[發(fā)明專利]雷達系統(tǒng)及機場跑道異物的監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107132585A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 王曙光
• 申請（專利權）人: 北京金石智信科技有限公司
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京云科知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)11483
• 代理人: 張飆

技術領域

本發(fā)明屬于雷達探測領域，尤其涉及一種適用于微小物體探測的雷達系統(tǒng)。

背景技術

FOD是Foreign Object Debris的縮寫，泛指可能損傷航空器或系統(tǒng)的某種外來的物質，常稱為跑道異物。

FOD的種類相當多，如飛機和發(fā)動機連接件(螺帽、螺釘、墊圈、保險絲等)、機械工具、飛行物品(釘子、私人證件、鋼筆、鉛筆等)、野生動物、樹葉、石頭和沙子、道面材料、木塊、塑料或聚乙烯材料、紙制品、運行區(qū)的冰碴等等。

FOD的危害非常嚴重，實驗和案例都表明，機場道面上的外來物可以很容易被吸入到發(fā)動機，導致發(fā)動機失效。碎片也會堆積在機械裝置中，影響起落架、襟翼等設備的正常運行。據(jù)保守估計，每年全球因FOD造成的直接損失至少在30-40億美元。FOD不僅會造成巨大的直接損失，還會造成航班延誤、中斷起飛、關閉跑道等間接損失，間接損失至少為直接損失的4倍。

目前，對于FOD的檢測手段有如下幾種：

利用雷達和光電混合檢測已經(jīng)成為國際公認的最為有效的方法，而此類FOD探測系統(tǒng)的核心部件就是高分辨率雷達。首先由雷達實現(xiàn)對微小物體的探測，利用雷達探測結果引導光電設備確認并清除。

由于機場跑道異物多為微小物體，因此FOD探測雷達的最關鍵指標是分辨率，分辨率越高，能夠探測到的物體越小。雷達有限帶寬決定雷達的分辨率，而為達到高帶寬，必須選用毫米波段雷達。現(xiàn)有毫米波雷達通常為24GHz和77GHz波段雷達，相對于機場異物來說存在因分辨率不足而無法探測的問題。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種占地面積小、能夠探測微小物體的高分辨率雷達系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述雷達系統(tǒng)的機場跑道異物的監(jiān)測系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的雷達系統(tǒng)包括頻綜模塊、發(fā)射鏈路、接收鏈路、天饋模塊以及信號處理模塊；

所述天饋模塊包括發(fā)射天線和接收天線；

所述頻綜模塊用于根據(jù)參考信號和調頻信號產(chǎn)生X波段發(fā)射信號和X波段本振信號；

所述發(fā)射鏈路用于將所述X波段發(fā)射信號倍頻為W波段發(fā)射信號傳輸至所述發(fā)射天線發(fā)出；

所述接收鏈路用于將所述X波段本振信號倍頻為W波段本振信號，并將所述W波段本振信號和所述接收天線接收的回波信號混頻產(chǎn)生一第一中頻信號；以及

所述信號處理模塊用于根據(jù)所述第一中頻信號得到一輸出結果。

進一步，所述頻綜模塊包括發(fā)射頻綜和本振頻綜；

所述發(fā)射頻綜根據(jù)所述參考信號和所述調頻信號產(chǎn)生所述X波段發(fā)射信號；

所述本振頻綜根據(jù)所述參考信號和所述調頻信號產(chǎn)生所述X波段本振信號。

進一步，還包括：

接收模塊，用于將所述第一中頻信號轉換為第二中頻信號輸出至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊對所述第二中頻信號處理得到所述輸出結果。

進一步，所述本振頻綜包括振蕩器、鎖相器、混頻器和倍頻器；

所述振蕩器用于產(chǎn)生所述參考信號；

所述鎖相器用于將所述參考信號進行鎖相處理后輸出一第二本振信號以及向所述混頻器輸出一信號；

所述混頻器用于將所述調頻信號和所述信號混頻后傳輸至所述倍頻器；

所述倍頻器將混頻后的信號進行倍頻處理后產(chǎn)生所述X波段本振信號。

進一步，所述接收模塊包括混頻器和濾波器；

所述混頻器用于將所述第一中頻信號和所述第二本振信號混頻；

所述濾波器用于將混頻后的信號進行濾波產(chǎn)生所述第二中頻信號。

進一步，所述發(fā)射頻綜包括第一倍頻器、混頻器和第二倍頻器；

所述第一倍頻器將倍頻處理后的信號經(jīng)所述混頻器混頻輸出至所述第二倍頻器；所述第二倍頻器進行再次倍頻處理后產(chǎn)生所述X波段發(fā)射信號。

進一步，所述發(fā)射鏈路包括8倍頻器和濾波器；

所述8倍頻器將所述X波段發(fā)射信號進行倍頻處理；

所述濾波器將經(jīng)倍頻處理后的信號進行濾波向所述發(fā)射天線輸出所述W波段發(fā)射信號。

進一步，所述接收鏈路包括混頻器、8倍頻器和濾波器；

所述8倍頻器將所述X波段本振信號進行倍頻處理；

所述濾波器將經(jīng)倍頻處理后的信號進行濾波；

所述混頻器將所述回波信號和經(jīng)濾波處理后的信號進行混頻產(chǎn)生所述第一中頻信號。