[发明专利]一维转动一维MIMO雷达的快速全空域告警方法及系统

说明书

本发明公开了一维转动一维MIMO雷达的快速全空域告警方法及系统；在雷达近距工作模式下，MIMO雷达天线发射宽波束，覆盖方位或俯仰维度。俯仰或方位维度通过一维机构转动，扫描覆盖全空域。所述一维机构包含机座、Y轴框架、轴承和驱动组件。这种MIMO雷达天线宽波束与一维机构相结合的方式，使搜索速度非常快，成本低，搜索方式简单，尤其适合近距快速全空域搜索。

技术领域

本发明涉及航天领域，尤其涉及一种一维转动一维MIMO雷达的快速全 空域告警方法及系统，可应用于近距离模式全空域的快速搜索领域。

背景技术

雷达在近距搜索模式下，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达全向发射相互正交的信号，使得多发射波形在空间不能同相位 叠加，这样发射波束无法形成高增益的窄波束，而是形成低增益的宽波束， 因此发射波束能够覆盖很宽的扇区。MIMO雷达在接收时，采用数字延时或 波束形成(Digital Beam Forming,DBF)技术形成多个高增益的数字接收波束， 多波束将覆盖发射宽波束所照射的空域范围，由于发射宽波束照射一个角度 很宽的扇区，这使MIMO雷达几乎可以始终探测到很广的区域范围。因此， 在近距搜索条件下，满足搜索威力的情况，MIMO雷达结合一维机构能够实 现全空域的快速搜索。

一种基于星载雷达的相扫机扫结合的空域搜索方法(CN102680968A)， 在俯仰维采用相位扫描、在方位维采用机械扫描的搜索方法。一种基于全空 域预警一维旋转相控阵雷达的快速搜索方法(CN106249230A)中，方位维 采用机械扫描，俯仰维采用相位扫描的搜索同步进行的方法。两种方法在空 域搜索的过程中都需要进行相位波位扫描，扫描速度相对较慢，扫描方式复 杂，并且专利一在搜索的过程中需要停机构。

通过MIMO雷达天线发射宽波束覆盖整个方位维度，方位维不需要扫 描，俯仰维为结合一维机构扫描覆盖整个空域。因此，本发明扫描速度非常 快，扫描方式简单，在搜索全空域的过程中机构不需要停止，便于实现，成 本低。

发明内容

本发明的目的在于提供一维转动一维MIMO雷达的快速全空域告警方 法及系统，利用MIMO雷达发射的宽波束能够覆盖很宽的空域范围，同时结 合一维机构在俯仰维的机动特性，达到近距全空域快速搜索的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种一维转动一维MIMO 雷达系统，在雷达近距工作模式下，MIMO雷达天线发射宽波束，覆盖第一 维度；并且，通过一维机构在第二维度转动，扫描覆盖全空域；第一维度是 方位维度，第二维度是俯仰维度；或者，第一维度是俯仰维度，第二维度是 方位维度。

可选地，所述一维机构包含机座、Y轴框架、轴承和驱动组件；对应于 第二维度的搜索范围为[-α_max,α_max]，搜索角速度为Δθ°/s，Y轴的转动带动 MIMO雷达天线在第二维度的运动，以及送出天线指向角度信息，实时获得 天线位置角度信息。

可选地，所述轴承是真空镀钼角接触球轴承，同时承受径向和轴向载荷。

可选地，所述驱动机构包含步进电机、谐波减速器和旋转变压器，对一 维机构的转动速度与转动角度进行控制。

可选地，所述MIMO雷达天线为线性布阵，在第二维度的方向以每一列 M个阵元为一个阵列，在空间形成窄波束，构成阵列数为N的一维MIMO， 子阵之间没有重叠；各个子阵均发射覆盖相同范围的低增益宽波束；同一子 阵内的各个阵元间发射的信号相同，而每个子阵之间发射的信号是相互正交 的。

可选地，MIMO天线阵元为收发共用的，阵元间距为d；阵元数目为M ×N，第二维度对应方向的阵元数目为M，第一维度对应方向的阵元数目为 N。