[發(fā)明專利]應(yīng)用于船舶導(dǎo)航雷達的雙體制發(fā)射機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611149106.3
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106772266B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季帥;祁華;張慧鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282;G01S7/35
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于船舶導(dǎo)航雷達的雙體制發(fā)射機，近區(qū)掃盲模式下，連續(xù)波激勵信號經(jīng)固態(tài)放大器放大，再由開關(guān)和大功率開關(guān)進行選擇導(dǎo)通，傳輸至發(fā)射天線，此時固態(tài)放大器中的可調(diào)衰減器處于不衰減的工作狀態(tài)；遠程探測模式下，脈沖信號經(jīng)固態(tài)放大器放大，由開關(guān)選擇作為電真空功率放大器的輸入信號放大至80dBm，經(jīng)大功率開關(guān)選擇傳輸至天線，此時固態(tài)放大器中的可調(diào)衰減器將脈沖信號的功率衰減至10?20dBm；所述的集成電路調(diào)整器控制固態(tài)放大器激勵和電真空功率放大器。本發(fā)明在現(xiàn)有高功率脈沖體制基礎(chǔ)上實現(xiàn)連續(xù)波體制發(fā)射，可應(yīng)用于遠程探測和近距離補盲，對于船舶導(dǎo)航雷達的技術(shù)發(fā)展有很大的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航雷達的雙體制發(fā)射機。

背景技術(shù)

導(dǎo)航雷達安裝在各類船舶上，探測船舶載體周圍的各類物體，如船只、航標、橋墩、堤岸、浮冰、海島、冰山、海岸線等，給船員提供直觀清晰的目標距離與方位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要發(fā)出警告信息，規(guī)避危險障礙物，防止碰撞事故，保證船舶安全航行或順利泊錨。

自1904年德國人Chrisian Hulsmeyer申請了單站脈沖雷達專利并推銷用于海上艦船防撞以來，船用導(dǎo)航雷達已歷經(jīng)了一個世紀的發(fā)展。1946年出現(xiàn)了最早的商業(yè)海用雷達；1960年，海洋生命安全國際會議建議使用雷達防止船舶碰撞事故，1974年，該會議規(guī)定商船必須裝備雷達；1977年，美國海岸警衛(wèi)隊頒布規(guī)定，要求所有進入美國水域的船只裝備并使用避碰系統(tǒng)，促進了計算機自動雷達標繪儀(ARPA)的迅速發(fā)展。

20世紀80年代，軍用雷達技術(shù)快速發(fā)展，人們樂觀地認為船用導(dǎo)航雷達技術(shù)也會突飛猛進，甚至設(shè)想應(yīng)用脈沖多普勒、相控陣、合成孔徑成像、超視距探測等技術(shù)體制。30年過去了，船用導(dǎo)航雷達技術(shù)與軍用雷達技術(shù)的差距卻越來越大，除了屈指可數(shù)的新技術(shù)，如波導(dǎo)縫隙陣列天線、固態(tài)調(diào)制器、數(shù)字終端顯示、數(shù)字信號處理、固態(tài)功放、連續(xù)波等，其余變化都是小改小革，如組合導(dǎo)航(接入船舶自動識別設(shè)備、運行電子海圖)、波束銳化、雙量程顯示等，而非雷達體制上的根本變化。時至今日，無論軍用還是民用船舶，仍然大量使用磁控管導(dǎo)航雷達，甚至連數(shù)字信號處理技術(shù)都未廣泛使用。究其原因，民用船舶是導(dǎo)航雷達的主要市場，成本與性價比是首要因素。激烈的市場競爭導(dǎo)致雷達的重心放在了產(chǎn)品的價格而不是新技術(shù)應(yīng)用上，除非有法律條文明確規(guī)定，否則那些價格居高不下的技術(shù)就一直得不到應(yīng)用。

導(dǎo)航雷達按技術(shù)體制的差別可分為脈沖式和連續(xù)波式兩種。脈沖式導(dǎo)航雷達通過發(fā)射和接收一串調(diào)制脈沖，根據(jù)發(fā)射和接收脈沖之間的往返時延來計算距離，探測距離遠；而連續(xù)波導(dǎo)航雷達利用發(fā)射頻率和接收頻率的頻率差和時間差，精確測量目標的距離和徑向速度，還具有良好的雜波抑制能力。

脈沖雷達發(fā)射與接收信號在時間上錯開，允許很大的發(fā)射功率，目標探測距離遠，距離盲區(qū)取決于脈沖信號寬度與收發(fā)切換時間；連續(xù)波雷達同時發(fā)射和接收，理論上沒有距離盲區(qū)，距離分辨率可以做得很高。因為收發(fā)隔離度的影響，連續(xù)波雷達發(fā)射功率一般較小，探測距離較近。

中國航天科工集團二院23所設(shè)計實現(xiàn)的雙體制船用導(dǎo)航雷達，采用相參體制的固態(tài)發(fā)射機，連續(xù)處理脈沖串，終期免維護，可靠性大大提高。同時，在脈沖探測模式的基礎(chǔ)上加上連續(xù)波探測模式，分辨率得到顯著提升，兩個漂浮物之間的距離超過2.5米即可辨別。此外，雷達的峰值功率也從200瓦降低至1瓦，有效降低了輻射。該雷達利用固態(tài)功放的脈沖體制結(jié)合連續(xù)波體制解決了導(dǎo)航雷達探測近距離盲區(qū)的問題，但存在的問題在于：一方面，固態(tài)功放實現(xiàn)的發(fā)射機成本遠高于以行波管為代表的電真空器件所實現(xiàn)的發(fā)射機；另一方面，固態(tài)功放發(fā)射機的探測距離遠低于以電真空器件為基礎(chǔ)的發(fā)射機；故對現(xiàn)有真空器件所實現(xiàn)的發(fā)射機進行相關(guān)技術(shù)改造，在現(xiàn)有高功率脈沖體制基礎(chǔ)上實現(xiàn)連續(xù)波體制發(fā)射，對于船舶導(dǎo)航雷達的技術(shù)發(fā)展有很大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于船舶導(dǎo)航雷達的雙體制發(fā)射機，包括脈沖體制和連續(xù)波體制兩種工作模式，可應(yīng)用于遠程探測和近距離補盲。