[發明專利]一種機場跑道異物雷達監控系統、監控方法和監控裝置

在審

• 申請號: 202010609892.0
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111781602A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 宋千
• 申請（專利權）人: 湖南吉赫信息科技有限公司
• 主分類號: G01S13/934
• 分類號: G01S13/934;G01S13/90;G01S13/04;G01S7/02
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

1.一種機場跑道異物雷達監控系統，其特征在于，包括旋轉裝置和檢測轉臂裝置；所述檢測轉臂裝置裝設在所述旋轉裝置上，由所述旋轉裝置驅動轉動；

所述檢測轉臂裝置包括發射機、接收機、頻率綜合器、數據采集模塊、信號處理模塊；所述頻率綜合器分別與所述發射機、所述接收機連接；所述接收機、所述數據采集模塊、所述信號處理模塊依次連接；

所述發射機外接發射天線，所述接收機外接接收天線；所述發射天線和所述接收天線位于所述檢測轉臂裝置的頂端；所述信號處理模塊與計算平臺連接。

2.根據權利要求1所述的機場跑道異物雷達監控系統，其特征在于，所述信號處理模塊通過有線或無線數據鏈路與所述計算平臺連接。

3.根據權利要求1所述的機場跑道異物雷達監控系統，其特征在于，所述頻率綜合器，用于產生調制發射波形；

所述調制發射波形為線性調頻連續波或步進頻率連續波或偽隨機碼調制信號。

4.根據權利要求3所述的機場跑道異物雷達監控系統，其特征在于，所述調制發射波形的工作頻率為10-300GHz。

5.根據權利要求1所述的機場跑道異物雷達監控系統，其特征在于，所述旋轉裝置包括旋轉機構和伺服控制模塊；所述伺服控制模塊用于驅動所述旋轉機構轉動，進而帶動所述檢測轉臂裝置轉動。

6.一種應用權利要求1-5任一所述的機場跑道異物雷達監控系統的機場跑道異物雷達監控方法，其特征在于，包括步驟：

S1、驅動旋轉裝置以預定角速度帶動檢測轉臂裝置在預定的角度范圍內轉動；同時，通過發射天線以預定發射頻率對外發送寬波束雷達信號，通過接收天線接收反饋信號；將所述寬波束雷達信號與所述反饋信號均實時傳送到信號處理模塊；

S2、所述信號處理模塊將所述寬波束雷達信號與所述反饋信號進行混頻后得到差頻信號，進而獲得目標物的雷達距離像；

S3、將所述雷達距離像使用后向投影或距離多普勒算法處理得到二維雷達圖像，通過對所述二維雷達距離像進行目標檢測，得到跑道異物檢測結果。

7.根據權利要求6所述的機場跑道異物雷達監控方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述寬波束雷達信號s_T(t)為線性調頻連續波，其生成表達式為：

所述反饋信號s_R(τ_m,t,τ₀,r₀)為：

目標斜距R(τ_m)可表示為：

其中sinβ＝H/r₀

經過混頻后的差頻信號為：

其中，P為目標點；β為雷達至目標P的俯視角；H為天線轉臺相對目標P的垂直高度；ω為天線轉動的角速度；L為轉臂長度；r₀為轉臂旋轉軸中心到目標P的距離；τ₀為起始時刻；R(τ_m)為雷達與目標P的瞬時斜距；τ_m為慢時間，t為快時間；K_r表示調頻斜率，T_p表示脈沖調制周期，f_c表示載波頻率，c表示光速。