【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天基信息获取领域，主要涉及一种卫星单节点探通侦多功能同时工作系统及方法，其基于综合射频传感器和多域多层级的射频及信号处理，完成卫星单节点同时实现电子侦察、雷达探测和通信等功能任务。
技术介绍
1、现代信息化战争中，为实现体系化对抗联合作战能力，天基装备呈现出多功能一体化、软件可定义、智能化、网络化等新特点。近年来，国内外针对具备电子对抗、导航增强、遥感和通信能力于一体的“变色龙”卫星开展了一系列研究，该种卫星采用开放式体系架构，硬件平台实现通用化设计，基于软件分层体系架构理念，彻底隔离软硬件相互影响，实现载荷任务功能软件定义。该种卫星实现雷达探测、电子侦察、通信、电子干扰、导航增强等多种功能的有机融合和资源共享，克服了传统卫星载荷业务功能垂直“烟囱式”发展导致的体积、重量和功耗庞大、平台拥挤、电磁兼容性差等难题，相较于传统骨干卫星先平台后载荷或先载荷后平台“精大贵稀”研产模式具有跨越式提升。该种卫星的特点是通过软件定义在特定的时间段可变身为电子对抗卫星，或导航增强卫星，或遥感卫星，或通信卫星。卫星在实施战术应用时，更强调实时性，因此卫星单节点同时多功能工作模式有极大的应用需求，例如电子侦察与雷达探测或通信同时工作模式，卫星在战场上连续开启电子信号侦收与目标定位功能，雷达成像功能开展目标成像与确认，这期间电子侦察不关机，可以实现连续不受干扰的目标信息获取，同时通信功能持续将电子侦察和雷达成像获取到的目标电磁特征信息、位置信息和成像信息传输给指挥情报中心，从而实现作战效能的大幅提升。
2、传统软件定义多功能
技术实现思路
1、针对天基综合多功能软件定义卫星载荷系统无法支持卫星单节点、同时现电子侦察、雷达探测和通信等多功能要求的问题，本专利技术提供了一种卫星单节点探通侦多功能同时工作系统及方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以解决：
3、一方面，本专利技术提供了一种卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，如图1所示，包括电子侦察接收阵列、电磁带隙结构、探通一体化发射接收阵列、收发波束联合优化模块、射频多抽头滤波对消模块、adc模块、adc/dac模块、自适应数字滤波对消模块、电侦参数测量与定位模块及探通一体化信号波形生成与处理模块，其中：
4、所述电子侦察接收阵列，是由m个工作频段为s～ku的模块化超宽带宽角扫描子阵构成的均匀圆形或l形阵列，其中m为正奇数且m≥4。其中，模块化超宽带宽角扫描子阵称之为电子侦察接收子阵，用于超宽频段(即工作频段为s～ku)电子侦察信号的接收。
5、所述探通一体化发射接收阵列，采用工作频段为x的宽带有源收发阵列，用于雷达通信一体化共用波形的发射及其回波信号的接收。
6、探通一体化发射接收阵列和电子侦察接收阵列之间极化方式相互正交，用于实现对自干扰耦合功率的极化抑制，其中，自干扰耦合功率为探通一体化发射接收阵列耦合泄漏至电子侦察接收阵列的信号功率。
7、所述电磁带隙结构(简称ebg结构)，填充于电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列之间，用于对自干扰耦合功率进行传播域抑制。
8、所述收发波束联合优化模块，连接电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列，用于调整这两者的幅相加权系数，在传播域实现对自干扰耦合功率的对消抑制。
9、综上，在传播域，电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列通过极化方式相互正交+电磁带隙结构+收发波束联合优化多手段联合，实现对自干扰耦合功率的对消抑制。
10、所述射频多抽头滤波对消模块，为模拟k抽头滤波器，k为正整数且k≥4。连接电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列，用于通过调整滤波器各抽头的衰减系数、移相量和延迟时间，对自干扰耦合功率经传播域对消抑制后的残留信号，在模拟域进行对消抑制。
11、所述adc模块，用于对电子侦察接收阵列接收到的经传播域和模拟域对消抑制后的信号进行模拟到数字信号的转换。
12、所述adc/dac模块，连接探通一体化发射接收阵列，用于对探通一体化发射接收阵列发射的雷达通信一体化共用波形或接收到的回波信号进行模拟到数字信号的相互转换。
13、所述自适应数字滤波对消模块，为数字滤波器，连接电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列，用于在数字域对自干扰耦合功率经传播域+模拟域联合对消抑制后的残留信号，在数字域进行对消抑制。
14、所述电侦参数测量与定位模块，用于对电子侦察接收阵列接收到的经传播域+模拟域+数字域联合对消抑制后的信号进行参数测量，并采用干涉仪方法进行非合作目标定位。
15、所述探通一体化信号波形生成与处理模块，用于生成雷达通信一体化共用波形，并对其回波信号进行处理得到被探测目标距离及速度信息，解调解码得到通信信息。
16、另一方面，本专利技术提供了一种基于上述卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，该方法基于本专利技术上述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，如图2所示，具体包括如下步骤：
17、步骤1，根据探通一体化发射接收阵列发射信号的频率范围，设置ebg结构的禁带范围，根据ebg结构的禁带范围调整ebg结构的物理尺寸和材料属性，从而实现在满足使用要求的禁带范围内对自干扰耦合功率进行抑制。
18、其中，物理尺寸和材料属性包括矩形贴片尺寸a、介电常数ε、介质厚度b、接地导电柱半径c，其中a、b、c和ε均为正实数。
19、具体地，设置好禁带范围后，调整方式为：通过在hfss仿真软件中采用本征模求解方式，配合周期边界条件，得到散射模式图，然后调用hfss仿真软件的优化模块，根据禁带范围进对ebg结构的物理尺寸和材料属性调整优化。
20、步骤2，构建收发波束形成自干扰耦合功率抑制方法的数学优化模型，采用该模型计算探通一体化发射接收阵列幅相加权和电子侦察接收阵列幅相加权系数，进而计算自干扰耦合功率经传播域对消抑制后的残留信号ρ。具体包括如下操作：
21、步骤21，构建收发波束形成自干扰耦合功率抑制方法的数学优化模型。
22、采用收发波束形成方法，能够最大化探通一体化发射接收阵列及电子侦察接收阵列增益的同时，约束电子侦察接收阵列接收的自干扰耦合功率、电子侦察接收阵列和探通一体化发射接收阵列峰值副瓣电平，实现自干扰耦合功率的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，包括电子侦察接收阵列、电磁带隙结构、探通一体化发射接收阵列、收发波束联合优化模块、射频多抽头滤波对消模块、ADC模块、ADC/DAC模块、自适应数字滤波对消模块、电侦参数测量与定位模块及探通一体化信号波形生成与处理模块，其中：
2.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，所述模块化超宽带宽角扫描子阵构成的阵列为均匀圆形或L形阵列。
3.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，M为正奇数且M≥4。
4.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，K为正整数且K≥4。
5.一种卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，其特征在于，基于权利要求1～4中任一项所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，其特征在于，步骤1中，物理尺寸和材料属性包括矩形贴片尺寸a、介电常数ε、介质厚度b、接地导电柱半径c，其中a、b、c和ε均为正实数；
7.如权利要求5所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，其特征在于，步骤2具体包括如下操作：
8.如权利要求7所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，其特征在于，步骤3具体包括如下操作：
...【技术特征摘要】
1.一种卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，包括电子侦察接收阵列、电磁带隙结构、探通一体化发射接收阵列、收发波束联合优化模块、射频多抽头滤波对消模块、adc模块、adc/dac模块、自适应数字滤波对消模块、电侦参数测量与定位模块及探通一体化信号波形生成与处理模块，其中：
2.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，所述模块化超宽带宽角扫描子阵构成的阵列为均匀圆形或l形阵列。
3.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，m为正奇数且m≥4。
4.如权利要求1所述的卫星单节点探通侦多功能同时工作系统，其特征在于，k为正整数且k≥4。
5.一种卫星单节点探通侦多功能同时工作方法，其特征在于，基...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈显舟，杨旭，朱忠博，方海，高媛，杨锋，杨仕文，鲍丹，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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