CN117613559A - 一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，涉及将雷达波束的相位中心移动到阵列上不同的起始点，以实现对馈源喇叭阵列的雷达波束电子扫描。通过选择性地启用或停用共面的、相同极化的馈源喇叭对来形成单脉冲波束对，从而实现波束相位中心沿着馈源喇叭阵列的移动。通过选择性地启用和停用单独的、相邻的、共面的、同类极化的两个馈源喇叭来形成单脉冲波束对，从而在电子扫描平面中沿着整个阵列移动运行的喇叭对，从而实现波束相位中心的移动；每个起始点都是一个馈源喇叭对的相位中心。多种变化形式，包括极化波束、极化馈源、双波束系统、双向扫描、对角线扫描，以及用于控制波束宽度的交叉极化金属线栅。

Description

一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统

技术领域

本发明涉及雷达系统领域，具体而言，涉及一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统。

背景技术

雷达跟踪系统是大多数军事系统库、机场和气象站的标配。这些系统可以用于探测来袭系统、跟踪飞机轨迹和/或定位和跟踪关注的目标。

雷达系统包括发射机、接收机和各种处理装置。雷达系统还包括一个或多个天线，具体取决于雷达类型和预期应用，而且天线通常采用机械扫描结构，从而在某个视场内探测目标。在现代雷达应用中，空间占用是一个重要问题，因而需要体积更小且效率更高的雷达系统。成本也可能是一个因素，特别是在一次性使用的应用场景中，如雷达制导系统。

单脉冲雷达是圆锥扫描雷达的一种变形和改进，从根本上解决了信号强度变化引起的角度测量问题。单脉冲雷达系统通常在一个天线波束上发送信号，并同时用两个波束接收目标反射信号，从而提供两个同时接收的信号。然后比较这些接收信号的信号强度，在某些类型的单脉冲雷达中还比较这些接收到的信号的相对相位。由于比较是基于单个脉冲进行的，因此该系统被称为“单脉冲”雷达系统。由于单脉冲系统将信号与自身进行比较，因此不存在信号强度可能发生变化的时间延迟。单个脉冲期间信号强度的变化是可能的，但通常持续时间极短，并且对脉冲检测能力的影响很小。单脉冲雷达系统还实现了更高的入射角精度，以及更快的角跟踪速率。

雷达系统一旦定位到目标，位置信息可以发送到瞄准系统，该系统将根据需要通过机械机构重新定向雷达天线，从而将瞄准线与目标对齐。这种类型的单脉冲雷达技术目前广泛使用，并且在多种形式的一次性系统中得到应用，包括导引头和其他制导系统。

具体针对雷达制导系统而言，机械扫描解决方案可能存在一些局限性。由于包含许多运动部件，而大多数此类制导系统部署于高撞击作战环境中，这些部件可能容易受到影响，包括机械应力引起的故障和功能失效。此外，部件总数量的增加，也导致成本和重量的增加。对于像导引头这样的一次性系统，低成本是一个明显的优势，并且减轻重量后，可以增加作战范围或减少燃料消耗。因此我们对此做出改进，提出一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，系统包括以下内容：启用第一馈源喇叭对，第一馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；停用第一馈源喇叭对；并启用第二馈源喇叭对，第二馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第三和第四馈源喇叭，其中第三和第四馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，第二馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，并且在平面方向上与第一馈源喇叭对共面，在上述启用第二馈源喇叭对过程中，将从馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心；所述启用第一馈源喇叭对、停用和启用第二馈源喇叭对，均通过交换馈源喇叭的相继动作切换过程来实现所述的相继动作切换，包括将馈源喇叭对连接到至少一个射频比较器，然后将其连接断开。

作为本发明优选的技术方案，第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，该系统包括以下内容：通过以下步骤进行第一个平面方向的电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个极化馈源喇叭，以创建包括第二和第三馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻、共面且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，在启用所述第二馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现在第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描。

通过以下步骤进行第二个平面方向的电子扫描：

启用所述第一馈源喇叭对；

停用所述第一馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个喇叭对，其中第五和第四馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，而且第一馈源喇叭对在第二平面方向上与第三馈源喇叭对相邻且共面，启用所述第三馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而实现在第二个平面方向上极化雷达波束的电子扫描。

所有上述的启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成。

所述的射频矩阵切换包括将馈源连接到至少一个射频比较器，然后将其连接断开。

作为本发明优选的技术方案，还包括通过以下步骤进行对角线到第一个平面方向的波束电子扫描：

启用第二馈源喇叭对；

停用第二馈源喇叭对；

并启用第三馈源喇叭对，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第二喇叭对的相位中心移动到第三喇叭对的相位中心，从而实现在对角线到第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描。

在平面方向上通过雷达馈源喇叭阵列，实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束电子扫描的方法，其中第一和第二波束极化方向正交，该系统包括以下内容：

通过以下步骤实现第一波束电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且在第一个极化方向上极化，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生第一极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；并启用馈源喇叭阵列中的第三个馈源喇叭，以形成包括第二个和第三个馈源喇叭的第二个馈源喇叭对，其中所述第三个馈源喇叭与所述第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与所述第一和第二个馈源喇叭极化方式相同，上述启用所述第三个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第二喇叭对的相位中心，从而实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤实现第二波束电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第四个和第五个馈源喇叭作为第三馈源喇叭对，其中所述第四个和第五个馈源喇叭在垂直于阵列平面方向的方向上相邻布置，在该方向上共面，并且在第二极化方向上极化，用于从所述第三喇叭对的相位中心产生所述第二极化雷达波束；

停用所述第三馈源喇叭对；

启用馈源喇叭阵列中的第四喇叭对，包括第六个和第七个馈源喇叭，其中第六个和第七个馈源喇叭在垂直于阵列平面方向的方向上相邻布置，在该方向上共面，并且在第二极化方向上极化，而第三个喇叭对在阵列平面方向上与第四个喇叭对相邻且共面，上述启用第四个喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第三喇叭对的相位中心移动到所述第四喇叭对的相位中心，从而实现所述第二极化雷达波束的电子扫描。

所有所述启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成。

作为本发明优选的技术方案，其中所述射频矩阵切换包括以下内容：将第一、第二和第三馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开；并将第三和第四馈源喇叭对连接到第二射频比较器，然后将其连接断开；

在两个正交平面方向上，通过雷达馈源喇叭阵列实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束的双平面电子波束电子扫描方法，其中第一个平面方向对应于第一个波束极化方向，而第二个平面方向对应于第二个波束极化方向，并且两个波束极化方向也正交，该系统包括以下内容：

通过以下步骤进行第一波束在第一个平面方向电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中所述第一和第二馈源喇叭相邻布置，在所述第一个平面方向上共面，并且在所述第一个极化方向上极化，用于从所述第一喇叭对的相位中心产生第一极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并在馈源喇叭阵列中启用第三个馈源喇叭，以形成第二馈源喇叭对，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一和第二个馈源喇叭的极化方式相同，启用上述第一个和第二个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第二个喇叭对的相位中心，可以实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第一波束在第二平面方向的电子扫描：启用所述第一馈源喇叭对；

停用所述第一馈源喇叭对；

启用馈源喇叭阵列中的第三喇叭对，其中包括第四个和第五个馈源喇叭，所述第四个和第五个馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且在第一个极化方向上极化，其中第一个喇叭对在第二平面方向上与第三个喇叭对相邻且共面，启用所述第三喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第三个喇叭对的相位中心，可以实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二波束在第二平面方向的电子扫描：启用馈源喇叭阵列中的第六个和第七个馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第四馈源喇叭对，其中所述第六和七个馈源喇叭相邻布置，在所述第二平面方向上共面，并且在所述第二极化方向上极化，用于从所述第四喇叭对的相位中心产生第二极化雷达波束；

停用所述第六馈源喇叭；

并且在馈源喇叭阵列中启用第八个馈源喇叭，以形成第五馈源喇叭对，其中所述第八个馈源喇叭与所述七个馈源喇叭相邻且共面，并且与所述第六个和第七个馈源喇叭的极化方式相同，启用所述第八个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第四个喇叭对的相位中心移动到所述第五个喇叭对的相位中心，可以实现所述第二极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二波束在第一平面方向电子扫描：启用所述第四馈源喇叭对；

停用所述第四馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第六喇叭对，其中包括第九个和第十个馈源喇叭，所述第九个和第十个馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，并且在第二极化方向上极化，其中第四个喇叭对在第一平面方向上与第六个喇叭对相邻且共面，启用所述第六喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第四个喇叭对的相位中心移动到所述第六个喇叭对的相位中心，可以实现所述第二极化雷达波束的电子扫描；所有所述启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成；

将在第一极化方向上极化的馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开；

将在第二极化方向上极化的馈源喇叭连接到第二射频比较器，然后将其连接断开；

还包括通过以下步骤在第三平面方向上进行极化切换波束的电子扫描：

启用第一馈源喇叭对，以发射第一极化雷达波束；

停用第一馈源喇叭对；

并且启用包括第八个和第十个馈源喇叭的第七馈源喇叭对，以发射第二极化雷达波束，启用所述第七馈源喇叭对时，通过将从所述馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第七喇叭对的相位中心，并将发射波束的极化从第一极化变为第二极化，从而实现所述馈源喇叭阵列发射雷达波束的电子扫描。

一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源电子扫描装置，用于由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，该装置包括以下装置：

一种射频比较器；

第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在阵列平面方向上共面，并且极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一个和第二个馈源喇叭的极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生雷达波束；

一种开关装置，用于选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭并将馈源喇叭连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保启用第一馈源喇叭时第三馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；当第一个馈电喇叭连接到射频比较器时，第三个馈电喇叭与射频比较器断开连接，反之亦然；

沿着馈源喇叭阵列的一个区域，设置一组金属线，其中该组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩小了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；切换装置包括一个射频矩阵的切换网络；射频矩阵切换网络包括至少一个与射频比较器连接运行的射频环行器。

作为本发明优选的技术方案，用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，该装置包括以下部分：

一种射频比较器；

馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中第一个和第二个馈源喇叭在馈源喇叭阵列中相邻、共面且正交于阵列平面方向，当两个馈源都被启用时，第一馈源喇叭对产生一个极化单脉冲雷达波束；

馈源喇叭阵列中的第二馈源喇叭对，其中第三个和第四个馈源喇叭在馈源喇叭阵列中相邻、共面且与第一个和第二个馈源喇叭极化方式相同，第二馈源喇叭对在阵列平面方向上与第一馈源喇叭对相邻且共面，当两个馈源喇叭都被启用时，第二馈源喇叭对产生一个极化单脉冲雷达波束；切换装置选择性地启用和停用第一和第二馈源喇叭对，并将每个馈源喇叭对的馈源连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到射频比较器时，第二馈源喇叭对处于非启用状态并与射频比较器断开连接，反之亦然；其中，第一和第二馈源喇叭对选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描，还包括沿着馈源喇叭阵列的一个区域中设置一组金属线，其中该组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩小了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同。切换装置包括一个射频矩阵的切换网络。所述射频矩阵切换网络包括至少两个与射频比较器连接运行的射频环行器。

作为本发明优选的技术方案，其中第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，该装置包括以下部分：

一种射频比较器；

第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在第一平面方向上共面，并且极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一个和第二个馈源喇叭的极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第三馈源喇叭对包括阵列中的第五个和第四个馈源喇叭，其中第五个和第四个馈源喇叭相邻，在第一个平面方向上共面，极化方式与第一个、第二个和第三个馈源喇叭相同，而且，第三馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，在第二平面方向上与第一馈源喇叭对共面，当其两个馈源喇叭都被启用时，第三馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第一个切换装置选择性地启用和停用第一和第三馈源喇叭对，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源喇叭连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到射频比较器时，第三馈源喇叭对处于非启用状态并与射频比较器断开连接，反之亦然；其中，通过选择性启用第一和第三个馈源喇叭对，将极化单脉冲雷达波束从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而在第二平面方向上控制从雷达馈源喇叭对阵列发射的极化单脉冲雷达波束；

第二个切换装置选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源连接和断开与射频比较器的连接，确保当第一个馈源喇叭被启用时，第三个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第一个馈电喇叭连接到射频比较器时，第三个馈电喇叭与射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现第一平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；

第三个切换装置管理馈源喇叭的连接和启用，确保在雷达波束发射期间只允许一对馈源喇叭处于启用状态并连接到比较器。所述第一个、第二个、第三个切换装置形成射频矩阵切换网络。射频矩阵切换网络包括至少三个与射频比较器连接运行的射频环行器；还包括沿着馈源喇叭阵列的一个区域中设置一组金属线，其中该组金属线包括至少三根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩窄了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同；在两个正交平面方向上，通过雷达馈源喇叭阵列实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束的双平面电子波束电子扫描装置，其中第一个平面方向对应于第一个波束极化方向，而第二个平面方向对应于第二个波束极化方向，并且两个波束极化方向也正交，该装置包括以下部分：第一射频比较器；第二射频比较器；第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在第一平面方向上共面，并且采用第一极化方式，其中两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻，并且与第一个和第二个馈源喇叭共面，采用第一极化方式，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第三馈源喇叭对包括阵列中的第五个和第四个馈源喇叭，其中第五个和第四个馈源喇叭相邻，在第一个平面方向上共面，采用第一极化方式，而且，第三馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻，在第二平面方向上与第一馈源喇叭对共面，当其两个馈源喇叭都被启用时，第三馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第四馈源喇叭对，包括第六个馈源喇叭和第七个馈源叭，其中，第六和第七馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，并且采用第二极化方式，当两个馈源喇叭都被启用时，第四馈源喇叭对在其相位中心产生第二极化方式单脉冲雷达波束；

第五馈源喇叭对，包括第八个馈源喇叭和第七个馈源喇叭，其中，第八个馈源喇叭与第七个馈源喇叭相邻，与第六个和第七个馈源喇叭共面，采用第二极化方式，当两个馈源都被启用时，第五馈源喇叭对在其相位中心产生第二极化方式单脉冲雷达波束；第六馈源喇叭对，包括阵列中的第九个和第十个馈源喇叭，其中，第九个和第十个馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，采用第二极化方式，而且，第六馈源喇叭对与第四馈源喇叭对在第一个平面方向上相邻且共面，当两个馈源喇叭都被启用时，在其相位中心产生第二极化方式单脉冲雷达波束；第一切换装置，选择性地启用和停用第一和第三馈源喇叭对，并将第一和第三馈源喇叭对的馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到第一射频比较器时，第三馈源喇叭对处于非启用状态并与第一射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一和第三馈源喇叭对选择性启用，通过将第一极化方式雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第三喇叭对的相位中心，从而实现第二平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；

第二个切换装置选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源连接和断开与第一射频比较器的连接，确保当第一个馈源喇叭被启用时，第三个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第一个馈电喇叭连接到第一射频比较器时，第三个馈电喇叭与第一射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将第一极化方式雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现第一平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射第一极化方式单脉冲雷达波束的电子扫描；

第三切换装置，选择性地启用和停用第四和第六馈源喇叭对，并将第四和第六馈源喇叭对的馈源连接到第二射频比较器，然后将其连接断开，确保当第四馈源喇叭对被启用并连接到第二射频比较器时，第六馈源喇叭对处于非启用状态并与第二射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第四和第六馈源喇叭对选择性启用，通过将来自雷达馈源喇叭阵列的第二极化方式单脉冲雷达波束的相位中心从第四馈源喇叭对的相位中心移动到第六馈源喇叭对的相位中心，可以实现第一个平面方向上雷达波束的电子扫描；

第四切换装置，选择性地启用和停用第六个和第八个馈源喇叭，并将第六个和第八个馈源喇叭连接到第二射频比较器，然后将其连接断开，确保当第六个馈源喇叭被启用时，第八个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第六个馈源喇叭连接到第二射频比较器时，第八个馈源喇叭与之断开连接，反之亦然；

其中，第六个和第八个馈源喇叭选择性启用，通过将来自雷达馈源喇叭阵列的第二极化方式单脉冲雷达波束的相位中心从第四馈源喇叭对的相位中心移动到此馈源喇叭对的相位中心，可以实现第二平面方向上雷达波束的电子扫描；

第五切换装置，控制第一、第二和第三馈源喇叭对与第一射频比较器的连接和启用，确保在发射第一极化方式单脉冲雷达波束时，只允许一个馈源喇叭对处于启用状态并连接到第一射频比较器；

第六切换装置，控制第四、第五和第六馈源喇叭对与第二射频比较器的连接和启用，确保在发射第二极化方式单脉冲雷达波束时，只允许一个馈源喇叭对处于启用状态并连接到第二射频比较器。

作为本发明优选的技术方案，还包括沿着馈源喇叭阵列一个区域设置的线栅，其中，该线栅包括以下部分：

沿着第一个平面方向排列至少两组第二极化方式金属线，因此这些金属线缩窄了第一极化雷达波束的波束宽度；

以及沿着第二个平面方向排列至少两组第一极化方式金属线，因此这些金属线缩窄了第二极化雷达波束的波束宽度；

所述第一、第二和第五切换装置组成第一射频矩阵开关网络，而所述第三、第四和第六切换装置组成第二射频矩阵开关网络；所述第一射频矩阵开关网络包括至少三个与所述第一射频比较器连接运行的射频环行器，而所述第二射频矩阵开关网络包括至少三个与所述第二射频比较器连接运行的射频环行器；

控制第一和第二切换网络，从而让雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭被启用，这些馈源喇叭位于包括第一极化馈源喇叭对和第二极化馈源喇叭对的四喇叭集合中；

并协调第一和第二切换网络，从而实现第一和第二切换网络同时在同一平面方向上的雷达波束电子扫描；

改变切换网络的连接状态，从而实现由第二切换网络控制下的第一极化方式馈源喇叭波束的电子扫描，以及由第一切换网络控制下的第二极化方式馈源喇叭波束的电子扫描，从而实现第一个或第二个平面方向上非共面的重叠四馈源喇叭集合雷达波束的电子扫描；

所述第七和第八切换装置组成一个控制切换网络所述第一极化方式是垂直极化，而所述第二极化方式是水平极化；所述第一平面方向是水平方向，而所述第二平面方向是垂直方向；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭是介质加载馈源喇叭；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭由镀了金属层的交联聚苯乙烯微波塑料板Rexolite制成；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭是对角线馈源喇叭；还包括一个卡塞格伦反射器，用于聚焦和引导向外发射的雷达波束；包括制导系统的目标定位或获取系统的部分模块。

一种极化单脉冲雷达波束的电子扫描方法，其特征在于，用于由至少三个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，该系统包括以下内容：

启用第一个和第二个馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，用于在第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；

停用第一馈源喇叭；

启用馈源喇叭阵列中的第三馈源喇叭，以形成包括第二个和第三个馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻，启用第二馈源喇叭对时，将从馈源喇叭阵列发射出去的雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心；并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中该组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同，用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向，该方法包括以下装置：

启用第一馈源喇叭对，第一馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第一个和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，用于在第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；

停用第一馈源喇叭对；并启用第二馈源喇叭对，第二馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第三和第四馈源喇叭，其中第三和第四馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，而且，第二馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，并且在平面方向上与第一馈源喇叭对共面，在上述启用第二馈源喇叭对过程中，将从馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心；

并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中该组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同。

一种用于在两个平面方向上实现极化单脉冲雷达波束双平面电子扫描的方法，其中第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，该系统包括以下内容：

通过以下步骤进行第一个平面方向的电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个极化馈源喇叭，以创建包括第二和第三馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻、共面且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，在启用所述第二馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现在第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描。

通过以下步骤进行第二个平面方向的电子扫描：

启用所述第一馈源喇叭对；停用所述第一馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个喇叭对，其中第五和第四馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，而且第一馈源喇叭对在第二平面方向上与第三馈源喇叭对相邻且共面，启用所述第三馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而实现在第二个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；

并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中该组金属线包括至少三根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

在本发明的方案中：

1.通过选择性地启用或停用共面的、相同极化的馈源喇叭对来形成单脉冲波束对，从而实现波束相位中心沿着馈源喇叭阵列的移动。在这种系统中，极化雷达波束可以在垂直于馈源喇叭对多轴线的平面中进行电子扫描，通过选择性地启用和停用单独的、相邻的、共面的、同类极化的两个馈源喇叭来形成单脉冲波束对，从而在电子扫描平面中沿着整个阵列移动运行的喇叭对，从而实现波束相位中心的移动；

2.通过采用对角馈源喇叭天线和具有单极化的天线。用于双平面电子扫描的馈源喇叭阵列，可以采用具有单极化的对角馈源喇叭和射频矩阵开关系统，该系统启用和停用馈源喇叭对，从而实现波束的相位中心沿着馈源喇叭阵列的移动。这种实施例的馈源喇叭阵列的电子扫描平面彼此垂直；

3.通过采用对角馈源喇叭天线和具有多个极化的天线。用于双平面电子扫描的馈源喇叭阵列，可以采用两种不同极化方式的馈源，其中阵列中至少一半的天线具有一种极化，其余天线具有另一种极化。这种电子扫描单脉冲雷达系统的实施例，还可以对馈源喇叭天线进行介质加载。采用两个极化波束的实施例，还可以控制两个波束极化彼此正交；

4.通过卡塞格伦配置方式可以提供与主焦点反射器相同的焦距，但组装尺寸更小，从而确保该系统可以在空间受限的环境中使用。由于本发明不需要机械转动器来完成波束扫描，因此这种方式还可以降低根据本发明构建雷达系统的成本和重量。通过增加馈源喇叭阵列中的馈源喇叭天线数量，或更改馈源喇叭阵列配置并相应地修改所用开关网络，这种电子扫描单脉冲雷达系统的实施例还可以在多个平面方向上进行波束扫描。

附图说明

图1显示了机械扫描卡塞格伦雷达系统的实施例侧视图；

图2a显示了一种基于卡塞格伦配置的本发明系统侧视图，该系统可以实现电子方式的雷达波束扫描；

图2b显示了图2a中雷达系统电子扫描实施方式的详细视图；

图3显示了配备本发明雷达系统用于目标探测的制导系统图；

图4显示了基于现有技术的四喇叭单脉冲雷达系统的实施例；

图5a显示了本发明的一种实施例，该实施例说明了两个正交极化雷达波束的一维电子扫描；

图5b显示了本发明的一种实施例，该实施例可以在与极化平面相关联的一个方向上进行波束电子扫描；

图6a显示了可以在两个方向上进行波束电子扫描的一种本发明实施例，其中每个方向都与一个极化平面相关联；

图6b显示了本发明的一种实施例，对两个正交极化雷达波束的双向和对角线电子扫描进行了说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1：一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，采用卡塞格伦配置的机械致动雷达系统实施例。卡塞格伦天线的基本工作原理在技术上早已广为人知，在此只进行简要回顾。馈源喇叭或馈源喇叭阵列320发射雷达波束330，再经子反射器340反射，将波束335指向主反射器310，然后再向外反射波束325。卡塞格伦配置的焦距，大约等于子反射器340和主反射器310之间距离的两倍，从而可以在保持焦距的同时缩小天线尺寸。

通过机械转动器305，喇叭320与雷达馈源网络301相连。喇叭还与主反射器310和次反射器340通过机械方式连接。通过转动器，喇叭320和反射器310、340可以在315特定范围内同步移动。移动整个组件的过程中，并不会改变喇叭发射波束330相对于两个反射器的入射角度，但会改变天线发射雷达波325的方向。虽然这种方法可以实现波束扫描功能，但可能不适用于高冲击振动环境，因为存在机械故障的可能性。转动器305的故障会影响雷达波束的扫描能力，并限制该雷达系统的功能和可靠性。

图2a显示了本发明的一种电子扫描雷达系统在卡塞格伦配置中的实施例。与上述机械致动实施例类似，雷达信号430从馈源喇叭或馈源喇叭阵列415发出，朝向子反射器440，后者将雷达波束435反射到主反射器410上。主反射器410然后将雷达波425向外引导到潜在目标。与上述机械致动实施例不同，本实施例中的馈源喇叭阵列415直接连接到雷达馈源网络401。通过射频矩阵开关网络(未显示)将馈源喇叭415连接到雷达馈源网络401，从而在平面方向420内实现通过电子方式控制馈源喇叭阵列415中雷达波束430的方向。

通过在天线阵列中移动波束430在平面方向420上的相位中心，实现这波束扫描功能。本发明不需要卡塞格伦配置，并且在主焦点抛物面天线、格雷戈里反射面天线和透镜天线实施方案中同样有效。

波束极化与所采用的准直装置或配置无关。本发明的双极化特性可以实现波束的正交双极化。正交波束极化也可以是圆形或椭圆形极化，或者可以使用极化器将线性极化转换为圆形极化。本发明使用双极化原理，可能是双线性、双圆形或双椭圆形极化，其中正交的圆形或椭圆形极化是左旋和右旋传播。

图2b说明了基于本发明的电子扫描雷达系统实施例的波束发射特性。馈源喇叭阵列415-0由多个馈源喇叭组成。馈源喇叭对415-1、415-2被启用，用馈源波束430-1照射反射器445。由于馈源波束430-1的相位中心偏离馈源喇叭阵列415-0的中心，因此由反射器形成的反射雷达波束435-1转至与偏移方向相反的方向。馈源波束430-1不会显著倾斜，因此波束照射不平衡的情况很小。

同样地，如果不同的馈源喇叭415-3、415-4被启用，那么产生的馈源波束430-2的相位中心在与馈电喇叭阵列415-0的中心不同的方向上偏移。这种相位中心偏移，同样会导致由反射器445形成的雷达波束435-2转至与相位中心偏移方向相反的方向。

根据本发明的电子扫描雷达系统实施例的潜在应用情况。在这个实施例中，雷达系统525安装在制导系统501的头锥部，并被用作目标导引头。发射的雷达波束505具有一定宽度510，小于系统501所需的视场520。为了提供所需视场520的覆盖范围，确保可以定位和跟踪潜在目标515，需要在雷达目标导引头525中进行某种形式的波束电子扫描。

雷达目标导引头525的更详细说明。雷达导引头系统安装在制导系统外壳580内，并采用卡塞格伦配置排列以节省空间。子反射器540安装在系统外壳580的前部。在馈源喇叭阵列545内，改变馈源波束530的相位中心，就可以改变来自子反射器540到主反射器550的反射馈源波束535的角度。这反过来又影响了主反射器555发出的雷达波束的角度，并确保雷达导引头525能够覆盖所需视场570。实现电子方式雷达波束扫描功能的射频矩阵开关网络(未显示)，可以作为馈源喇叭阵列组件545或雷达馈源网络650的一部分。

本发明创新性包含了可能包括消除正交模式传感器，以及内部端接的射频端口。这样可以减小雷达系统的尺寸和重量，并且在组件数量方面减低了系统的总体复杂性。

因此，这种雷达系统可以比目前使用的机械扫描方式雷达系统造价更低、组件更少，不必采用可能因故障或损坏而影响波束电子扫描的机械驱动组件，并且重量更轻。

本发明的其他实施例可以采用不同的反射器配置，例如透镜天线、主焦点天线和格雷戈里反射面天线。本发明的实施例可以应用于各种操作环境，包括系统制导系统、车辆传感器和制导系统、威胁探测系统、导引头探测和跟踪、空中交通管理系统和雷达干扰设备。

图4显示了交替双极化单脉冲馈源设计，由四个介质加载的对角线喇叭组成，这种配置目前已在导引头瞄准系统中使用。喇叭天线采用介质加载方式，以减小喇叭之间的距离并便于制造。这种实施例采用单脉冲馈源喇叭，因为单脉冲雷达能够快速获取角度和距离数据。对角喇叭和极化线用于提供改进的E和H平面下子反射器的雷达波照射，从而在两种极化模式下实现和差通道模式。

每个馈源喇叭101都是极化的，其中两个喇叭采用一种极化，例如垂直极化，在这种情况下，另外两个喇叭采用相应的正交极化，例如水平极化。每个喇叭对的信号都馈入波导比较器105，该比较器形成和差通道输出，从而可以测定目标的距离和角度。喇叭阵列靠近由金属线110组成的金属线栅120，该金属线栅包括：缩小垂直极化喇叭对波束宽度但与水平极化喇叭对交叉极化的多行金属线110，和缩小水平极化喇叭对波束宽度但与垂直极化喇叭对交叉极化的多列金属线115。这种交叉极化是首选方式，因为喇叭天线在H平面中排列，两个喇叭对的波束宽度在H平面中更窄。金属线栅120减少了E平面波束宽度，大约等于一个喇叭对固有较小的H平面波束宽度。这种系统适用于雷达制导导引头等应用，在这些应用中，窄波束是实现目标锁定的首选，同时最大限度地减少干扰信号和杂波。由于双极化特性，雷达系统可以同时获取两种极化，并利用每种极化方式的和差模式进行分析。从而进一步提高了准确性和目标跟踪能力。

利用本发明的创新原理，通过四个馈源喇叭组成的阵列，可以创建两个极化的单脉冲雷达波束，一个波束的极化方式与另一个的正交，其中两个喇叭具有一种极化方式，而另外两个喇叭具有另一种极化方式，这两个极化单脉冲雷达波束通过射频矩阵开关系统进行电子扫描，在馈源喇叭阵列的至少一个扫描平面上进行电子扫描。图5a说明了波束电子扫描的基本原理和方法，显示了单平面、双极化波束电子扫描。

在图5a所示的实施例中，馈源喇叭阵列由一行水平堆叠的垂直极化馈源喇叭720和一行垂直堆叠的水平极化馈源喇叭对730组成。在该实施例中，利用两个水平堆叠运行的垂直极化馈源喇叭，生成一个垂直极化单脉冲波束，并利用两个垂直堆叠运行的水平极化馈源喇叭，生成一个水平极化单脉冲波束。两个波束都通过运行的四喇叭集合701发射，每个集合包含一个垂直极化和一个水平极化喇叭对，方式与图4所述相同。然而，利用本发明的创新原理，波束相位中心可以移动到相邻的四喇叭集合710，从而实现波束电子扫描。

在所示的实施例中，水平极化单脉冲波束在垂直平面进行电子扫描，而垂直极化单脉冲波束在水平平面内电子扫描。在这一实施例中，通过关闭一个运行的垂直堆叠的水平极化喇叭对，并打开一个与之相同类型的水平相邻喇叭，就可以完成垂直平面的波束电子扫描。通过关闭一对馈源喇叭中一个运行的水平堆叠的垂直极化馈源喇叭，并打开与仍然运行的垂直极化馈源喇叭相邻的同类馈源喇叭，就可以完成水平方向的波束电子扫描。相继执行上述操作，就可以停用一个四喇叭集合701，并启用相邻的四喇叭集合710，从而移动两个波束的相位中心。

本发明的实施例可以形成多种创新的变化形式，可以切换馈源喇叭的极化，或者采用圆极化代替线极化。阵列平面、垂直平面电子扫描能力的组合，可以扩展到两个平面方向的电子扫描，并可以进一步扩展到对角线方向的电子扫描。馈源喇叭阵列的形状，和波束相位中心在阵列上的移动，仅受成本、重量和相关开关网络复杂性的限制。

通过本发明的创新原理，射频矩阵开关网络控制了波束相位中心在馈源喇叭阵列上的移动，从而在上述类型的雷达系统中实现波束电子扫描。如果沿着波束平面添加更多馈源喇叭集合和射频开关，那么可以将此原理扩展到多个波束，并且还可以通过添加更多四喇叭集合和射频开关来将其扩展到多个平面中进行波束电子扫描。在两平面电子扫描解决方案中，比较器和馈源喇叭需要切换。阵列平面内电子扫描需要一组比较器，垂直平面电子扫描需要另一组比较器。

图5b显示了实施本发明的一种波束电子扫描方案。在这种实施例中，馈源喇叭由镀了金属层的交联聚苯乙烯微波塑料板制成。利用这种材料，馈源喇叭可以塑造成型而无需加工。所有垂直极化喇叭201都通过开关式环行器207连接到波导比较器105-3上。类似地，水平极化喇叭205也通过开关式环行器207连接到波导比较器105-4上，线栅阵列120覆盖了阵列中的所有喇叭，以实现波束宽度控制。本实施例的波导和开关式环行器仅作说明之用，并非限制性条件。本发明的其他实施例，可以采用射频印刷电路板介质，例如微带线、条形线、共面波导等，用于单脉冲比较器。在其他实施例中，可以使用其他开关和相应的开关控制电路，以代替开关式环行器。在这种实施例中，通过垂直极化喇叭的排列，可以实现平面内电子扫描技术，而通过水平极化喇叭的排列，可以实现垂直平面电子扫描技术。

在这种实施例中，射频矩阵开关网络包括射频环行器207，它们作为开关，连接或断开不同馈源喇叭与其各自的比较器支路105-1、105-2。水平极化电子扫描220-2和垂直极化电子扫描220-1，各有一个独立的切换网络。如图所示，通过水平电子扫描网络220-2的配置，将不同的喇叭对切换到水平波束比较器支路105-2中，或将原来的连接断开。因此，水平比较器支路总是连接到相邻的两个垂直堆叠、水平极化馈源喇叭225-1、225-2。在水平方向进行电子扫描时，环行器207进行相继控制，从而将上部喇叭225-1和下部喇叭225-2从比较器支路105-2中断开，并连接不同的垂直堆叠喇叭对，以移动馈源波束的相位中心。

在本发明所示实施例的垂直电子扫描方向，射频环行器207独立工作，将单个馈源喇叭225-3、225-4连接到垂直波束比较器支路105-1中，或将原来的连接断开。在这种实施例中，垂直比较器支路105-1总是连接到相邻的一对水平堆叠垂直极化馈源喇叭225-4、225-5。在这种实施例中，从启用的喇叭对225-5、225-4发出的波束相位中心，通过断开其中一个馈源喇叭225-5与比较器支路105-1的连接，并连接另一个馈源喇叭225-3，而225-3已由同一射频环行器207-1连接到比较器支路105-1中，从而实现水平平面上的电子扫描。在水平和垂直电子扫描方向，通过依次启用相邻的四喇叭集合(两个垂直堆叠的水平极化，以及两个水平堆叠的垂直极化)来协同工作，从而将馈源波束的相位中心沿着馈源喇叭阵列移动。

对于两个电子扫描方向的应用，阵列的大小可以任意扩展，仅受成本、尺寸和重量规定的限制。由于上述实施例中阵列平面内和垂直平面电子扫描方向是相同的方向，因此无论阵列大小如何，只需要两个四端口比较器。对于类似于上述实施例的单平面方向电子扫描解决方案，开关数量由每种极化的喇叭数量确定。对于给定数量为“n”的阵列平面内电子扫描喇叭，需要n-2只双态开关。此外，对于具有双极化单平面方向电子扫描解决方案，需要2n-2个垂直平面电子扫描喇叭，以及另外的2n-4只双态开关。

本发明的其他替代实施例，可以仅采用阵列平面内或仅采用垂直于阵列平面极化的馈源喇叭。其他实施例可能会使用与射频环行器不同类型的开关，以实现相继动作的开关功能。本发明的其他替代实施例，可以使用完全不同的网络和开关配置，例如采用具有两个以上位置的多置开关，以实现切换功能。

图6a显示了本发明创新原理的一种实施例，将波束电子扫描能力扩展到两个平面方向——垂直和水平。在这种实施例中，馈源喇叭阵列601是一个4×4阵列，由交替极化的介质加载对角布置馈源喇叭组成。在这种实施例中，用于垂直极化馈源喇叭625的射频矩阵开关网络610，以及用于水平极化馈源喇叭630的射频矩阵开关网络615，都采用射频环行器605。波导比较器部分对和通道615-1以及差通道615-2的操作中，垂直极化射频矩阵开关网络还采用了一种切换策略。通过这种排列，可以启用任何相邻的水平堆叠垂直极化馈源喇叭625，以实现垂直极化雷达波束的水平或垂直电子扫描。同样，水平极化射频矩阵开关网络，在其波导比较器部分的620-1、620-2中采用射频环行器，以实现水平极化光束的双平面电子扫描。在本实施例中，通过从一组馈源喇叭对切换到不重叠的不同馈源喇叭对，可以产生类似于对角线波束电子扫描的效果，将波束从垂直电子扫描位置移动到水平电子扫描位置。

波束极化平面和垂直于波束极化平面的电子扫描方法，与图5所述的相同，只是现在两种电子扫描方法都适用于两种馈源喇叭极化。给定极化的馈源喇叭，位于单独的射频矩阵开关网络上，但除了在馈源喇叭和比较器之间切换连接之外，每个射频矩阵开关网络的比较器的和通道端口和差通道端口也都是单独切换的。这是因为每个平面电子扫描方向都需要一个单独的比较器，因为根据电子扫描方向，给定的喇叭对可能在阵列平面内或垂直平面内进行电子扫描。

如图6b所示，对角线波束电子扫描可以通过两种不同的通用方式实现。对于具有两种不同馈源喇叭极化的馈源喇叭阵列800，和能够进行双平面电子扫描的射频矩阵开关网络(未显示)，通过射频矩阵开关网络，可以从第一个四喇叭集合805切换到第二个不重叠且排列相似的四喇叭集合815。如果采用更复杂的射频矩阵开关网络，那么可以同时从阵列平面内电子扫描技术切换到垂直平面电子扫描技术，期间采用一种极化，以及从垂直平面电子扫描技术切换到阵列平面内电子扫描技术，期间采用另一种极化，这是本发明实施例中对于对角线方向具有更精细电子扫描控制的一种方法，从而启用一个相反排列的四喇叭集合825。

所有上述的本发明实施例：单平面方向电子扫描、双平面方向电子扫描、单极化、双极化、单波束和双波束，原理都是将单脉冲雷达波束的相位中心沿着馈源喇叭阵列移动，从而实现波束电子扫描。每个扫描方向只需要一个比较器，喇叭的数量和所使用的开关类型决定了所需硬件的范围，不需要换能器、正交模式交汇点或机械扫描和驱动组件。

因此，尽管本文件对本发明进行了描述，但显然本发明可以存在许多方面的变化。这样的变化不应被视为脱离本发明的原理和应用范围，因为相关领域的技术人员可以很容易地根据本发明的详细描述实现各种变化和修改，所以这些变化都包含在以下权利要求范围内。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，其特征在于，包括用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，系统包括以下内容：启用第一馈源喇叭对，第一馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；停用第一馈源喇叭对；并启用第二馈源喇叭对，第二馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第三和第四馈源喇叭，其中第三和第四馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，第二馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，并且在平面方向上与第一馈源喇叭对共面，在上述启用第二馈源喇叭对过程中，将从馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心;所述启用第一馈源喇叭对、停用和启用第二馈源喇叭对，均通过交换馈源喇叭的相继动作切换过程来实现所述的相继动作切换，包括将馈源喇叭对连接到至少一个射频比较器，然后将其连接断开。

2.根据权利要求1所述的一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，其特征在于，第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，系统包括以下内容：通过以下步骤进行第一个平面方向的电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个极化馈源喇叭，以创建包括第二和第三馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻、共面且与

第一和第二馈源喇叭极化方式相同，在启用所述第二馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现在第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二个平面方向的电子扫描：

启用所述第一馈源喇叭对；

停用所述第一馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个喇叭对，其中第五和第四馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，而且第一馈源喇叭对在第二平面方向上与第三馈源喇叭对相邻且共面，启用所述第三馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而实现在第二个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；

所有上述的启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成；

所述的射频矩阵切换包括将馈源连接到至少一个射频比较器，然后将其连接断开。

3.根据权利要求2所述的一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，其特征在于，还包括通过以下步骤进行对角线到第一个平面方向的波束电子扫描：

启用第二馈源喇叭对；

停用第二馈源喇叭对；

并启用第三馈源喇叭对，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第二喇叭对的相位中心移动到第三喇叭对的相位中心，从而实现在对

角线到第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；

在平面方向上通过雷达馈源喇叭阵列，实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束电子扫描的方法，其中第一和第二波束极化方向正交，系统包括以下内容：

通过以下步骤实现第一波束电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且在第一个极化方向上极化，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生第一极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；并启用馈源喇叭阵列中的第三个馈源喇叭，以形成包括第二个和第三个馈源喇叭的第二个馈源喇叭对，其中所述第三个馈源喇叭与所述第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与所述第一和第二个馈源喇叭极化方式相同，上述启用所述第三个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第二喇叭对的相位中心，从而实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤实现第二波束电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第四个和第五个馈源喇叭作为第三馈源喇叭对，其中所述第四个和第五个馈源喇叭在垂直于阵列平面方向的方向上相邻布置，在方向上共面，并且在第二极化方向上极化，用于从所述第三喇叭对的相位中心产生所述第二极化雷达波束；

停用所述第三馈源喇叭对；

启用馈源喇叭阵列中的第四喇叭对，包括第六个和第七个馈源喇叭，其中第六个和第七个馈源喇叭在垂直于阵列平面方向的方向上相邻布置，在方向上共面，并且在第二极化方向上极化，而第三个喇叭对在阵列平面方向上与第四

个喇叭对相邻且共面，上述启用第四个喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第三喇叭对的相位中心移动到所述第四喇叭对的相位中心，从而实现所述第二极化雷达波束的电子扫描；

所有所述启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成。

4.根据权利要求3所述的一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源系统，其特征在于，其中所述射频矩阵切换包括以下内容：将第一、第二和第三馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开；并将第三和第四馈源喇叭对连接到第二射频比较器，然后将其连接断开；

在两个正交平面方向上，通过雷达馈源喇叭阵列实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束的双平面电子波束电子扫描方法，其中第一个平面方向对应于第一个波束极化方向，而第二个平面方向对应于第二个波束极化方向，并且两个波束极化方向也正交，系统包括以下内容：

通过以下步骤进行第一波束在第一个平面方向电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中所述第一和第二馈源喇叭相邻布置，在所述第一个平面方向上共面，并且在所述第一个极化方向上极化，用于从所述第一喇叭对的相位中心产生第一极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并在馈源喇叭阵列中启用第三个馈源喇叭，以形成第二馈源喇叭对，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一和第二个馈源喇叭的极化方式相同，启用上述第一个和第二个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第二个喇叭对的相位中心，可以实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第一波束在第二平面方向的电子扫描： 启用所述第一馈源喇

叭对；

停用所述第一馈源喇叭对；

启用馈源喇叭阵列中的第三喇叭对，其中包括第四个和第五个馈源喇叭，所述第四个和第五个馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且在第一个极化方向上极化，其中第一个喇叭对在第二平面方向上与第三个喇叭对相邻且共面，启用所述第三喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第一极化雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第三个喇叭对的相位中心，可以实现所述第一极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二波束在第二平面方向的电子扫描： 启用馈源喇叭阵列中的第六个和第七个馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第四馈源喇叭对，其中所述第六和七个馈源喇叭相邻布置，在所述第二平面方向上共面，并且在所述第二极化方向上极化，用于从所述第四喇叭对的相位中心产生第二极化雷达波束；

停用所述第六馈源喇叭；

并且在馈源喇叭阵列中启用第八个馈源喇叭，以形成第五馈源喇叭对，其中所述第八个馈源喇叭与所述七个馈源喇叭相邻且共面，并且与所述第六个和第七个馈源喇叭的极化方式相同，启用所述第八个馈源喇叭时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第四个喇叭对的相位中心移动到所述第五个喇叭对的相位中心，可以实现所述第二极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二波束在第一平面方向电子扫描： 启用所述第四馈源喇叭对；

停用所述第四馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第六喇叭对，其中包括第九个和第十个馈源喇叭，所述第九个和第十个馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，并且在第二

极化方向上极化，其中第四个喇叭对在第一平面方向上与第六个喇叭对相邻且共面，启用所述第六喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的第二极化雷达波束的相位中心从所述第四个喇叭对的相位中心移动到所述第六个喇叭对的相位中心，可以实现所述第二极化雷达波束的电子扫描；所有所述启用和停用步骤均通过馈源喇叭的射频矩阵切换来完成；

将在第一极化方向上极化的馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开；

将在第二极化方向上极化的馈源喇叭连接到第二射频比较器，然后将其连接断开；

还包括通过以下步骤在第三平面方向上进行极化切换波束的电子扫描：

启用第一馈源喇叭对，以发射第一极化雷达波束；

停用第一馈源喇叭对；

并且启用包括第八个和第十个馈源喇叭的第七馈源喇叭对，以发射第二极化雷达波束，启用所述第七馈源喇叭对时，通过将从所述馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从所述第一喇叭对的相位中心移动到所述第七喇叭对的相位中心，并将发射波束的极化从第一极化变为第二极化，从而实现所述馈源喇叭阵列发射雷达波束的电子扫描。

5.一种电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源电子扫描装置，其特征在于，用于由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，装置包括以下装置：

一种射频比较器；

第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在阵列平面方向上共面，并且极化方式相同，其中

两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一个和第二个馈源喇叭的极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生雷达波束；

一种开关装置，用于选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭并将馈源喇叭连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保启用第一馈源喇叭时第三馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；当第一个馈电喇叭连接到射频比较器时，第三个馈电喇叭与射频比较器断开连接，反之亦然；

沿着馈源喇叭阵列的一个区域，设置一组金属线，其中组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩小了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；切换装置包括一个射频矩阵的切换网络；射频矩阵切换网络包括至少一个与射频比较器连接运行的射频环行器。

6.根据权利要求5所述的电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源电子扫描装置，其特征在于，用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，装置包括以下部分：

一种射频比较器；

馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中第一个和第二个馈源喇叭在馈源喇叭阵列中相邻、共面且正交于阵列平面方向，当两个馈源都被启用时，第一馈源喇叭对产生一个极化单脉冲雷达波束；

馈源喇叭阵列中的第二馈源喇叭对，其中第三个和第四个馈源喇叭在馈源喇叭阵列中相邻、共面且与第一个和第二个馈源喇叭极化方式相同，第二馈源喇叭对在阵列平面方向上与第一馈源喇叭对相邻且共面，当两个馈源喇叭都被启用时，第二馈源喇叭对产生一个极化单脉冲雷达波束；切换装置选择性地启用和停用第一和第二馈源喇叭对，并将每个馈源喇叭对的馈源连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到射频比较器时，第二馈源喇叭对处于非启用状态并与射频比较器断开连接，反之亦然；其中，第一和第二馈源喇叭对选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描，还包括沿着馈源喇叭阵列的一个区域中设置一组金属线，其中组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩小了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同；切换装置包括一个射频矩阵的切换网络；所述射频矩阵切换网络包括至少两个与射频比较器连接运行的射频环行器。

7.根据权利要求6所述的电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源电子扫描装置，其特征在于，其中第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，装置包括以下部分：

一种射频比较器；

第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在第一平面方向上共面，并且极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈

源喇叭与第二个馈源喇叭相邻且共面，并且与第一个和第二个馈源喇叭的极化方式相同，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第三馈源喇叭对包括阵列中的第五个和第四个馈源喇叭，其中第五个和第四个馈源喇叭相邻，在第一个平面方向上共面，极化方式与第一个、第二个和第三个馈源喇叭相同，而且，第三馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，在第二平面方向上与第一馈源喇叭对共面，当其两个馈源喇叭都被启用时，第三馈源喇叭对在其相位中心产生极化单脉冲雷达波束；

第一个切换装置选择性地启用和停用第一和第三馈源喇叭对，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源喇叭连接到射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到射频比较器时，第三馈源喇叭对处于非启用状态并与射频比较器断开连接，反之亦然；其中，通过选择性启用第一和第三个馈源喇叭对，将极化单脉冲雷达波束从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而在第二平面方向上控制从雷达馈源喇叭对阵列发射的极化单脉冲雷达波束；

第二个切换装置选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源连接和断开与射频比较器的连接，确保当第一个馈源喇叭被启用时，第三个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第一个馈电喇叭连接到射频比较器时，第三个馈电喇叭与射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现第一平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；

第三个切换装置管理馈源喇叭的连接和启用，确保在雷达波束发射期间只

允许一对馈源喇叭处于启用状态并连接到比较器；所述第一个、第二个、第三个切换装置形成射频矩阵切换网络；射频矩阵切换网络包括至少三个与射频比较器连接运行的射频环行器；还包括沿着馈源喇叭阵列的一个区域中设置一组金属线，其中组金属线包括至少三根从阵列平面呈角度延伸的金属线，因此金属线缩窄了雷达波束的波束宽度，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同；在两个正交平面方向上，通过雷达馈源喇叭阵列实现第一极化单脉冲雷达波束和第二极化单脉冲雷达波束的双平面电子波束电子扫描装置，其中第一个平面方向对应于第一个波束极化方向，而第二个平面方向对应于第二个波束极化方向，并且两个波束极化方向也正交，装置包括以下部分：第一射频比较器；第二射频比较器；第一馈源喇叭对，包括第一个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，在第一平面方向上共面，并且采用第一极化方式，其中两个馈源喇叭均被启用时，第一馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第二馈源喇叭对，包括第三个馈源喇叭和第二个馈源喇叭，其中第三个馈源喇叭与第二个馈源喇叭相邻，并且与第一个和第二个馈源喇叭共面，采用第一极化方式，其中两个馈源喇叭均被启用时，第二馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第三馈源喇叭对包括阵列中的第五个和第四个馈源喇叭，其中第五个和第四个馈源喇叭相邻，在第一个平面方向上共面，采用第一极化方式，而且，第三馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻，在第二平面方向上与第一馈源喇叭对共面，当其两个馈源喇叭都被启用时，第三馈源喇叭对在其相位中心产生第一极化方式单脉冲雷达波束；

第四馈源喇叭对，包括第六个馈源喇叭和第七个馈源叭，其中，第六和第七馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，并且采用第二极化方式，当两个馈源喇叭都被启用时，第四馈源喇叭对在其相位中心产生第二极化方式单脉

冲雷达波束；

第五馈源喇叭对，包括第八个馈源喇叭和第七个馈源喇叭，其中，第八个馈源喇叭与第七个馈源喇叭相邻，与第六个和第七个馈源喇叭共面，采用第二极化方式，当两个馈源都被启用时，第五馈源喇叭对在其相位中心产生第二极化方式单脉冲雷达波束； 第六馈源喇叭对，包括阵列中的第九个和第十个馈源喇叭，其中，第九个和第十个馈源喇叭相邻布置，在第二平面方向上共面，采用第二极化方式，而且，第六馈源喇叭对与第四馈源喇叭对在第一个平面方向上相邻且共面，当两个馈源喇叭都被启用时，在其相位中心产生第二极化方式单脉冲雷达波束；第一切换装置，选择性地启用和停用第一和第三馈源喇叭对，并将第一和第三馈源喇叭对的馈源喇叭连接到第一射频比较器，然后将其连接断开，确保当第一馈源喇叭对被启用并连接到第一射频比较器时，第三馈源喇叭对处于非启用状态并与第一射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一和第三馈源喇叭对选择性启用，通过将第一极化方式雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第三喇叭对的相位中心，从而实现第二平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射极化单脉冲雷达波束的电子扫描；

第二个切换装置选择性地启用和停用第一个和第三个馈源喇叭，并将第一和第三个馈源喇叭对的馈源连接和断开与第一射频比较器的连接，确保当第一个馈源喇叭被启用时，第三个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第一个馈电喇叭连接到第一射频比较器时，第三个馈电喇叭与第一射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第一个和第三个馈源喇叭选择性启用，通过将第一极化方式雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现第一平面方向上雷达馈源喇叭对阵列所发射第一极化方式单脉冲雷达波束的电子扫描；

第三切换装置，选择性地启用和停用第四和第六馈源喇叭对，并将第四和第六馈源喇叭对的馈源连接到第二射频比较器，然后将其连接断开，确保当第四馈源喇叭对被启用并连接到第二射频比较器时，第六馈源喇叭对处于非启用状态并与第二射频比较器断开连接，反之亦然；

其中，第四和第六馈源喇叭对选择性启用，通过将来自雷达馈源喇叭阵列的第二极化方式单脉冲雷达波束的相位中心从第四馈源喇叭对的相位中心移动到第六馈源喇叭对的相位中心，可以实现第一个平面方向上雷达波束的电子扫描；

第四切换装置，选择性地启用和停用第六个和第八个馈源喇叭，并将第六个和第八个馈源喇叭连接到第二射频比较器，然后将其连接断开，确保当第六个馈源喇叭被启用时，第八个馈源喇叭处于非启用状态，反之亦然；并且当第六个馈源喇叭连接到第二射频比较器时，第八个馈源喇叭与之断开连接，反之亦然；

其中，第六个和第八个馈源喇叭选择性启用，通过将来自雷达馈源喇叭阵列的第二极化方式单脉冲雷达波束的相位中心从第四馈源喇叭对的相位中心移动到此馈源喇叭对的相位中心，可以实现第二平面方向上雷达波束的电子扫描；

第五切换装置，控制第一、第二和第三馈源喇叭对与第一射频比较器的连接和启用，确保在发射第一极化方式单脉冲雷达波束时，只允许一个馈源喇叭对处于启用状态并连接到第一射频比较器；

第六切换装置，控制第四、第五和第六馈源喇叭对与第二射频比较器的连接和启用，确保在发射第二极化方式单脉冲雷达波束时，只允许一个馈源喇叭对处于启用状态并连接到第二射频比较器。

8.根据权利要求7所述的电子扫描的交替双极化单脉冲天线馈源电子扫描装置，其特征在于，还包括沿着馈源喇叭阵列一个区域设置的线栅，其中，线

栅包括以下部分：

沿着第一个平面方向排列至少两组第二极化方式金属线，因此这些金属线缩窄了第一极化雷达波束的波束宽度；

以及沿着第二个平面方向排列至少两组第一极化方式金属线，因此这些金属线缩窄了第二极化雷达波束的波束宽度；

所述第一、第二和第五切换装置组成第一射频矩阵开关网络，而所述第三、第四和第六切换装置组成第二射频矩阵开关网络；所述第一射频矩阵开关网络包括至少三个与所述第一射频比较器连接运行的射频环行器，而所述第二射频矩阵开关网络包括至少三个与所述第二射频比较器连接运行的射频环行器；

控制第一和第二切换网络，从而让雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭被启用，这些馈源喇叭位于包括第一极化馈源喇叭对和第二极化馈源喇叭对的四喇叭集合中；

并协调第一和第二切换网络，从而实现第一和第二切换网络同时在同一平面方向上的雷达波束电子扫描；

改变切换网络的连接状态，从而实现由第二切换网络控制下的第一极化方式馈源喇叭波束的电子扫描，以及由第一切换网络控制下的第二极化方式馈源喇叭波束的电子扫描，从而实现第一个或第二个平面方向上非共面的重叠四馈源喇叭集合雷达波束的电子扫描；

所述第七和第八切换装置组成一个控制切换网络所述第一极化方式是垂直极化，而所述第二极化方式是水平极化；所述第一平面方向是水平方向，而所述第二平面方向是垂直方向；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭是介质加载馈源喇叭；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭由镀了金属层的交联聚苯乙烯微波塑料板 Rexolite 制成；雷达馈源喇叭阵列中的馈源喇叭是对角线馈源喇叭；还包括一个卡塞格伦反射器，用于聚焦和引导向外发射的雷达波束；包括制导系统

的目标定位或获取系统的部分模块。

9.一种极化单脉冲雷达波束的电子扫描方法，其特征在于，用于由至少三个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向上沿雷达馈源喇叭对阵列移动波束，系统包括以下内容：

启用第一个和第二个馈源喇叭，作为馈源喇叭阵列中的第一馈源喇叭对，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，用于在第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；

停用第一馈源喇叭；

启用馈源喇叭阵列中的第三馈源喇叭，以形成包括第二个和第三个馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻，启用第二馈源喇叭对时，将从馈源喇叭阵列发射出去的雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心；并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同，用于由至少两个共面的且极化方式相同的堆叠馈源喇叭对定义的平面方向，方法包括以下装置：

启用第一馈源喇叭对，第一馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第一个和第二个馈源喇叭，其中第一个和第二个馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，用于在第一馈源喇叭对的相位中心产生雷达波束；

停用第一馈源喇叭对；并启用第二馈源喇叭对，第二馈源喇叭对包括馈源喇叭阵列中的第三和第四馈源喇叭，其中第三和第四馈源喇叭相邻布置，垂直于平面方向堆叠，并且极化方式相同，而且，第二馈源喇叭对与第一馈源喇叭对相邻且极化方式相同，并且在平面方向上与第一馈源喇叭对共面，在上述启用第二馈源喇叭对过程中，将从馈源喇叭阵列发射的雷达波束的相位中心从第

一馈源喇叭对的相位中心移动到第二馈源喇叭对的相位中心；

并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中组金属线包括至少两根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同。

10.一种用于在两个平面方向上实现极化单脉冲雷达波束双平面电子扫描的方法，其中第一个平面方向是由至少三个共面且极化方式相同的馈源喇叭定义的平面方向，而第二个平面方向与第一个平面方向正交的平面，系统包括以下内容：

通过以下步骤进行第一个平面方向的电子扫描：

启用馈源喇叭阵列中的第一和第二馈源喇叭作为第一馈源喇叭对，其中第一和第二馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且极化方式相同，用于从第一馈源喇叭对的相位中心产生极化雷达波束；

停用所述第一馈源喇叭；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个极化馈源喇叭，以创建包括第二和第三馈源喇叭的第二馈源喇叭对，其中第三馈源喇叭与第二馈源喇叭相邻、共面且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，在启用所述第二馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一喇叭对的相位中心移动到第二喇叭对的相位中心，从而实现在第一个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；

通过以下步骤进行第二个平面方向的电子扫描：

启用所述第一馈源喇叭对；停用所述第一馈源喇叭对；

并启用馈源喇叭阵列中的第三个喇叭对，其中第五和第四馈源喇叭相邻布置，在第一个平面方向上共面，并且与第一和第二馈源喇叭极化方式相同，而

且第一馈源喇叭对在第二平面方向上与第三馈源喇叭对相邻且共面，启用所述第三馈源喇叭对时，通过将从馈源喇叭阵列发射的极化雷达波束的相位中心从第一馈源喇叭对的相位中心移动到第三馈源喇叭对的相位中心，从而实现在第二个平面方向上极化雷达波束的电子扫描；并通过沿着馈源喇叭阵列面排列的一组金属线缩窄雷达波束的波束宽度，其中组金属线包括至少三根从阵列平面呈角度延伸的金属线，并且所述金属线的极化方向与波束极化方向相同。