描數(shù)據(jù)率和氣象探測功能要求的長駐留時間之間的矛盾，實現(xiàn)了目標監(jiān)視與氣象探測兩種功能兼容。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0010]一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)，包括:
[0011]資源管理模塊，用以切換方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)的工作模式，工作模式包括:采用X圈目標監(jiān)視與一圈氣象探測交替執(zhí)行的目標監(jiān)視與氣象探測兼容模式，X大于等于I;
[0012]波形發(fā)生器，連接資源管理模塊，用以根據(jù)資源管理模塊的控制產生脈沖；
[0013]波控設備，連接資源管理模塊，用以根據(jù)資源管理模塊的控制調整方位旋轉相控陣雷達的俯仰波束方向；
[0014]其中，在執(zhí)行氣象探測時，資源管理模塊在所需探測的每一方位上分配駐留時間，由波控設備調度波束在駐留時間內對每一方位采用時分多路掃描的方法，包括:先控制方位旋轉相控陣雷達的波束在一方位上從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射一個脈沖，然后調度方位旋轉相控陣雷達的波束至第一波位，從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射第二個脈沖，如此循環(huán)執(zhí)行，直至在方位上所分配的駐留時間結束，方位旋轉相控陣雷達轉至下一方位重復執(zhí)行時分多路掃描的方法。
[0015]較佳的，每一波位的中心仰角都不在其他波位的俯仰波束方向圖的強副瓣區(qū)，以避免旁瓣二次回波的干擾。
[0016]較佳的，還包括:
[0017]顯控設備，連接資源管理模塊，用以數(shù)據(jù)顯示以及控制資源管理模塊；
[0018]信號處理模塊，連接資源管理模塊，用以根據(jù)工作模式切換對應的信號處理程序;
[0019]數(shù)據(jù)處理模塊，連接信號處理模塊和顯控設備，用以在執(zhí)行目標監(jiān)視時，根據(jù)對應的信號處理程序將方位旋轉相控陣雷達采集到的目標點跡信息形成航跡信息并傳輸至顯控設備進行顯示，在執(zhí)行氣象探測時，根據(jù)對應的信號處理程序將方位旋轉相控陣雷達采集到的氣象基數(shù)據(jù)形成氣象分色顯示信息，并對航跡信息進行外推，將氣象分色顯示信息以及航跡信息一起傳輸至顯控設備進行顯示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1所示的是本發(fā)明的兼容方法示意圖；
[0021]圖2所示的是本發(fā)明的時分多路掃描順序示意圖；
[0022]圖3所示的是本發(fā)明的時分多路掃描的俯仰波束方向圖；
[0023]圖4所示的是本發(fā)明的資源管理技術實現(xiàn)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]為了便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本發(fā)明實施例的限定。
[0026]圖1所示的是本發(fā)明的兼容方法示意圖，采用目標監(jiān)視與氣象探測“X+1”兼容模式。該兼容模式采用X圈目標監(jiān)視與I圈氣象探測交替執(zhí)行的方式，X大于等于1，完成兩種功能的兼容。其設計方法描述如下。
[0027]假設天線方位旋轉一圈的時間為Ttl，定義“X+1”模式下目標監(jiān)視等效平均數(shù)據(jù)更新時間:
【權利要求】
1.一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法，其特征在于，包括:采用X圈目標監(jiān)視與一圈氣象探測交替執(zhí)行，所述X大于等于I; 其中，在執(zhí)行氣象探測時，在所需探測的每一方位上分配駐留時間，在所述駐留時間內對每一方位米用時分多路掃描的方法，包括: 先控制所述方位旋轉相控陣雷達的波束在一方位上從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射一個脈沖，然后調度方位旋轉相控陣雷達的波束至所述第一波位，從所述第一波位至所述第N波位分別依次發(fā)射第二個脈沖，如此循環(huán)執(zhí)行，直至在所述方位上所分配的所述駐留時間結束，方位旋轉相控陣雷達轉至下一方位重復執(zhí)行所述時分多路掃描的方法。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容方法，其特征在于，每一波位的的中心仰角都不在其他波位的俯仰波束方向圖的強副瓣區(qū)，以避免旁瓣二次回波的干擾。
3.一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)，其特征在于，包括: 資源管理模塊，用以切換所述方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)的工作模式，所述工作模式包括:采用X圈目標監(jiān)視與一圈氣象探測交替執(zhí)行的目標監(jiān)視與氣象探測兼容模式，所述X大于等于I; 波形發(fā)生器，連接所述資源管理模塊，用以根據(jù)所述資源管理模塊的控制產生脈沖； 波控設備，連接所述資源管理模塊，用以根據(jù)所述資源管理模塊的控制調整方位旋轉相控陣雷達的俯仰波束方向； 其中，在執(zhí)行氣象探測時，資源管理模塊在所需探測的每一方位上分配駐留時間，由波控設備調度波束在所述駐留時間內對每一方位采用時分多路掃描的方法，包括:先控制所述方位旋轉相控陣雷達的波束在一方位上從第一波位至第N波位分別依次發(fā)射一個脈沖，然后調度方位旋轉相控陣雷達的波束至所述第一波位，從所述第一波位至所述第N波位分別依次發(fā)射第二個脈沖，如此循環(huán)執(zhí)行，直至在所述方位上所分配的所述駐留時間結束，方位旋轉相控陣雷達轉至下一方位重復執(zhí)行所述時分多路掃描的方法。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)，其特征在于，每一波位的中心仰角都不在其他波位的俯仰波束方向圖的強副瓣區(qū)，以避免旁瓣二次回波的干擾。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種方位旋轉相控陣雷達目標監(jiān)視與氣象探測兼容系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 顯控設備，連接所述資源管理模塊，用以數(shù)據(jù)顯示以及控制資源管理模塊； 信號處理模塊，連接所述資源管理模塊，用以根據(jù)所述工作模式切換對應的信號處理程序； 數(shù)據(jù)處理模塊，連接所述信號處理模塊和所述顯控設備，用以在執(zhí)行目標監(jiān)視時，根據(jù)對應的信號處理程序將方位旋轉相控陣雷達采集到的目標點跡信息形成航跡信息并傳輸至所述顯控設備進行顯示，在執(zhí)行氣象探測時，根據(jù)對應的信號處理程序將方位旋轉相控陣雷達采集到的氣象基數(shù)據(jù)形成氣象分色顯示信息，并對所述航跡信息進行外推，將所述氣象分色顯示信息以及所述航跡信息一起傳輸至所述顯控設備進行顯示。
【文檔編號】G01S13/88GK103869309SQ201410111837
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權日:2014年3月24日
【發(fā)明者】葉舟, 尤祖光, 姜偉, 王少剛 申請人:上海航天電子通訊設備研究所