[發(fā)明專利]一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410013812.X
• 申請(qǐng)日: 2014-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN103698760A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雄斌;張?zhí)m;柳劍飛;趙正予;楊國斌;陳智會(huì);許家勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/88
• 分類號(hào): G01S13/88
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)系統(tǒng)、無線電物理學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及防災(zāi)減災(zāi)需求的增長，高頻地波雷達(dá)在探測(cè)距離、探測(cè)要素的精度以及適用性等方面存在明顯的不足，主要表現(xiàn)在雷達(dá)有效覆蓋范圍不足、探測(cè)信息量不足帶來的結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性不高的問題、雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾能力不足、頻率利用率不高、探測(cè)方式過于單一以至于無法獲取精細(xì)化探測(cè)結(jié)果等方面。現(xiàn)有的天地波一體化系統(tǒng)中，地波雷達(dá)僅僅是工作在單站模式，并且僅僅接收天波超視距雷達(dá)的信號(hào)，并不能充分滿足探測(cè)距離和探測(cè)精度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種基于組網(wǎng)模式的分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，包括控制分系統(tǒng)、高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、

岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)；控制分系統(tǒng)分別與高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)連接；岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)連接。

所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)是由位于不同地點(diǎn)的兩部以上的岸基

高頻地波雷達(dá)雷達(dá)通過相參的方式組合成的，每部雷達(dá)均工作在雙／多頻工作模式，在自發(fā)自收的同時(shí)也接收其他地波雷達(dá)以及上述高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)中天波發(fā)射站的海洋回波，通過組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“多發(fā)多收”。??

所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)

分系統(tǒng)均包括GPS同步控制模塊，由GPS同步控制模塊來實(shí)現(xiàn)各個(gè)雷達(dá)站間的波形同步；所述的控制分系統(tǒng)協(xié)調(diào)岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行，控制分系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)GPS同步控制模塊的參數(shù)統(tǒng)一配置，形成一體化結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射分系統(tǒng)以及各雷達(dá)分系統(tǒng)的參數(shù)配置；整個(gè)分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)工作于地波組網(wǎng)協(xié)同天-地波混合組網(wǎng)模式。

所述的固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)包括浮標(biāo)式地波雷達(dá)、車載地波雷

達(dá)、船載地波雷達(dá)；固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)通過接收天-地混合路徑回波實(shí)現(xiàn)探測(cè)。

所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)包括用戶終端、激勵(lì)源、發(fā)射機(jī)、天線；用戶終

端和激勵(lì)源的輸入端相連，通過用戶終端控制激勵(lì)源的參數(shù)設(shè)置，激勵(lì)源的輸出端與發(fā)射機(jī)的輸入相連，發(fā)射機(jī)的輸出端與天線的輸入端相連，天線發(fā)射的電磁波經(jīng)電離層反射后投射到遠(yuǎn)方的海面；由用戶終端利用網(wǎng)絡(luò)從控制分系統(tǒng)讀取工作參數(shù)進(jìn)行配置，激勵(lì)源按照配置輸出波形，該信號(hào)波形在發(fā)射機(jī)中經(jīng)過整形功率放大后，再經(jīng)過發(fā)射天線陣輻射出去，天線發(fā)射的電磁波經(jīng)電離層反射后投射到遠(yuǎn)方的海面，由所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)的接收天線陣分別接收到回波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)天-地波混合組網(wǎng)。??

所述的環(huán)境保障分系統(tǒng)包括電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊和電離層實(shí)時(shí)診斷與保障模

塊；采用后向散射探測(cè)、高頻段頻譜監(jiān)測(cè)、斜向探測(cè)和垂直探測(cè)等技術(shù)，通過監(jiān)測(cè)電離層的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)的選擇最佳的雷達(dá)工作頻率并將相關(guān)的信息傳遞給所述的控制分系統(tǒng)，使傳播信道的信噪比最佳、電波通過單一模式傳播且接收到的回波污染最小。

所述的數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模塊、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊、

數(shù)據(jù)融合模塊、顯示模塊、應(yīng)用交互模塊；數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)對(duì)所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分布式高頻雷達(dá)海面動(dòng)力學(xué)要素精細(xì)化反演以及多站、多頻、天地波一體化探測(cè)條件下的數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。??

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：?

1、本發(fā)明通過分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)、天-地波一體化組網(wǎng)探測(cè)，突破了傳統(tǒng)地波雷達(dá)僅能沿海岸線布設(shè)的限制，可以大幅度提高高頻雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)距離，是拓展海洋監(jiān)測(cè)雷達(dá)探測(cè)距離的有效途徑。

2．本發(fā)明不是簡單的多部單站雷達(dá)反演結(jié)果的綜合，而是多種工作模式的有機(jī)融合和相互補(bǔ)充，它在原始信號(hào)層面即獲取了較為全面的物理量信息，能較大程度提高風(fēng)、浪、流探測(cè)的準(zhǔn)確性，通過多種方式，實(shí)現(xiàn)近岸精細(xì)化觀測(cè)；

3．本發(fā)明同一海區(qū)的所有雷達(dá)都使用同一頻率，提高了頻率利用率，極大地節(jié)省了雷達(dá)網(wǎng)的頻率占用，同時(shí)也降低了被干擾的可能性。