一种微波光学共轴复合雷达及其探测方法技术

一种微波光学共轴复合雷达及其探测方法，所述光学相机的光学镜头嵌设在所述微波天线的中心开孔内，确保所述光学相机的光路中心和所述微波天线的中心同轴。本发明专利技术将目标同时置于微波视场和光学视场中，从而更好的融合微波探测和光学探测的优点，使微波和光学的原始测量数据更好的进行融合处理，互为先验信息的快速进行恒星和旁瓣的剔除，快速完成目标搜索和监测的基础上完成微波光学系统联合控制。监测的基础上完成微波光学系统联合控制。监测的基础上完成微波光学系统联合控制。

【技术实现步骤摘要】
一种微波光学共轴复合雷达及其探测方法


[0001]本专利技术涉及卫星有效载荷工程
，尤其涉及一种微波光学共轴复合雷达及其探测方法。

技术介绍

[0002]在远距离光照差时光学雷达探测到的目标的最大亮度和像面尺寸均会小于背景恒星，仅靠亮度和像面尺寸是无法正确剔除背景天体的。光学雷达受背景天体影响较大，需要采用星图匹配等方法完成恒星、行星等背景天体的剔除，才能识别和检测目标。星图匹配需要光学雷达的视场足够大以保证同时看到多颗恒星、行星，光学系统的高精度测量需求要求视场内的角分辨率高。背景天体剔除、高精度、高数据更新率兼具的要求是光学雷达很难达到的。
[0003]微波雷达在目标相对距离较近时目标反射的回波能量增加，目标处于天线副瓣位置时的回波信号都能满足截获条件从而副瓣截获跟踪目标，会在目标的多个散射中心之间来回切换产生角闪烁的情况，使得微波雷达跟踪不稳定。快速识别主副瓣截获并维持对天线主瓣对目标的跟踪以及避免角闪烁的影响是微波雷达很难达到的要求。
[0004]这里的陈述仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种微波光学共轴复合雷达及其探测方法，将目标同时置于微波视场和光学视场中，从而更好的融合微波探测和光学探测的优点，使微波和光学的原始测量数据更好的进行融合处理，互为先验信息的快速进行恒星和旁瓣的剔除，快速完成目标搜索和监测的基础上完成微波光学系统联合控制。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供一种微波光学共轴复合雷达，包含：同轴设置的微波天线和光学相机，以及固定搭载所述微波天线和光学相机的二维运动机构；
[0007]所述光学相机的光学镜头嵌设在所述微波天线的中心开孔内，确保所述光学相机的光路中心和所述微波天线的中心同轴。
[0008]所述微波天线选用平板阵列天线。
[0009]所述平板阵列天线采用压窄波导技术.
[0010]所述微波天线的天线阵面采用圆口径Taylor分布。
[0011]所述光学相机采用L型结构，采用一次折射式光路。
[0012]所述微波天线的中心开孔的尺寸与所述光学相机的光学镜头的尺寸相匹配。
[0013]本专利技术还提供一种微波光学共轴复合雷达的探测方法，若视场内既有恒星又有目标，以微波测量信息的目标轨迹特征区分目标与恒星；若微波受旁瓣影响，以光学测量信息的目标轨迹特征区分目标的主瓣和旁瓣。
[0014]本方明通过将微波雷达和光学雷达采用共轴设计，令微波电轴和光学光轴基本一致，从而更好的融合微波和光学的优点，合理的将目标同时出现在微波和光学的视场中，使
微波和光学的原始测量数据更好的进行融合处理，互为先验信息的快速进行恒星和旁瓣的剔除，快速完成目标搜索和监测的基础上完成微波光学系统联合控制。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提供的一种微波光学共轴复合雷达的结构示意图。
[0016]图2是微波天线的俯视图。
[0017]图3是图2的侧视图。
[0018]图4是光学相机的结构示意图。
[0019]图5是光学相机的光路示意图。
[0020]图6是微波天线和光学相机的共轴示意图。
具体实施方式
[0021]以下根据图1～图6，具体说明本专利技术的较佳实施例。
[0022]如图1所示，本专利技术提供一种微波光学共轴复合雷达，包含：同轴设置的微波天线1和光学相机2，以及固定搭载所述微波天线1和光学相机2的二维运动机构3。
[0023]微波天线作为一个重要的电磁波接收与辐射装置，可以提供和、方位差、俯仰差三通道信息。若需要将光学相机和微波天线置于同一坐标系下，则需要微波天线具有一定的轻型化和可开口设计的原则。如图2和图3所示，所述微波天线1选用平板阵列天线，平板阵列天线具有增益高、旁瓣低、重量轻、结构紧凑等优点，加之平板阵列天线可以采用压窄波导技术，从而能有效改善天线的转动半径，减小转动惯量，提高天线系统的运动特性。所述微波天线1的天线阵面采用圆口径Taylor分布，所述微波天线1的中心具有开孔101，所述中心开孔101的尺寸与所述光学相机2的光学镜头201的尺寸相匹配，用以容纳所述光学相机2。
[0024]为使相机光轴和微波电轴能够统一，采用光学相机嵌入微波天线正中心，因此需要令官光学相机实现小型轻量结构紧凑，小型化要求高，口径不能做大，光学能量较小，需要对光路以及镜片材料做优化。如图4所示，所述光学相机2采用L型结构，相机结构主要包括：光学镜头201、遮光罩、信息处理电路盒，光学镜头201主要包括镜座、镜筒、隔圈、压圈和探测器组件等。
[0025]光学镜头通过CMOS可见光图像传感器获取高质量图像。由于安装位置受限，不可以直接采用透射式光路，光学系统采用传统的单镜头透射式光路设计，为满足安装要求采用一次折射式光路。如图5所示，采用了由8片球面透镜加一片反射镜组成的双高斯型镜组。
[0026]如图6所示，所述光学相机2的光学镜头201嵌设在所述微波天线1的中心开孔101内，确保所述光学相机2的光路中心和所述微波天线1的中心同轴，即，所述微波天线1和所述光学相机2位于同一坐标系内，互为先验信息的快速进行恒星、旁瓣的剔除，所述微波天线1的微波电轴和所述光学相机2的光学光轴一致，从而使得目标必然会同时出现在微波和光学的视场中。
[0027]光学相机测角功能以雷达的初步定位信息为输入，目标不在视场内不测角。若视场内既有恒星又有目标，以微波测量信息的目标轨迹特征区分目标与恒星。若微波受旁瓣影响，以光学测量信息的目标轨迹特征区分目标的主瓣和旁瓣。
[0028]所述光学相机2和微波天线1安装成一体后，将固定在一起的光学相机2和微波天线1固定安装到所述二维运动机构3上，这样进行空域搜索或跟踪时，就可以保证光学相机2和微波天线1的视场完全一致。
[0029]根据实际需要，可以更改微波天线的设计和中心开孔的大小以配合光学镜头的共轴安装。
[0030]根据实际需要，可以更改光学镜头的设计和结构，以配合微波天线的共轴安装。
[0031]根据实际需要，可以更改复合雷达的运动方式，使微波视场和光学视场始终处于同一空间。
[0032]本专利技术适配于星载复合雷达的设计，且可拓展应用至其他系列复合多传感器共轴设计中。
[0033]本方明通过将微波雷达和光学雷达采用共轴设计，令微波电轴和光学光轴基本一致，从而更好的融合微波和光学的优点，合理的将目标同时出现在微波和光学的视场中，使微波和光学的原始测量数据更好的进行融合处理，互为先验信息的快速进行恒星和旁瓣的剔除，快速完成目标搜索和监测的基础上完成微波光学系统联合控制。
[0034]需要说明的是，在本专利技术的实施例中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波光学共轴复合雷达，其特征在于，包含：同轴设置的微波天线和光学相机，以及固定搭载所述微波天线和光学相机的二维运动机构；所述光学相机的光学镜头嵌设在所述微波天线的中心开孔内，确保所述光学相机的光路中心和所述微波天线的中心同轴。2.如权利要求1所述的微波光学共轴复合雷达，其特征在于，所述微波天线选用平板阵列天线。3.如权利要求2所述的微波光学共轴复合雷达，其特征在于，所述平板阵列天线采用压窄波导技术。4.如权利要求2所述的微波光学共轴复合雷达，其特征在于，所述微波天线的天线阵面采用圆口径Ta...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪微，江利中，李鸿志，赵建华，焦美敬，邹波，黄勇，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：