一种雷达的波束形成系统及基于其的发射和接收方法与流程

文档序号:23832742发布日期:2021-02-03 18:36阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种雷达的波束形成系统,其特征在于,包括若干个第一光合波/分波器件和若干组光时延组件,还包括一个第二光合波/分波器,每组光时延组件的一端连接一个第一光合波/分波器,另一端共同连接第二光合波/分波器;每组光时延组件包括光色散时延组件和光传输时延组件,所述光色散时延组件包括若干间隔排列的色散时延器件和光开关,所述光传输时延组件包括若干间隔排列的传输时延器件和光开关;所述第一光合波/分波器件以及第二光合波/分波器均为光合波器件时,波束形成系统实现光波束的接收,所述第一光合波/分波器件以及第二光合波/分波器均为光分波器件时,波束形成系统实现光波束的发射。2.一种雷达的波束接收方法,其特征在于,基于权利要求1所述波束形成系统,其中波束形成系统的第一光合波/分波器件以及第二光合波/分波器均为光合波器件,所述接收方法包括如下步骤:根据雷达系统指标中的波束扫描最大角度和波束扫描步进,确定波束扫描水平位数和波束扫描垂直位数;确定阵面中的每一路光通道的光波长或光频率;全部光通道的光都进入第一光合波器件,其中各光通道的光按行或按列进入同一个第一光合波器件;每个第一光合波器件将光输入到相应的光时延组件,采用色散时延法和传输时延法对各光通道进行扫描;将基于水平维度扫描和垂直维度扫描的每行/列的光通过第二光合波器合成为一路。3.一种雷达的波束发射方法,其特征在于,基于权利要求1所述波束形成系统,其中波束形成系统的第一光合波/分波器件以及第二光合波/分波器均为光分波器件,所述发射方法包括如下步骤:根据雷达系统指标中的波束扫描最大角度和波束扫描步进,确定波束扫描水平位数和波束扫描垂直位数;确定阵面中的每一路光通道的光波长或者光频率;波束进入第二光分波器件,进行光波长或者光频率分解后分别进入不同的光时延组件;采用色散时延法或传输时延法对各光通道进行扫描;将扫描后的各光通道的光通过相应的第一光分波器分波到不同光路中,进行发射。4.根据权利要求2所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,采用色散时延法和传输时延法对各光通道进行扫描,具体为:采用色散时延法对同一行的光通道进行水平方向扫描;采用传输时延法对同一列的光通道进行垂直方向扫描。5.根据权利要求2所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,采用色散时延法和传输时延法对各光通道完成扫描,具体为:采用传输时延法对同一行的光通道进行水平方向扫描;采用色散时延法对同一列的光通道进行垂直方向扫描。6.根据权利要求4所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,波束水平扫描位数和波束垂直扫描位数的计算公式具体为:
其中,w
水平
为波束水平扫描位数,w
垂直
为波束垂直扫描位数,ceil表示向上取整函数,θ
水平
为波束扫描最大水平角度,θ
垂直
为波束扫描最大垂直角度,δθ
水平
为波束扫描水平步进,δθ
垂直
为波束扫描垂直步进。7.根据权利要求6所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,所述阵面中的每一路光通道的光波长的确定公式具体为:其中,λ
ij
表示第i行第j列的光通道的光波长,1≤i≤m,1≤j≤n,m表示光通道的行数,n表示光通道的列数;所述阵面中的每一路光通道的光频率的确定公式具体为:其中,f
ij
表示第i行第j列的光通道的光频率,1≤i≤m,1≤j≤n,m表示光通道的行数,n表示光通道的列数。8.根据权利要求7所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,采用色散时延法对同一行的光通道进行水平方向扫描,具体为在每一行合成光通道后进入对应的色散时延光开关阵列,所述每个色散时延光开关阵列由w
水平
个色散器件和w
水平
+1个光开关间隔排列,每个色散器件的相对时延量为:其中,表示第w
m
个色散器件的相对时延量,|τ
fix水平
|为每一行光通道的初始色散相对时延差的绝对值,|τ
fix水平
|=d
水平
×
sin(θ
水平
)/c,d
水平
为阵面水平方向相邻通道间距,c为光速,0
水平
为水平方向扫描的单向最大角度,w
m
为1到w
水平
之间的整数。9.根据权利要求8所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,采用传输时延法对同一列的光通道进行垂直方向扫描,具体为经过色散时延光开关阵列的每一行合成光通道进入对应的传输时延光开关阵列,所述每个传输时延光开关阵列由w
垂直
个色散器件和w
垂直
+1个光开关间隔排列,每个色散器件的相对时延量为:其中,表示第w
n
个传输器件的相对时延量,|τ
fix垂直
|为每一列光通道的初始传输相对时延差的绝对值,|τ
fix垂直
|=d
垂直
×
sin(θ
垂直
)/c,d
水平
为阵面垂直方向相邻通道间距,c为光速,θ
垂直
为垂直方向扫描的单向最大角度,w
n
为1到w
垂直
之间的整数。10.根据权利要求9所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,基于水平维度扫描和垂直维度扫描的每一行的光进入光功分器后被合成为一路光,形成波束。
11.根据权利要求10所述的雷达的波束接收方法,其特征在于,所述传输器件由光介质或光波导组成。
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