[發明專利]一種輕便式高頻地波雷達系統

有效

• 申請號: 201910014207.7
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109709542B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張蘭;吳雄斌;岳顯昌;陳章友;周恒;梅慧
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/66;G01S7/41
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

本發明提出了一種輕便式高頻地波雷達系統。本發明讓射頻前端盡可能地接近天線。本發明將多通道接收機分成多個獨立的單通道單元裝配在天線上或者天線旁，讓接收機射頻前端盡可能地接近天線，突破高頻電纜的束縛，并通過無線方式完成參數配置和數據傳輸。本發明包括多根接收天線、多個單通道接收單元、發射系統和控制中心；單通道接收單元由射頻前端、采樣及信號處理模塊、同步模塊和數據傳輸模塊、電源模塊組成。本發明可有效解決高頻地波雷達電纜成本高、布放、維護和回收困難等問題，在有效降低回波信號因長電纜損耗從而提高雷達遠距離探測性能的同時，使雷達系統變得輕便、靈活，大大降低了系統布設方式和工作成本，有利于雷達的應用和推廣。

技術領域

本發明涉及高頻雷達海洋環境監測和目標探測技術領域，特別涉及一種輕便式高頻地波雷達系統。

背景技術

作為一種新興的海洋監測技術，高頻地波雷達利用垂直極化的電磁波可沿海洋表面繞射傳播的特點，實現對海洋表面風浪流等動力學參數、海面及低空目標的大范圍、長時間、全天候的實時觀測。

為了獲得較高的方位分辨能力，高頻地波雷達均采用多通道接收機，工作于一發多收或者多發多收的形式，按照天線形式不同，可分為陣列式和緊湊式等。當前高頻地波雷達采用較傳統的設計方法，接收天線和接收機之間均利用高頻電纜進行連接。然而，在天線陣列較大或者地形限制造成雷達站機房距離較遠的情況下，動輒需要幾百米的電纜進行連接，一方面電纜成本較高，鋪設麻煩，不利于雷達的架設、應用、維護和推廣，特別是在地形復雜的海邊和人口密集的海灘，另一方面較長的電纜存在衰減和損耗，這將嚴重影響和限制雷達對遠距離目標的探測性能。

因此，如果能夠對其系統設計方法進行調整，盡可能地減少甚至去掉接收電纜對高頻地波雷達的限制，能夠在不影響甚至能夠提高雷達探測性能的前提下盡可能地輕便靈活且易擴展，能夠實現隨時隨地架設和工作，這將非常有利于地波雷達廣泛部署和使用。

發明內容

本發明針對背景技術存在的問題，提供出了一種輕便式高頻地波雷達系統，在輕便式高頻地波雷達系統中讓接收機射頻前端盡可能地接近天線，用以解決高頻地波雷達因系統和電纜等因素束縛而影響部署及遠距離探測性能的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種輕便式高頻地波雷達系統，突破原有的“接收天線-長電纜-多通道接收機射頻前端-多通道接收機采樣及信號處理”這種傳統模式，將多通道接收機分成多個裝配在接收天線上或者旁邊的單通道接收單元，讓接收機射頻前端盡可能地接近天線，突破高頻電纜的束縛，通過無線方式完成參數配置和數據傳輸。基于該設計方法的雷達系統包括多根接收天線、多個單通道接收單元、發射系統和控制中心；

所述的發射系統和接收天線跟高頻雷達相同，根據實際需要確定天線陣型。

作為優選，所述的單通道接收單元由射頻前端、采樣及信號處理模塊、同步模塊和數據傳輸模塊、電源模塊組成；

作為優選，所述各接收天線與所述各單通道接收單元依次對應連接；所述各單通道接收單元與所述控制中心通過無線通信方式連接；

作為優選，所述的接收天線、射頻前端、采樣及信號處理模塊、同步模塊以及數據傳輸模塊通過有線方式依次串聯連接；所述數據傳輸模塊與所述控制中心通過無線通信方式無線連接；

作為優選，所述單通道接收單元與所述接收天線連接，所述單通道接收單元直接安裝在所述接收天線上或者所述單通道接收單元與所述接收天線通過電纜連接；

作為優選，所述的射頻前端用于接收所述接收天線傳輸的回波信號；

作為優選，所述采樣及信號處理模塊用于對回波信號進行放大、采樣、下變頻及匹配濾波的預處理；