一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法，针对宽范围、高精度的雷达系统设计问题，步骤如下：1、通过波形和时序设计，使远距离测量发射和接收分时工作，近距离测量采用大带宽、时宽信号，发射接收同时工作；2、采用发射通路、接收通路隔离设计，保证有效的采集接收回波；3、发射泄露信号剔除技术，抑制近距发射泄露信号对回波检测的影响。本发明采用脉冲雷达实现了测量范围15m-16km、测量精度120m以上0.33%*R，120m以下0.4m。
【专利说明】一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种宽范围高精度微波测距雷达系统，属于空间微波雷达测量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]微波测距雷达项目研制来源于探月二期工程中嫦娥三号GNC分系统微波测距测速敏感器的型号研制，为着陆下降过程提供距离信息，测量范围要求15m-16km，精度要求120m 以上 0.33%*R，120m 以下 0.4m。
[0003]目前远距离雷达主要选用脉冲体制，近距雷达测量技术主要有调频连续波和窄脉冲测量技术。
[0004]脉冲测量技术是通过计算接收信号与发射信号的延时来测量距离，通过波形设计，使得发射波门、接收波门在时间上不重合，避免发射链路干扰接收链路，便于提高发射功率，增加作用距离。
[0005]调频连续波测距是通过发射信号和回波信号的差频获得距离，由于发射通道、接收通道同时工作，接收通道会受到发射泄露信号影响，当回波信号被淹没在发射泄露信号中时，调频连续波体制雷达无法工作。因此调频连续波测距技术主要用于近距测量，且工作原理与脉冲延时测距不同，两种体制合成比较困难，不能实现整个着陆过程要求的15m-16km作用范围。
[0006]窄脉冲测量技术属于脉冲测量技术的一种，设计要求发射波门、接收波门在时间上不重合，因此最近距离决定了最大脉冲宽度，测量距离越近，发射波门越窄。窄脉冲测量技术一方面由于发射脉冲窄，导致占空比低，进而影响测量距离；另一方面，由于脉冲窄，其调制带宽较低，因此测量精度低。
[0007]按照着陆过程测距要求近距测量至15m，120m以下测量精度0.4m,经分析要同时满足测量范围和测量精度，测距脉冲宽度需小于100ns，信号带宽大于100M，即调频斜率大于l*1015Hz/s，工程上很难实现。
[0008]窄脉冲近距测量可以通过频率步进综合合成大带宽信号，但其处理方式与普通脉冲测距处理方式有较大差异，难以实现远、近距离统一设计。
【发明内容】
[0009]本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足，提供了一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法，通过波形和时序设计，将脉冲测距与泄露对消技术结合，在工程可实现的前提下，提高发射、接收隔离度，使用脉冲体制实现远、近距高精度脉冲测距。
[0010]本发明技术解决方案:
[0011]一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法，实现方式如下:
[0012](I)雷达发射通道发射信号与雷达接收通道接收信号同时进行，接收天线范围覆盖发射通道使得发射泄露的线性调频信号完整接收；[0013]所述雷达发射信号采用宽脉冲波形，时宽大于3us、信号带宽大于IOOMHz ;
[0014](2)采用收发天线分置，通过增益控制和收发通道隔离保证接收和发射通道隔离度；
[0015]所述发射天线采用阶梯喇机天线，所述接收天线采用光壁喇πΛ天线进而实现天线高隔离度；
[0016](3)发射通道泄露信号剔除:
[0017]设发射信号为S (t):
[0018]
【权利要求】
1.一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法，其特征在于实现方式如下: (1)雷达发射通道发射信号与雷达接收通道接收信号同时进行，接收天线范围覆盖发射通道使得发射泄露的线性调频信号完整接收； 所述雷达发射信号采用宽脉冲波形，时宽大于3US、信号带宽大于IOOMHz ; (2)采用收发天线分置，通过增益控制和收发通道隔离保证接收和发射通道隔离度； 所述发射天线采用阶梯喇叭天线，所述接收天线采用光壁喇叭天线进而实现天线高隔尚度; (3)发射通道泄露信号剔除: 设发射信号为s α):
2.根据权利要求1所述的一种宽范围高精度微波测距雷达系统设计方法，其特征在于:所述测距雷达的发射和接收通道在电装过程内壁贴吸波材料，外部盖板缝隙涂导电胶，提高发射通道和接收通道的隔离度；波导装配完成后涂导电胶，并用钥丝包覆，减小波导泄露。
【文档编号】G01S7/28GK103954937SQ201410142946
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】刘瑞冬, 谭小敏, 党红杏, 王科, 张爱军, 牛文博, 孙嘉 申请人:西安空间无线电技术研究所