[實用新型]毫米波時分調頻船用多目標檢測防撞雷達

無效

• 申請號: 200820163084.0
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN201259545Y
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 阮樹成
• 申請（專利權）人: 阮樹成
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及無線電波發射與接收探測目標方位、距離和速度的技術領域，具體是一種毫米波時分調頻船用多目標檢測防撞雷達。

背景技術

當前，海洋航運和內陸江河湖泊航運、漁業迅速發展，船只大量增多，港口、航道越來越擁擠，常有船只超載、超速，尤其兩船或多條船交匯時其慣性力沖擊掀起大波浪，影響航向不易正確操縱，導致船只相互碰撞或撞擊橋墩引發事故，嚴重時沉船、甚至橋梁塌陷。在暴風雨天氣惡劣時引發事故概率更大。因此，海洋航運、漁業生產、內陸江河湖泊航運應用雷達防撞勢在必行，急需先進防撞雷達提高航行安全。從技術方面分析FM-CW調頻連續波防撞雷達局限于檢測單一目標，調制信號僅用單一頻率的周期信號作為檢測標志，不能對觀察區域內所有目標同時無模糊測定距離和速度。相鄰多個目標回波相互交調、串擾會很難分辨其檢測數據，影響判斷。脈沖PD雷達發射脈寬遮擋回波信號的接收，存在距離盲區不能近距檢測防撞，缺少對多個可能碰撞目標檢測和跟蹤能力，船只密集的水域應用防撞雷達抗相互干擾問題勢必解決，但因連續波雷達天線發射能量輻射泄漏阻塞，影響檢測回波，尤其弱小目標難能檢測到。防撞預警雷達作用距離較近，要求船體所處的水面具有全方位安全航行防撞功能。此外，簡單顯示器對相鄰目標難以分辨，不能顯示多個目標全景圖像，相對位置、距離遠近、移動速度欠缺預警。總體結構現有防撞雷達缺少用傳感器信號構成閉環控制的功能，缺少水域環境天線自適應控制和自動避障、減速、剎船的智能控制，能見度差或航行遇險情不能及時幫助司機解危避免事故。

發明內容

本實用新型的目的是提供相對快速的同時，全方位警戒所處水域可能發生碰撞目標的一種毫米波時分調頻船用多目標檢測防撞雷達。

本實用新型技術方案設有：環形器、中放、聲表器件SAW匹配濾波器組、數據緩沖存儲器FIFO、數字信號處理器DSP、微控制器MCU、雙口存儲器RAM、接口I/O、水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS、聲光報警器、方向舵控制器、發動機減速器、點火/熄滅控制器、鍵盤，還設有收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列、波束開關、收/發開關T/R₁、T/R₂、頻率合成器、時分電路、低噪聲高放、分諧波混頻器、毫米波時分線性調頻器、調制信號發生器、多目標信號提取電路、光柵掃描圖像顯示器CRT，其中，收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列在船頂高位設成水平環形陣或環繞桅桿為圓環陣，頻率合成器輸出f_C2接入DSP為時鐘信號，f_C3接入MCU為時鐘信號，DSP編碼脈沖分配序列接入波束開關、CRT，全方位循環掃描探測水面可能碰撞的目標，頻率合成器輸出f_C1接入時分電路為時鐘信號、時分電路預置端經接口I/O接入MCU，水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS信號經經接口I/O接入MCU控制時分電路生成n路時分脈沖，高電平邏輯“1”接入收/發開關T/R₂，低電平邏輯“0”接入T/R₁，頻率合成器輸出f_N接入毫米波時分線性調頻器鎖定基頻，二或四次諧頻為發射載頻f₀，頻率合成器輸出fm接入調制信號發生器為基準頻率，調制信號發生器頻率、波形變換預置端經接口I/O接入MCU，水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS信號MCU控制調制信號發生器產生n組調制信號頻率和波形，在時分電路編碼為頻率遞增排列的n路脈沖接入毫米波時分線性調頻器，經T/R₂至環形器、波束開關，天線陣列發射，頻率合成器輸出f_L接入分諧波混頻器為內在二或四次倍頻本振信號、f_i接入多目標信號提取電路為中頻相干檢波基準信號，回波射頻經天線陣列、波束開關、環形器、T/R₁、低噪聲高放、分諧波混頻器、中放，n路脈沖在時分電路時序異步選通門選取發射編碼的n組目標信號經聲表器件SAW匹配濾波器組、多目標信號提取電路、數據緩沖存儲器FIFO接入DSP數據總線，DSP與MCU數據總線、地址線、控制線經雙口存儲器RAM匯接及提供仲裁信號，接口I/O分別接入CRT、聲光報警器、方向舵控制器、發動機減速器、點火/熄滅控制器、鍵盤，DSP軟件設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、距離旁瓣抑制、快速傅里葉變換FFT、恒虛警處理CFAR，MCU系統軟件編程包括主程序和數據采集、數據處理、對象控制子程序，中放檢出自動增益控制AGC電壓經濾波、放大接入低噪聲高放、中放AGC控制端，頻率合成器、時分電路、低噪聲高放、分諧波混頻器、波束開關、環形器、收/發開關T/R₁、T/R₂、毫米波時分線性調頻器雷達收/發電路集成一體、屏蔽；