[發明專利]一種基于雙體制發射機的船舶導航雷達

有效

• 申請號: 201611149107.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106597448B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 祁華;季帥;張慧鋒
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S7/282
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種基于雙體制發射機的船舶導航雷達，由顯示終端分系統輸入控制信號，經控制電路驅動，選擇發射模式；發射狀態下，首先由控制電路控制信號源產生相應波形的信號，經固態功放放大，由大功率開關選通經環形器傳輸至天線輻射至空間；再利用控制電路控制調制電路，利用磁控管產生系統所需頻率的大功率發射信號，經大功率開關選通經環形器傳輸至天線輻射至空間；接收狀態下，接收信號經環形器傳輸，經高放的低噪聲放大和中放的混頻放大后，傳輸至接收機，經采樣及信號處理后，由顯示終端顯示出探測結果；顯示終端分系統輸入控制信號，對伺服進行控制，進而控制天饋線分系統的轉動狀態。本發明能夠兼顧探測近距離盲區和觸發遠端信標源。

技術領域

本發明涉及一種船舶導航雷達。

背景技術

航海雷達是雷達的主要應用領域之一，民用船舶導航雷達更成為雷達消費市場的主力軍。當前市場上的主流航海雷達產品仍采用點頻脈沖信號形式、磁控管發射機、桿式天線。2006年，英國凱文休斯(KelvinHughes)公司生產出了第一臺S頻段固態發射機的民用航海雷達系統SharpEyeTM，2008年，該公司又推出了X頻段的SharpEyeTM。2011年，日本JRC公司也推出了其S頻段固態脈沖導航雷達產品JMA－9172－SA。同年，挪威NAVICO公司推出了其新一代的固態發射連續波雷達產品Broadband4GTM。2013年，日本古野公司也推出了配備S頻段固態收發信機的FAR-3000雷達。新體制在這一系列民用航海雷達的出現，不僅歸功于相關國際組織的推動，還歸功于微波功率半導體、數學信號處理芯片等技術、工藝的成熟和大眾化。

航海雷達工作頻率仍以S頻段和X頻段為主。S頻段射頻信號在雨霧中的衰減小，海雜波平均后向散射系數低，因此在惡劣氣候與高海況情況下人們更傾向于使用S頻段雷達；X頻段天線尺寸小，角度分辨率高，更適合船只在彼此靠近的情況下進行機動時使用。通常，中型以上船舶會同時裝備X頻段與S頻段雷達，滿足不同場景的應用。小型船舶由于空間限制，則只安裝X頻段雷達。

固態雷達在工作原理上與磁控管雷達的區別，使其較磁控管雷達有明顯的性能優勢。固態功放使用直流低壓供電，減低了人員觸電風險，且設備可靠性更高；可靠性遠高于磁控管，達到50000h，產品全壽命周期成本低；純低壓發射，安全性高；帶外輻射低，對其他設備影響小，電磁兼容性好；發射機瞬時啟停，不需要任何預熱時間；采用脈沖壓縮信號，可降低射頻峰值功率100倍以上；提高距離分辨率的同時，作用距離更遠；實現相參信號處理，目標檢測能力更強；工作帶寬更寬，可實現頻率分集抑制海雜波。固態雷達還可以避免磁控管固有的開機預熱時間，實現開機即用。而傳統的磁控發射機在可靠性與使用壽命方面都較差，發射機的輸出信號頻譜較寬、頻率不穩定。

由于上述優勢，采用固態功放實現船舶導航雷達設計已得到廣泛應用，但現有固態體制雷達存在距離盲區，在近距離處無法實現有效探測，并且其發射功率有限，無法觸發海中遠端的信標源，使得其使用存在一定的局限性。中國航天科工集團二院23所設計實現的雙體制船用導航雷達，采用相參體制的固態發射機，連續處理脈沖串，終期免維護，可靠性大大提高。同時，在脈沖探測模式的基礎上加上連續波探測模式，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。該雷達利用固態功放的脈沖體制結合連續波體制解決了導航雷達探測近距離盲區的問題，但同樣無法觸發遠端的信標源。亟需新的雷達體制解決上述問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于雙體制發射機的船舶導航雷達，主要用于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據，根據需要發出警告信息，規避危險障礙物，防止碰撞事故，保證船舶安全航行或順利泊錨。