一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及雷達(dá)系統(tǒng)、無線電物理學(xué)等【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，包括岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)（浮標(biāo)式、車載以及船載地波雷達(dá)）、高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)。本發(fā)明可工作在地波組網(wǎng)協(xié)同天-地波混合組網(wǎng)模式，通過分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)、天-地波一體化組網(wǎng)探測(cè)，在突破了傳統(tǒng)地波雷達(dá)僅能沿海岸線布設(shè)的限制的同時(shí)，通過多種工作模式的有機(jī)融合和相互補(bǔ)充，它在原始信號(hào)層面即獲取了較為全面的物理量信息，能較大程度提高風(fēng)、浪、流探測(cè)的準(zhǔn)確性，并大幅度提高高頻雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)距離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)岸海洋動(dòng)力學(xué)要素探測(cè)和近岸精細(xì)化探測(cè)。
【專利說明】一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)系統(tǒng)、無線電物理學(xué)等【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及防災(zāi)減災(zāi)需求的增長(zhǎng)，高頻地波雷達(dá)在探測(cè)距離、探測(cè)要素的精度以及適用性等方面存在明顯的不足，主要表現(xiàn)在雷達(dá)有效覆蓋范圍不足、探測(cè)信息量不足帶來的結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性不高的問題、雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾能力不足、頻率利用率不高、探測(cè)方式過于單一以至于無法獲取精細(xì)化探測(cè)結(jié)果等方面?，F(xiàn)有的天地波一體化系統(tǒng)中，地波雷達(dá)僅僅是工作在單站模式，并且僅僅接收天波超視距雷達(dá)的信號(hào)，并不能充分滿足探測(cè)距離和探測(cè)精度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種基于組網(wǎng)模式的分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，包括控制分系統(tǒng)、高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)；控制分系統(tǒng)分別與高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)連接；岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)連接。
[0005]所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)是由位于不同地點(diǎn)的兩部以上的岸基高頻地波雷達(dá)雷達(dá)通過相參的方式組合成的，每部雷達(dá)均工作在雙/多頻工作模式，在自發(fā)自收的同時(shí)也接收其他地波雷達(dá)以及上述高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)中天波發(fā)射站的海洋回波，通過組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“多發(fā)多收”。
所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)均包括GPS同步控制模塊，由GPS同步控制模塊來實(shí)現(xiàn)各個(gè)雷達(dá)站間的波形同步；所述的控制分系統(tǒng)協(xié)調(diào)岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行，控制分系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)GPS同步控制模塊的參數(shù)統(tǒng)一配置，形成一體化結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射分系統(tǒng)以及各雷達(dá)分系統(tǒng)的參數(shù)配置；整個(gè)分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)工作于地波組網(wǎng)協(xié)同天-地波混合組網(wǎng)模式。
[0006]所述的固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)包括浮標(biāo)式地波雷達(dá)、車載地波雷達(dá)、船載地波雷達(dá)；固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)通過接收天-地混合路徑回波實(shí)現(xiàn)探測(cè)。
[0007]所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)包括用戶終端、激勵(lì)源、發(fā)射機(jī)、天線；用戶終端和激勵(lì)源的輸入端相連，通過用戶終端控制激勵(lì)源的參數(shù)設(shè)置，激勵(lì)源的輸出端與發(fā)射機(jī)的輸入相連，發(fā)射機(jī)的輸出端與天線的輸入端相連，天線發(fā)射的電磁波經(jīng)電離層反射后投射到遠(yuǎn)方的海面；由用戶終端利用網(wǎng)絡(luò)從控制分系統(tǒng)讀取工作參數(shù)進(jìn)行配置，激勵(lì)源按照配置輸出波形，該信號(hào)波形在發(fā)射機(jī)中經(jīng)過整形功率放大后，再經(jīng)過發(fā)射天線陣輻射出去，天線發(fā)射的電磁波經(jīng)電離層反射后投射到遠(yuǎn)方的海面，由所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)的接收天線陣分別接收到回波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)天-地波混合組網(wǎng)。
所述的環(huán)境保障分系統(tǒng)包括電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊和電離層實(shí)時(shí)診斷與保障模塊；采用后向散射探測(cè)、高頻段頻譜監(jiān)測(cè)、斜向探測(cè)和垂直探測(cè)等技術(shù)，通過監(jiān)測(cè)電離層的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，實(shí)時(shí)的選擇最佳的雷達(dá)工作頻率并將相關(guān)的信息傳遞給所述的控制分系統(tǒng)，使傳播信道的信噪比最佳、電波通過單一模式傳播且接收到的回波污染最小。
[0008]所述的數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器模塊、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、顯示模塊、應(yīng)用交互模塊；數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)對(duì)所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分布式高頻雷達(dá)海面動(dòng)力學(xué)要素精細(xì)化反演以及多站、多頻、天地波一體化探測(cè)條件下的數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明通過分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)、天-地波一體化組網(wǎng)探測(cè)，突破了傳統(tǒng)地波雷達(dá)僅能沿海岸線布設(shè)的限制，可以大幅度提高高頻雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)距離，是拓展海洋監(jiān)測(cè)雷達(dá)探測(cè)距離的有效途徑。
[0009]2.本發(fā)明不是簡(jiǎn)單的多部單站雷達(dá)反演結(jié)果的綜合，而是多種工作模式的有機(jī)融合和相互補(bǔ)充，它在原始信號(hào)層面即獲取了較為全面的物理量信息，能較大程度提高風(fēng)、浪、流探測(cè)的準(zhǔn)確性，通過多種方式，實(shí)現(xiàn)近岸精細(xì)化觀測(cè)；
3.本發(fā)明同一海區(qū)的所有雷達(dá)都使用同一頻率，提高了頻率利用率，極大地節(jié)省了雷達(dá)網(wǎng)的頻率占用，同時(shí)也降低了被干擾的可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖2為本發(fā)明中控制分系統(tǒng)的軟件處理流程圖。
[0012]圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明中一個(gè)典型的分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】詳細(xì)介紹本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明的目的是提供一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，用于提升雷達(dá)對(duì)遠(yuǎn)海的探測(cè)能力和沿岸海洋要素探測(cè)的精細(xì)化程度。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于組網(wǎng)模式的分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，包括:岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)；控制分系統(tǒng)分別與高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)連接；岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)連接；本發(fā)明可工作在地波組網(wǎng)協(xié)同天-地波混合組網(wǎng)模式。
[0017]岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)由位于不同地點(diǎn)的多部雷達(dá)通過相參的方式組合成一個(gè)大的雷達(dá)系統(tǒng)，每部雷達(dá)均包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天饋線部分，均可工作在雙/多頻工作模式。在自發(fā)自收的同時(shí)，多部分布式地波雷達(dá)與天波發(fā)射臺(tái)同步組網(wǎng)，通過組網(wǎng)的方式接收其他地波雷達(dá)以及上述天波發(fā)射站的海洋回波，通過組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“多發(fā)多收”，通過多種方式，實(shí)現(xiàn)近岸200km精細(xì)化觀測(cè)。岸基高頻地波雷達(dá)系統(tǒng)的所有工作參數(shù)，包括工作頻率、發(fā)射功率、波形設(shè)計(jì)、組網(wǎng)方式等，都通過網(wǎng)絡(luò)從控制分系統(tǒng)讀取，由控制分系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配。雷達(dá)系統(tǒng)接收回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器放大后，再經(jīng)過A/D采樣、濾波、放大、正交相位檢測(cè)、數(shù)據(jù)抽取，數(shù)據(jù)送入信號(hào)處理機(jī)進(jìn)行時(shí)域相干積累，經(jīng)過相干積累的時(shí)域信號(hào)，經(jīng)過全相關(guān)分析，獲得初步的海洋表面動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并將其初級(jí)結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)。
[0018]其它形式固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)可為浮標(biāo)式地波雷達(dá)、車載地波雷達(dá)、船載地波雷達(dá)等。它可以靈活部署，突破傳統(tǒng)地波雷達(dá)僅能沿海岸線布設(shè)的限制，通過接收天-地混合路徑回波，對(duì)其周邊海域的海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將探測(cè)范圍擴(kuò)展至遠(yuǎn)海區(qū)域。該系統(tǒng)均配置GPS同步模塊實(shí)現(xiàn)各站雷達(dá)間的同步，各站雷達(dá)的所有工作參數(shù)也是通過網(wǎng)絡(luò)從控制分系統(tǒng)讀取，由控制分系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配，其得到的初步的海洋狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送至數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)。
[0019]高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)利用高頻電磁波經(jīng)過電離層折射下視探測(cè)傳播機(jī)理和目標(biāo)與地表面后向散射傳播原理，按照設(shè)定的工作方式和工作參數(shù)定向發(fā)射電磁波，覆蓋一定體積空間以提供海洋參數(shù)數(shù)據(jù)評(píng)估。它包括天線、發(fā)射機(jī)、激勵(lì)源、用戶終端，利用發(fā)射波束控制及實(shí)時(shí)反饋技術(shù)來消除各發(fā)射機(jī)之間通道幅相一致性誤差以及電離層的不穩(wěn)定物理現(xiàn)象所導(dǎo)致的工作信道參數(shù)隨著時(shí)間的變化，確保發(fā)射波束的指向性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過網(wǎng)絡(luò)從控制分系統(tǒng)讀取工作參數(shù)，由用戶終端控制激勵(lì)源產(chǎn)生探測(cè)脈沖信號(hào)，該信號(hào)在發(fā)射機(jī)中經(jīng)過整形功率放大后，再經(jīng)過發(fā)射天線陣輻射出去。電磁波信號(hào)遇到電離層對(duì)電磁波的進(jìn)行反射，并投射到遠(yuǎn)方的海面，處于海岸線上的地波雷達(dá)分系統(tǒng)以及海上的固定/移動(dòng)地波雷達(dá)分系統(tǒng)接收天線陣分別接收到回波信號(hào)，送給數(shù)字接收機(jī)。
[0020]環(huán)境保障分系統(tǒng)包括電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)和電離層實(shí)時(shí)診斷與保障兩部分。電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)是利用頻譜監(jiān)測(cè)模塊為分布式高頻雷達(dá)系統(tǒng)各組成部分當(dāng)前使用的頻段進(jìn)行電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)，自適應(yīng)選擇有源干擾(環(huán)境噪聲)最小的工作信道，保障分布式雷達(dá)各組成部分能正常工作。當(dāng)前工作頻段被干擾要換頻時(shí)，系統(tǒng)可從預(yù)先準(zhǔn)備好的備用頻段中實(shí)時(shí)選出工作頻率參數(shù)，并在規(guī)定時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)備好新的備用頻段。電離層實(shí)時(shí)診斷與保障利用電離層探測(cè)儀和電離層參數(shù)分析模塊對(duì)當(dāng)前電波傳播路徑特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直接得到設(shè)備所在子區(qū)內(nèi)最高可用頻率、最佳工作頻率、電離層傳播模式，以及導(dǎo)出電離層參數(shù)，用于修正電離層模型。通過這些過程，環(huán)境保障分系統(tǒng)實(shí)時(shí)的選擇最佳的雷達(dá)工作頻率并將相關(guān)的信息傳遞給控制分系統(tǒng)。
[0021]控制分系統(tǒng)協(xié)調(diào)地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和天波發(fā)射分系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射分系統(tǒng)以及各雷達(dá)分系統(tǒng)的參數(shù)配置，其處理流程見圖2。系統(tǒng)可選擇的工作模式包括地波雷達(dá)同步組網(wǎng)模式、天發(fā)地收模式、天地波混合組網(wǎng)模式。控制分系統(tǒng)需綜合考慮地波組網(wǎng)分系統(tǒng)的探測(cè)距離、距離分辨率、時(shí)間分辨率、風(fēng)浪反演要求之間的關(guān)系，對(duì)各部雷達(dá)進(jìn)行組網(wǎng)模式選擇，同步、自適應(yīng)頻率分配，設(shè)置雷達(dá)各項(xiàng)參數(shù)，并監(jiān)控整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
[0022]數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器模塊、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、顯示模塊、應(yīng)用交互模塊，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。它的主要功能是對(duì)各個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)傳送的初步海洋狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理，實(shí)現(xiàn)分布式高頻雷達(dá)海面動(dòng)力學(xué)要素精細(xì)化反演以及多站、多頻、天地波一體化探測(cè)條件下的數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。信號(hào)處理模塊從單站數(shù)據(jù)庫(kù)提取原始數(shù)據(jù)，計(jì)算通道校準(zhǔn)信息，然后計(jì)算徑向海流、橢圓海流、風(fēng)、波浪等海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)，存儲(chǔ)進(jìn)服務(wù)器。數(shù)據(jù)融合模塊對(duì)各個(gè)單站節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行融合，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理和調(diào)度，完成數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、海流信息融合、風(fēng)信息融合、海浪信息融合。
[0023]圖4給出了一個(gè)分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)的例子。該系統(tǒng)由三部具有“多發(fā)多收”工作模式的雙/多頻岸基高頻地波雷達(dá)、一部浮標(biāo)地波雷達(dá)和一個(gè)高頻天波發(fā)射站構(gòu)成等組成，通過衛(wèi)星同步組成可協(xié)同工作的天-地波綜合海洋環(huán)境探測(cè)網(wǎng)。浮標(biāo)地波雷達(dá)直接布置在海上，位于天波發(fā)射站的照射范圍內(nèi)。三個(gè)岸基高頻地波雷達(dá)站相距約50公里，天波發(fā)射站距地波雷達(dá)站約900公里。天波發(fā)射頻率為6?20MHz，地波工作頻率為6?13.5MHz。各站通過GPS實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。根據(jù)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電離層實(shí)時(shí)診斷與保障系統(tǒng)得到的頻率和電離層參數(shù)信息進(jìn)行波形設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可工作于多種探測(cè)模式，由控制分系統(tǒng)統(tǒng)一配置。
[0024](I)地波雷達(dá)組網(wǎng)線性調(diào)頻中斷連續(xù)波(FMICW)體制探測(cè)模式:三部同時(shí)雙頻分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)，通過GPS衛(wèi)星同步和頻率偏置技術(shù)，三部雷達(dá)同時(shí)雙頻工作，兩頻率分別工作在高低頻段，采用FMICW體制，后向散射和非后向散射回波顯示在同一幅距離譜圖上，通過后續(xù)處理，每部雷達(dá)便得到一組后向散射和兩組非后向散射多普勒譜數(shù)據(jù)。于是每部雷達(dá)可得到6組數(shù)據(jù)，在三部雷達(dá)共同覆蓋區(qū)可獲得18組數(shù)據(jù)，在兩部雷達(dá)的共同覆蓋區(qū)可獲得12組數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)200公里范圍內(nèi)的海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)的精細(xì)探測(cè)。
[0025](2)地波雷達(dá)組網(wǎng)線性調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)體制探測(cè)模式:三部同時(shí)雙頻分布式地波雷達(dá)組網(wǎng)探測(cè)，采用FMCW體制，其中一部雷達(dá)同時(shí)雙頻發(fā)射，另兩部雷達(dá)同時(shí)雙頻接收非后向散射回波，通過后續(xù)處理，每部雷達(dá)便得到一組非后向散射數(shù)據(jù)。每部雷達(dá)同時(shí)雙頻工作，兩頻率分別工作在高低頻段。于是每部雷達(dá)可得到2組數(shù)據(jù)，在三部雷達(dá)共同覆蓋區(qū)可獲得4組數(shù)據(jù)。由于線性調(diào)頻連續(xù)波體制可提高3dB系統(tǒng)增益，無距離混疊問題，工作參數(shù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、約束條件少，雷達(dá)回波的信噪比高，對(duì)200公里范圍內(nèi)的海洋動(dòng)力學(xué)參數(shù)的精細(xì)探測(cè)有利，但非后向散射覆蓋范圍小些。
[0026](3)天發(fā)-地收遠(yuǎn)距離探測(cè)模式:采用FMCW體制。天波發(fā)射FMCW波，經(jīng)電離層反射照射到海面上，其海洋回波被三個(gè)雷達(dá)站接收。地波雷達(dá)不發(fā)射電波，只同頻接收天波發(fā)射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)海面400公里的遠(yuǎn)距離探測(cè)，三部地波雷達(dá)共得到3組數(shù)據(jù)。地波雷達(dá)掃頻起點(diǎn)提前一定時(shí)間(如2ms)，將地波雷達(dá)的最大探測(cè)距離設(shè)定在450公里內(nèi)。
[0027](4)天-地波混合組網(wǎng)FMCW遠(yuǎn)距離探測(cè)模式:天波單頻發(fā)射FMCW信號(hào)，一個(gè)地波雷達(dá)發(fā)射雙頻信號(hào)FMCW信號(hào)(其中一個(gè)頻率與天波的發(fā)射頻率相同)，另外兩部地波雷達(dá)雙頻接收，采用時(shí)間偏置和頻率偏置技術(shù)實(shí)現(xiàn)多組雷達(dá)回波信號(hào)的采集和處理。一部地波雷達(dá)可獲得I組天波海面后向散射數(shù)據(jù)和2組地波非后向散射數(shù)據(jù)。兩部地波雷達(dá)共獲得6組數(shù)據(jù)。[0028](5)天-地波混合組網(wǎng)遠(yuǎn)距離探測(cè)模式:天波單頻發(fā)射FMCW信號(hào)，三部地波雷達(dá)按FMICW體制工作，只是參數(shù)設(shè)計(jì)受到較多的約束條件，采用時(shí)間偏置和頻率偏置技術(shù)實(shí)現(xiàn)多組雷達(dá)回波信號(hào)的采集和處理。一部雷達(dá)可得到一組天波散射數(shù)據(jù)、一組地波后向散射數(shù)據(jù)、2組地波非后向散射數(shù)據(jù)，3部雷達(dá)地波雙頻探測(cè)數(shù)據(jù)18組，加3組天波數(shù)據(jù)合計(jì)21組。也可以關(guān)掉一個(gè)地波雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，這樣更方便將天波信號(hào)放在一幅距離譜圖上，共有18組數(shù)據(jù)。
[0029]控制分系統(tǒng)完成探測(cè)模式的選取以及參數(shù)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)完成相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，最終實(shí)現(xiàn)近岸200km精細(xì)化觀測(cè)、岸基350km探測(cè)、海上地波雷達(dá)條件下遠(yuǎn)至離岸IOOOkm的范圍的海洋表面動(dòng)力學(xué)要素信息的快速獲取。
[0030]以上內(nèi)容是結(jié)合最佳實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只限于這些說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求書限定的情況下，可以在細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:包括控制分系統(tǒng)、高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)；控制分系統(tǒng)分別與高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)、環(huán)境保障分系統(tǒng)連接；岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)是由位于不同地點(diǎn)的兩部以上的岸基高頻地波雷達(dá)雷達(dá)通過相參的方式組合成的，每部雷達(dá)均工作在雙/多頻工作模式，在自發(fā)自收的同時(shí)也接收其他地波雷達(dá)以及上述高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)中天波發(fā)射站的海洋回波，通過組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“多發(fā)多收”。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)、岸基高頻地波雷達(dá)、固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)均包括GPS同步控制模塊，由GPS同步控制模塊來實(shí)現(xiàn)各個(gè)雷達(dá)站間的波形同步；所述的控制分系統(tǒng)協(xié)調(diào)岸基高頻地波雷達(dá)組網(wǎng)分系統(tǒng)和高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)行，控制分系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)GPS同步控制模塊的參數(shù)統(tǒng)一配置，形成一體化結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射分系統(tǒng)以及各雷達(dá)分系統(tǒng)的參數(shù)配置；整個(gè)分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)工作于地波組網(wǎng)協(xié)同天-地波混合組網(wǎng)模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)包括浮標(biāo)式地波雷達(dá)、車載地波雷達(dá)、船載地波雷達(dá)；固定/移動(dòng)地波超視距雷達(dá)分系統(tǒng)通過接收天-地混合路徑回波實(shí)現(xiàn)探測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的高頻天波發(fā)射分系統(tǒng)包括用戶終端、激勵(lì)源、發(fā)射機(jī)、天線；用戶終端和激勵(lì)源的輸入端相連，通過用戶終端控制激勵(lì)源的參數(shù)設(shè)置，激勵(lì)源的輸出端與發(fā)射機(jī)的輸入相連，發(fā)射機(jī)的輸出端與天線的輸入端相連，天線發(fā)射的電磁波經(jīng)電離層反射后投射到遠(yuǎn)方的海面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的環(huán)境保障分系統(tǒng)包括電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊和電離層實(shí)時(shí)診斷與保障模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式高頻超視距雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器模塊、收發(fā)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、顯示模塊、應(yīng)用交互模塊。
【文檔編號(hào)】G01S13/88GK103698760SQ201410013812
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】吳雄斌, 張?zhí)m, 柳劍飛, 趙正予, 楊國(guó)斌, 陳智會(huì), 許家勤 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)