[发明专利]一种搜索跟踪空中目标的动中通地面系统及其运行方法

摘要

本发明一种搜索跟踪空中目标的动中通地面系统及其运行方法，本系统与上位机连接的数字信号处理器控制整个系统。4X2的天线阵安装于直流电机驱动的天线座，不同波束的切换和天线座的转动实现俯仰方向和水平方向的覆盖。数字信号处理器经8路I/O接口与射频处理模块连接，控制8路天线微波开关，天线单元接收的信号经射频处理后输入数字信号处理器，得到信号的能量和相位差，以判断目标方位。其运行方法为开机后处于待机状态，据上位机指令进入发射状态、搜索状态或跟踪状态，按指令的波束号和水平方位等进行发射、搜索或跟踪工作，本发明上位机对系统控制，各状态可快速切换，实现360°方位扫描和不同高度的波束切换，搜索快速，跟踪可靠。

主权项

1.一种搜索跟踪空中目标的动中通地面系统，包括天线阵、射频处理模块、直流电机、模数转换模块和数字信号处理器；上位机与数字信号处理器连接，操作人员通过上位机的人机界面发送指令至数字信号处理器，数字信号处理器根据上位机指令控制整个系统工作；其特征在于：所述天线阵包括4X2的天线阵列平面，该平面安装于天线座上、与水平面成45度角，天线阵列平面上每一排的一对天线单元发射的波束覆盖俯仰方向的22.5度，即本天线阵的4对天线单元从水平面的0°到竖直面的90°共分布4对波束，每个天线单元对应一个波束号；天线座的转动轴与水平面垂直，直流电机连接驱动天线座的转动轴；射频处理模块的8个微波开关分别与天线阵的8个天线单元连接；数字信号处理器与直流电机连接，控制天线座转动轴的转动；数字信号处理器通过8路输入/输出接口与射频处理模块连接，发送控制天线微波开关的导通与断开的指令，每次导通一对俯仰方向高度相同的天线单元的微波开关，微波开关导通的天线单元发射或接收射频信号，接收的射频信号送入射频处理模块，射频处理模块的输出端经模数转换模块与数字信号处理器输入端连接；射频处理模块接收当前导通的天线阵中某对天线单元的射频信号，对两路信号进行下变频处理，然后进行相减与相加，得到的差路及和路信号经模数转换模块输入数字信号处理器；数字信号处理器对射频处理模块传送的信号采样并处理，得到水平方向高度相同的两个天线接收信号的能量和相位差；所述数字信号处理器包括中心控制处理模块、波束切换模块、直流电机模块和DDC模块；中心控制处理模块包括总控子模块、发射子模块、搜索子模块、跟踪子模块；总控子模块与上位机连接，接收上位机指令，根据已设定的格式转译并发送给相关子模块；总控子模块连接发射子模块、搜索子模块和跟踪子模块，根据上位机指令向相关子模块发送控制命令，并保存上位机指令；发射子模块、搜索子模块和跟踪子模块连接并控制波束切换模块和直流电机模块；波束切换模块的输入端连接发射子模块、搜索子模块和跟踪子模块，接受指令，波束切换模块的输出端连接4对输入/输出接口，每次只能打开一对输入/输出接口或全部关闭；直流电机模块的输出端连接直流电机，根据指令设置直流电机的转速和角度、控制直流电机的运行，或者根据指令查询直流电机当前的水平方位角；DDC模块的输入端经模数转换模块连接射频信号处理模块，接收差路及和路信号，对其进行正交下变频低通滤波，得到I、Q两路信号并取模，求得和路信号的模值及两个天线单元接收信号的相位差，DDC模块将和路信号模值送入搜索子模块，将和路信号模值和接收信号相位差送入跟踪子模块。