CN117310610A - 一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统 - Google Patents

Abstract

一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，在A飞行器端采用一维机扫加一维相扫的天线，在B飞行器端采用宽角干涉仪天线，通过一端单脉冲角跟踪实现精密测角，一端实现宽角精密干涉测角，构建双端异构系统，使双端飞行器具备测距、测速、测角与通信能力；通过一端飞行器采用窄波束高增益一维机扫加一维相扫的天线，一端采用宽角干涉仪天线，互补构成前反向链路，从而保证了远距离链路大视角需求，同时由于相控阵天线的引入提升了扫描捕获速度；从整体方案上兼顾了远距离、大视场、快速捕获、多应用模式等方面的综合约束。

Description

一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统

技术领域

本发明涉及一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，属于卫星器间链路技术领域。

背景技术

在近地轨道空间站、月球、火星等项目中，需要实现两个或两个以上飞行器之间的远距离交会对接，微波交会雷达系统作为典型的二次雷达是交会对接过程中GNC分系统重要的中远距离测量敏感器，可以为不同飞行器之间提供相对距离、速度、角度等精密测量数据，同时可以实现不同飞行器之间的空空通信。

现有技术中，微波交会雷达系统只能在一端飞行器上提供完整的测距、测速、测角及空空通信信息，多通过宽角低增益干涉仪天线进行干涉测角，典型作用距离在百公里量级，少数通过采用点波束反射面天线可到750km量级，但尚未利用相控阵技术，不能兼顾大视角远距离范围覆盖及快速捕获跟踪测量需求。

已有相控阵雷达系统，能兼顾大视角范围覆盖及快速捕获跟踪测量需求，但在已有的相控阵体制的一次雷达系统中，均采用收发分时的一次雷达信号，无法兼顾交会对接雷达双向远程测量与通信的需求；在已有的相控阵体制二次雷达系统中，典型的为二次航管雷达，采用询问应答体制，询问脉冲发出后，等待接收应答脉冲串，双端设备利用具有一定时间间隔的脉冲串，进行交互工作，每次交互中有效数据传输时间远低于总时间的50％，带宽利用率非常低，脉冲序列也不利于利用扩频测量、载波普勒测速等高精度测距、测速方法。

现有微波交会雷达系统均采用频分双工体制，前向和反向频点不同，当要实现两个以上飞行器之间的任意配对测量时，需要增加额外的硬件资源以适应频率配对；现有通信系统中采用时分双体制，典型的为4G、5G移动通信系统，采用以无线通信帧为基础的通信信号格式，没有设置专用的测量信号，不具备远距离高精度测量与通信一体化的能力。

综上所述，已有系统不能在作用距离、视场范围、捕获速度、应用模式上兼顾未来交会对接应用场景需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了交会对接测量通信一体化问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，包括：微波雷达、微波应答机；微波雷达和微波应答机各安装在一个飞行器上；

微波雷达包括雷达天线、雷达主机；雷达天线包括一维电扫描相控阵天线和一维伺服机构，相控阵天线采用接收和发射共阵面设计，分时收发相同频点的射频信号；雷达主机包括雷达收发通道和雷达处理器，雷达收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；雷达处理器产生对伺服机构、相控阵天线的伺服与波控信号，同时对雷达中频信号进行收发并处理解算，获得测距、测速、测角及通信信息；

微波应答机包括应答机天线、应答机主机；应答机天线为宽角干涉仪天线，包括一组阵元和多路选择开关，阵元通过多路选择开关分时选通，并收发相同频点的射频信号；应答机主机包括应答机收发通道和应答机处理器，应答机收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；应答机处理器产生对天线多路选择开关选择信号，同时对应答机中频信号进行收发并处理解算，产生测距、测速、测角及通信信息。

一种基于所述的远程微波交会雷达系统的测量通信方法，包括：

微波雷达利用单脉冲角跟踪方法获取测角值；

微波应答机通过干涉测角获取测角值；

两个飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；

两个飞行器通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)、本发明提出了一种新型的测量通信一体化远程微波交会雷达系统，在A飞行器端采用一维机扫加一维相扫的天线，在B飞行器端采用宽角干涉仪天线，通过一端单脉冲角跟踪实现精密测角，一端实现宽角精密干涉测角，构建双端异构系统，使双端飞行器具备测距、测速、测角与通信能力；通过一端飞行器采用窄波束高增益一维机扫加一维相扫的天线，一端采用宽角干涉仪天线，互补构成前反向链路，从而保证了远距离链路大视角需求，同时由于相控阵天线的引入提升了扫描捕获速度；从整体方案上兼顾了远距离、大视场、快速捕获、多应用模式等方面的综合约束。

(2)、本发明提出了一种收发分时的相干测距方法，克服系统同频点收发分时的难点，通过在发射时隙维持开环扩频码跟踪，并将跟踪再生的扩频码转发出去，实现了扩频测距，从而可以在收发分时情形下利用扩频测距优点实现器间精密测距；

(3)、本发明提出了一种收发分时的测速方法，克服系统同频点收发分时的难点，通过在发射时隙维持开环载波跟踪，并将跟踪再生的载波转发出去，实现了载波多普勒测速，从而可以在收发分时情形下可以利用载波多普勒测速的优点实现器间精密测速；

(4)、本发明提出了一种收发分时的测量与通信信号格式，克服系统同频点收发分时的难点，基于相干转发测距帧，克服收发分时切换干扰，同时具有接近50％的数据传输效率；

(5)本发明通过采用同频点收发分时体制，使得前向反向链路频点相同，便于实现两个或两个飞行器之间的任意两两配对，便于各飞行器雷达、应答机主机硬件设备统型、软件可定义，突破了原有微波交会雷达频分双工体制的限制，使得两个以上飞行器两两对接测量时，不必考虑各飞行器之间的频点配对问题，不需要考虑硬件兼容性问题，拓展了交会对接任务的灵活性。

附图说明

图1为测量通信一体化远程微波交会雷达系统基本组成示意图。

图2为收发分时的相干测距方法示意图。

图3为收发分时的相干转发多普勒测速方法示意图。

图4为收发分时测量与通信一体化信号格式。

图5为“A配雷达天线-C配雷达天线”雷达系统组成示意图。

图6为“B配应答机天线-C配应答机天线”雷达系统组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统及测量通信方法，如图1所示，由微波雷达、微波应答机组成。微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上。微波雷达包括雷达天线、雷达主机；雷达天线包括一维电扫描相控阵天线和一维伺服机构，相控阵天线采用接收和发射共阵面设计，分时收发相同频点的射频信号；雷达主机包括雷达收发通道和雷达处理器，雷达收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；雷达处理器产生对伺服机构、相控阵天线的伺服控制与波束控制信号，同时对雷达中频信号进行收发并处理解算，获得测距、测速、测角及通信信息。微波应答机包括应答机天线、应答机主机；应答机天线为干涉仪天线，包括一组阵元和多路选择开关，天线多个阵元通过多路开关分时选通，并收发相同频点的射频信号；应答机主机包括应答机收发通道和应答机处理器，应答机收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；应答机处理器产生对天线多路选择开关选择信号，同时对应答机中频信号进行收发并处理解算，产生测距、测速、测角及通信信息。测量通信一体化远程微波交会雷达系统在A飞行器端采用单脉冲角跟踪方法获取测角值，在B飞行器端通过干涉仪测角获取测角值，在双端通过收发分时相干转发测距方法获取测距值，在双端通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值，在双端通过构建测量与通信一体化信号格式实现通信，使得所构建的系统在双端飞行器均能完成测距、测速、测角及通信。

本发明基于所构建的系统，采用一种收发分时的相干测距方法。如图2所示，A飞行器、B飞行器器间测距信号包括发射时隙、接收时隙，每个时隙的基本单元均为1个扩频码周期，1个扩频码周期大于2倍的最大器间信号传输时延T，其中每个飞行器的发射时隙有N个扩频码周期组成，每个飞行器的接收时隙有N+1个扩频码周期组成，接收时隙中多出的一个扩频码周期，用于等待器间传输时延，因此有效传输效率为N/(2N+1)，N越大越接近50％的最高传输效率。当A飞行器作为主动测距端时，A飞行器发射N个扩频码周期组成的前向器间测距帧，经过器间信号传输时延T后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，当接收完N个扩频码周期组成的前向器间测距帧后，进入发射时隙，在发射时隙维持开环扩频码跟踪，并且将跟踪再生的扩频码转发出去，共发射N个扩频码周期组成的反向器间测距帧，经过器间传输时延T后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧。根据器间传输流程，A飞行器端前向器间测距帧的帧尾时刻与B飞行器端反向器间测距帧的帧头时刻之间的时差τ，为2倍的器间传输时延T，在A飞行器端测量τ即可解算出器间传输时延T，从而得到两个飞行器之间的距离R，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，T表示器间传输时延，τ表示发射帧尾与接收帧头之间的时差。A飞行器得到的测距值R，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间距离。

本发明基于所构建的系统，采用一种收发分时的相干转发多普勒测速方法。如图3所示，在相干转发测距的基础上调制载波信号。当A飞行器作为主动测速端时，A飞行器发射与前向器间测距帧时长相同的载波调制信号，频率为f₀，经过器间传输时延T并附加速度多普勒频移f_d后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，频率为f₀+f_d，B飞行器对载波调制信号进行跟踪解调，当接收完与前向器间测距帧时长相同的信号后，进入发射时隙，在发射时隙仍然维持开环的载波跟踪，并且将跟踪再生的载波转发出去，发射频率为f₀+f_d，发射时长与反向器间测距帧相同，经过器间传输时延T并再次附加速度多普勒频移f_d后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧，接收频率为f₀+2f_d。根据器间传输流程，A飞行器发射前向器间测距帧的频率与收到的反向器间测距帧的频差Δf，在A飞行器端对频差Δf进行时长为ΔT的积分，每隔时间ΔT，得到一次多普勒积分相位值φ(t)，对其求差分，即可计算得到两个飞行器之间的速度v，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，ΔT表示积分时长，Δf表示发射帧与接收帧之间的频差，φ(t)表示t时刻的多普勒积分相位值。A飞行器得到的测速值v，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间速度。

本发明基于所构建的系统，采用一种收发分时测量与通信一体化信号格式。如图4所示，器间传输信号采用正交双路BPSK调制，其中I路为低速数据帧，采用扩频加BPSK调制方式，主要用于扩频测距测速，同时用于传输低速测量数据；Q路为高速数据帧，采用BPSK调制，用于传输器间高速通信数据，由于系统存在收发切换，在切换瞬间接收信号不稳定，极易造成对高速数据帧起始数据的干扰，但对低速数据帧起始数据干扰可以忽略，因此在高速数据帧的起始位置不设置独立的附加同步字，该段时间Q路接收数据无效，直到I路附加同步字结束，才开始Q路数据解调；I、Q两路载波相位相互正交，帧头对齐，数据速率具有整数倍关系。

本发明基于所构建的系统，可在两个以上飞行器之间建立交会对接测量链路。当飞行任务中需要增加C飞行器时，由于频点一致，任意两个飞行器之间都可以建立交会对接测量与通信链路。具体的，根据C飞行器天线构型，可以形成“A配雷达天线-C配应答机天线”、“A配雷达天线-C配雷达天线”、“B配应答机天线-C配应答机天线”、“B配应答机天线-C配雷达天线”共4种配置构型；其中“A配雷达天线-C配应答机天线”、“B配应答机天线-C配雷达天线”构型与图1的基本配置构型相同；“A配雷达天线-C配雷达天线”配置构型如图5所示，此种情况下两个飞行器都配置相控阵天线，根据任务需求，可以定义其中一端为应答机，在链路建立之前，通过雷达处理器发送伺服控制、波控信号，在定义的应答机端相控阵天线形成展宽波束，供另一端雷达扫描捕获与跟踪，待跟踪链路建立完成后，可以进行收发分时测量及通信；“B配应答机天线-C配应答机天线”配置构型如图6所示，此种情况下两个飞行器都配置宽波束波多阵元天线，根据任务需求，可以定义其中一端为雷达端，由于双端均为宽波束天线，可以跳过天线扫描捕获过程，直接进行收发分时测量及通信。根据任务需求，当天线配置构型发生变化时，由于频点相同，可不改变雷达主机、应答机主机硬件，通过软件定义改变后端处理，使得两个以上飞行器两两对接测量时，不必考虑各飞行器之间的频点配对问题，不需要考虑硬件兼容性问题，拓展了交会对接任务的灵活性。

实施例：

一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，，如图1所示，大视角微波交会雷达系统由大视角微波雷达、大视角微波应答机两部分组成，其中微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上。

A飞行器上微波雷达设备由雷达天线、雷达主机两个主要部分组成：其中微波雷达天线由一维电扫描相控阵天线和一维伺服机构组成，相控阵天线采用32×32阵元的Ka波段波波导缝隙阵；雷达主机由收发同频的雷达收发通道和中频雷达处理器组成，雷达收发通道将接收的Ka波段射频信号变为100MHz接收中频信号，将100MHz发射中频信号变为Ka波段发射射频信号；雷达处理器产生对伺服机构、相控阵天线的伺服与波控信号，同时对雷达中频信号进行处理解算，产生测距、测速、测角及通信数据。

B飞行器上微波应答机设备由应答机天线、应答机主机两个主要部分组成：其中应答机天线由一组阵元和多路选择开关组成，多个Ka波段的喇叭阵元，构成典型的L型干涉仪阵列；应答机主机由收发同频的应答机收发通道和应答机处理器组成，应答机收发通道将接收的Ka波段射频信号变为100MHz接收中频信号，将100MHz发射中频信号变为Ka波段发射射频信号；应答机处理器产生对天线多路选择开关选择信号，经过选择产生单通道射频收发信号，同时对雷达中频信号进行处理解算，产生测距、测速、测角及通信数据。

A飞行器上微波雷达天线配置单脉冲角跟踪天线及相应的雷达处理设备，通过相控阵单脉冲角跟踪实现精密测角；B飞行器上微波应答机天线配置干涉仪天线及相应的应答机处理设备，通过干涉测角实现精密测角；通过双端异构设计，使雷达系统双端均具备核心的主动测角能力，并在此基础上具备主动测距、测速与通信能力。

A飞行器端微波雷达设备的特征是配置有一维机械扫描加一维电扫描的相控阵天线，该天线俯仰向在±75°俯仰视场采用机械扫描，实现大视角范围的俯仰角覆盖，方位向在±45°方位视场采用快速电扫描；B飞行器天线采用宽波束小喇叭天线阵，实现俯仰方位两维方向上±60°×±60°的视场覆盖。

A飞行器端天线具有窄波束高增益的特点，本实施例中采用32×32阵元Ka波段波导缝隙阵，典型增益为35dB，3dB波束宽度约为3°，B飞行器端天线具有宽波束低增益的特点，典型增益为0dB，0dB增益波束宽度为±60°×±60°，A、B端天线互补构成前反向链路，此时双端Ka波段发射射频信号的等效功率仅需达到1W量级，即可保证1000km量级远距离测量与通信需求。

A飞行器、B飞行器采用收发分时相干转发测距方法进行测距，器间测距信号包括发射时隙、接收时隙，每个时隙的基本单元均为1个扩频码周期，考虑1000km量级最大传输时延并留有一定余量，可以取1个扩频码周期为10ms，其中每个飞行器的发射时隙有10个扩频码周期组成，每个飞行器的接收时隙有11个扩频码周期组成，接收时隙中多出的一个扩频码周期，用于等待器间传输时延，有效传输效率为N/(2N+1)≈48％，接近50％的最高传输效率。当A飞行器作为主动测距端时，A飞行器发射10个扩频码周期组成的前向器间测距帧，经过器间信号传输时延T后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，当接收完10个扩频码周期组成的前向器间测距帧后，进入发射时隙，在发射时隙维持开环扩频码跟踪，并且将跟踪再生的扩频码转发出去，共发射10个扩频码周期组成的反向器间测距帧，经过器间传输时延T后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧。根据器间传输流程，A飞行器端前向器间测距帧的帧尾时刻与B飞行器端反向器间测距帧的帧头时刻之间的时差τ，为2倍的器间传输时延T，在A飞行器端测量τ即可解算出器间传输时延T，从而得到两个飞行器之间的距离R，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，T表示器间传输时延，τ表示发射帧尾与接收帧头之间的时差。A飞行器得到的测距值R，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间距离。

A飞行器、B飞行器采用收发分时的相干转发多普勒测速方法进行测速。如图2所示，在相干转发测距的基础上调制载波信号。当A飞行器作为主动测速端时，A飞行器发射与前向器间测距帧时长相同的载波调制信号，频率为f₀，经过器间传输时延T并附加速度多普勒频移f_d后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，频率为f₀+f_d，B飞行器对载波调制信号进行跟踪解调，当接收完与前向器间测距帧时长相同的信号后，进入发射时隙，在发射时隙仍然维持开环的载波跟踪，并且将跟踪再生的载波转发出去，发射频率为f₀+f_d，发射时长与反向器间测距帧相同，经过器间传输时延T并再次附加速度多普勒频移f_d后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧，接收频率为f₀+2f_d。根据器间传输流程，A飞行器发射前向器间测距帧的频率与收到的反向器间测距帧的频差Δf，在A飞行器端对频差Δf进行时长为ΔT的积分，每隔时间ΔT，得到一次多普勒积分相位值φ(t)，对其求差分，即可计算得到两个飞行器之间的速度v，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，ΔT表示积分时长，Δf表示发射帧与接收帧之间的频差，φ(t)表示t时刻的多普勒积分相位值。A飞行器得到的测速值v，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间速度。

本发明基于所构建的系统，采用一种收发分时测量与通信一体化信号格式。如图4所示，器间传输信号采用正交双路BPSK调制，其中I路为低速数据帧，采用扩频加BPSK调制方式，主要用于扩频测距测速，同时用于传输低速测量数据，典型数据速率为1kbps～10kbps；Q路为高速数据帧，采用BPSK调制，用于传输器间高速通信数据，由于系统存在收发切换，在切换瞬间接收信号不稳定，典型时间量级为1us量级，极易造成对高速数据帧起始数据位的干扰，但对低速数据帧起始数据干扰可以忽略，因此在高速数据帧的起始位置不设置独立的附加同步字，该段时间Q路接收数据无效，直到I路附加同步字结束，才开始Q路数据解调；I、Q两路载波相位相互正交，帧头对齐，数据速率具有整数倍关系，典型速率根据作用距离可以在10kbps～10Mbps之间进行变化，实际交会对接过程中可以用来传输话音和图像等数据。

A、B飞行器前向反向链路频点相同，均为Ka频段，当飞行任务中需要增加C飞行器时，也采用相同的Ka频点。具体的，根据C飞行器天线构型，可以形成“A配雷达天线-C配应答机天线”、“A配雷达天线-C配雷达天线”、“B配应答机天线-C配应答机天线”、“B配应答机天线-C配雷达天线”共4种配置构型；其中“A配雷达天线-C配应答机天线”、“B配应答机天线-C配雷达天线”构型与图1的基本配置构型相同；“A配雷达天线-C配雷达天线”配置构型如图5所示，此种情况下两个飞行器都配置相控阵天线，根据任务需求，可以定义其中一端为应答机，在链路建立之前，通过雷达处理器发送伺服控制、波控信号，在定义的应答机端相控阵天线形成展宽波束，供另一端雷达扫描捕获与跟踪，待跟踪链路建立完成后，可以进行收发分时测量及通信；“B配应答机天线-C配应答机天线”配置构型如图6所示，此种情况下两个飞行器都配置宽波束波多阵元天线，根据任务需求，可以定义其中一端为雷达端，由于双端均为宽波束天线，可以跳过天线扫描捕获过程，直接进行收发分时测量及通信。根据任务需求，当天线配置构型发生变化时，由于频点相同，可不改变雷达主机、应答机主机硬件，通过软件定义改变后端处理，使得两个以上飞行器两两对接测量时，不必考虑各飞行器之间的频点配对问题，不需要考虑硬件兼容性问题，拓展了交会对接任务的灵活性。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种收发分时测量通信一体化远程微波交会雷达系统，其特征在于，包括：微波雷达、微波应答机；微波雷达和微波应答机各安装在一个飞行器上；

微波雷达包括雷达天线、雷达主机；雷达天线包括一维电扫描相控阵天线和一维伺服机构，相控阵天线采用接收和发射共阵面设计，分时收发相同频点的射频信号；雷达主机包括雷达收发通道和雷达处理器，雷达收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；雷达处理器产生对伺服机构、相控阵天线的伺服与波控信号，同时对雷达中频信号进行收发并处理解算，获得测距、测速、测角及通信信息；

微波应答机包括应答机天线、应答机主机；应答机天线为宽角干涉仪天线，包括一组阵元和多路选择开关，阵元通过多路选择开关分时选通，并收发相同频点的射频信号；应答机主机包括应答机收发通道和应答机处理器，应答机收发通道将接收射频信号变为接收中频信号，将发射中频信号变为发射射频信号；应答机处理器产生对天线多路选择开关选择信号，同时对应答机中频信号进行收发并处理解算，产生测距、测速、测角及通信信息。

2.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，雷达天线采用一维机扫加一维相扫的天线模式，满足系统大视角远距离作用需求，同时利用单脉冲角跟踪方法获取测角值。

3.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，应答机天线能够形成宽角覆盖，通过干涉测角获取测角值。

4.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；在双端通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。

5.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，在双端通过测量与通信一体化信号格式实现通信；所述远程微波交会雷达系统在双端飞行器均能完成测距、测速、测角及通信。

6.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的相干测距方法进行测距，具体如下：

设微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上；

A飞行器、B飞行器器间测距信号包括发射时隙、接收时隙，每个时隙的基本单元均为1个扩频码周期，1个扩频码周期大于2倍的最大器间信号传输时延T，其中每个飞行器的发射时隙有N个扩频码周期组成，每个飞行器的接收时隙有N+1个扩频码周期组成，接收时隙中多出的一个扩频码周期，用于等待器间传输时延；

当A飞行器作为主动测距端时，A飞行器发射N个扩频码周期组成的前向器间测距帧，经过器间信号传输时延T后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，当接收完N个扩频码周期组成的前向器间测距帧后，进入发射时隙，在发射时隙维持开环扩频码跟踪，并且将跟踪再生的扩频码转发出去，共发射N个扩频码周期组成的反向器间测距帧，经过器间传输时延T后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧；根据器间传输流程，A飞行器端前向器间测距帧的帧尾时刻与B飞行器端反向器间测距帧的帧头时刻之间的时差τ，为2倍的器间传输时延T，在A飞行器端测量τ即可解算出器间传输时延T，从而得到两个飞行器之间的距离R，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，T表示器间传输时延，τ表示发射帧尾与接收帧头之间的时差。

7.根据权利要求6所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，A飞行器得到的测距值R，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间距离。

8.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的相干转发多普勒测速方法进行测速，具体如下：

设微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上；

当A飞行器作为主动测速端时，A飞行器发射与前向器间测距帧时长相同的载波调制信号，频率为f₀，经过器间传输时延T并附加速度多普勒频移f_d后，B飞行器收到来自A飞行器的前向器间测距帧，频率为f₀+f_d，B飞行器对载波调制信号进行跟踪解调，当接收完与前向器间测距帧时长相同的信号后，进入发射时隙，在发射时隙仍然维持开环的载波跟踪，并且将跟踪再生的载波转发出去，发射频率为f₀+f_d，发射时长与反向器间测距帧相同，经过器间传输时延T并再次附加速度多普勒频移f_d后，A飞行器接收到B飞行器发射的反向器间测距帧，接收频率为f₀+2f_d；根据器间传输流程，A飞行器发射前向器间测距帧的频率与收到的反向器间测距帧的频差Δf，在A飞行器端对频差Δf进行时长为ΔT的积分，每隔时间ΔT，得到一次多普勒积分相位值φ(t)，对其求差分，即可计算得到两个飞行器之间的速度v，基本计算公式如下式所示：

式中c表示光速，ΔT表示积分时长，Δf表示发射帧与接收帧之间的频差，φ(t)表示t时刻的多普勒积分相位值。

9.根据权利要求8所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，A飞行器得到的测速值v，作为器间通信数据，经过数据调制随器间测距帧传输到B飞行器，B飞行器对扩频码进行扩频跟踪解调，从而在B飞行器解出器间速度。

10.根据权利要求1所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，该远程微波交会雷达系统采用收发分时的测量与通信一体化信号格式，具体为：

器间传输信号采用正交双路BPSK调制，其中I路为低速数据帧，采用扩频加BPSK调制方式，用于扩频测距测速，同时用于传输低速测量数据；Q路为高速数据帧，采用BPSK调制，用于传输器间高速通信数据；在高速数据帧的起始位置不设置独立的附加同步字，该段时间Q路接收数据无效，直到I路附加同步字结束，才开始Q路数据解调；I、Q两路载波相位相互正交，帧头对齐，数据速率具有整数倍关系。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的远程微波交会雷达系统，其特征在于，设微波雷达安装在A飞行器上，微波应答机安装在B飞行器上；当飞行任务中需要增加C飞行器时，采用如下方式：

根据C飞行器天线构型，形成A配雷达天线-C配应答机天线、A配雷达天线-C配雷达天线、B配应答机天线-C配应答机天线、B配应答机天线-C配雷达天线共4种配置构型之一；

A配雷达天线-C配应答机天线、B配应答机天线-C配雷达天线构型与A配雷达天线-B配应答机天线一致；

A配雷达天线-C配雷达天线配置构型时，定义其中一端为应答机，在链路建立之前，通过雷达处理器发送伺服控制、波控信号，在定义的应答机端相控阵天线形成展宽波束，供另一端雷达扫描捕获与跟踪，待跟踪链路建立完成后，可以进行收发分时测量及通信；

B配应答机天线-C配应答机天线配置构型时，定义其中一端为雷达端，直接进行收发分时测量及通信。

12.一种基于权利要求1至10中任一项所述的远程微波交会雷达系统的测量通信方法，其特征在于，包括：

微波雷达利用单脉冲角跟踪方法获取测角值；

微波应答机通过干涉测角获取测角值；

两个飞行器通过收发分时相干转发测距方法获取测距值；

两个飞行器通过收发分时相干转发多普勒测速方法获取测速值。