[发明专利]一种基于四维天线阵的多普勒测向装置

权利要求书

1.一种基于四维天线阵的多普勒测向装置，它包括半波长间距排布的天线单元，每个阵元连接的高速射频开关，分别对各振子施以周期性的时间调制，功率放大器，脉冲调制器，连续振荡器，混频器，中频放大器，相位检波器，多普勒滤波器，复杂可编程逻辑器件根据设定的时序控制高速射频开关的通断；连续振荡器产生连续信号，被脉冲调制器转换为脉冲信号，经功率放大后由发射天线辐射出去，目标的回波信号被接收后，由于天线相位中心运动产生的多普勒效应，载波频率发生变化；从发射机引入基准电压，将目标回波信号下变频，进行相干检波后输出差频电压，通过多普勒滤波器滤除高频分量，只保留多普勒频率分量，其阵列法线方向的辐射信号或来波信号多普勒频移为零，偏离法向角度越大，信号的多普勒频移越大；相位中心运动方向迎向观测点时，多普勒频移为正；背离观测点时，多普勒频移为负；因此，利用四维天线阵在天线发射阶段，采用可变口径尺寸时序对阵列进行调制；在天线接收阶段，采用单向运动相位中心时序对阵列进行调制，并根据情况实时改变接收天线导通单元个数，以调整测向范围与测向精度，从而产生对不同方向目标回波信号的多普勒频移量，通过测定回波信号的多普勒频率分量，即可确定目标方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于四维天线阵的多普勒测向装置，其特征还在于其测向范围为

其中，θ表示目标角度，d表示单元间距，N代表天线单元数，M表示导通单元数，脉冲信号带宽为B，λ表示载波波长，prf为脉冲重复频率；

其测向精度为

其中，f_d表示实际的多普勒频率，θ表示目标角度，d表示单元间距，N代表天线单元数，M表示导通单元数，脉冲信号带宽为B，λ表示载波波长；

测向范围和测向精度同时与N-M相关，因此在雷达探测过程中，可以根据具体情况，适时动态地改变N-M，以满足测向范围与测向精度的要求；其中，N代表天线单元数，M表示导通单元数。