一種海防搜索雷達系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達系統(tǒng)，具體涉及一種海防搜索雷達系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前國家沿海各省邊防派出所所采用的監(jiān)視雷達多為傳統(tǒng)成像體制雷達，此種雷 達與船用導航雷達類似，其基本方案是通過對監(jiān)測海域進行雷達成像處理，再由雷達觀測 員根據(jù)雷達圖像人工判斷及視覺跟蹤艦船目標，并通過尾跡延遲顯示的方式形成目標的航 跡歷程。
[0003] 該類雷達中所采用的主要技術是脈沖雷達一維距離向成像技術，通過對一幀雷達 回波信號進行抑制雜波處理，并在距離維度上計算各段距離單元回波的功率值，并確定功 率等級，然后根據(jù)功率等級確定顯示設備上的像素點的色彩種類或灰度等級，從而形成一 條彩色或單灰度雷達RBM掃描線。隨著雷達天線在方位向不斷掃描，從而形成一整幅雷達 RBM視頻圖像。
[0004] 該類雷達采用寬度極窄的大功率發(fā)射脈沖和較寬的信號帶寬，因此具有較高的距 離分辨率和較大的距離測量范圍。采用較窄方位波束寬度的天線和高精度的天線掃描伺服 系統(tǒng)，從而具有較高的角度分辨率和角度測量精度。而通過數(shù)字信號處理方法進行成像處 理，使得回波信號可以得到高效的分析處理，顯著提高了小目標的探測能力。高清晰度的彩 色回波顯示效果也為雷達觀測員后續(xù)目標識別及跟蹤分析提供了便利。
[0005] 由于該類型雷達仍局限于傳統(tǒng)導航用雷達的體制及處理架構，主要通過一維距離 向回波分析處理對海面目標進行成像，并未采用先進的目標檢測及跟蹤處理技術，因此無 法自動對海面的艦船目標進行檢測及識別，并無法對目標的運動趨勢進行跟蹤及預測。在 監(jiān)測過程中，需要雷達觀測員不間斷的值守觀察，并進行判斷、識別及跟蹤，從而引起監(jiān)測 虛警/漏警率高，目標定位準確性差，觀測員勞動負荷大等一系列缺點。另外，該類型雷達發(fā) 射機采用高峰值功率、低脈沖寬度的傳統(tǒng)脈沖體制，并未采用脈沖壓縮等先進信號處理技 術，因此需要磁控管或行波管等傳統(tǒng)高功率雷達脈沖發(fā)射裝置，從而增加了系統(tǒng)成本，并降 低了雷達的可靠性和壽命。綜上可見，該類型雷達已不符合當前國家邊海防局對海防搜索 雷達的相關性能指標要求。

【發(fā)明內容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明公開了一種海防搜索雷達系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0008] -種海防搜索雷達系統(tǒng)，包括天線分機和接收/頻綜處理分機；
[0009] 所述天線分機包括天線陣面、收發(fā)模塊和電機及傳動機構;所述收發(fā)模塊包括第 二收發(fā)開關、功放和低噪放;所述功放和低噪放都與所述天線陣面相連接;所述第二收發(fā)開 關連接在收發(fā)模塊和接收/頻綜處理分機之間；
[0010] 所述接收/頻綜處理分機包括處理模塊、接收/頻綜模塊、伺服控制器和電源模塊； 所述處理模塊包括AD采樣、FPGA和DSP;所述接收/頻綜模塊包括頻綜器和接收主通道;所述 接收主通道包括第一收發(fā)開關、第一一次變頻、第一二次變頻和第一濾波放大，所述第一收 發(fā)開關的一端連接收發(fā)模塊中的第二收發(fā)開關，另一端連接所述第一一次變頻的輸入端， 第一一次變頻的輸出端連接第一二次變頻的輸入端，第一二次變頻的輸出端連接第一濾波 放大的輸入端;所述伺服控制器包括伺服控制驅動模塊和變壓器模塊;所述電源模塊為雷 達系統(tǒng)的各個部分提供電源；
[0011] 所述第一濾波放大的輸出端連接所述AD采樣;所述AD采樣的輸出端連接FPGA的輸 入端，F(xiàn)PGA的輸出端連接DSP的輸入端；
[0012] 所述頻綜器分別連接FPGA、DSP、第一收發(fā)開關、第一一次變頻和第一二次變頻。 [0013]其進一步的技術方案為:所述頻綜器包括DDS及微波控制板、第二濾波放大、第二 一次變頻、第二二次變頻、功分、晶振、上變頻本振、DDS時鐘、AD采樣時鐘和接收本振；
[0014] 所述晶振的輸出端連接功分的輸入端，所述功分包括四個輸出端，分別連接上變 頻本振、DDS時鐘、AD采樣時鐘和接收本振;所述上變頻本振包括兩個輸出端，分別連接第二 一次變頻和第二二次變頻;所述DDS時鐘的輸出端連接DDS及微波控制板;所述AD采樣時鐘 的輸出端連接AD采樣;所述接收本振包括兩個輸出端，分別連接第一一次變頻和第一二次 變頻；
[0015] 所述DDS及微波控制板的輸出端連接第二二次變頻的輸入端，所述第二二次變頻 的輸出端連接第二一次變頻的輸入端，所述第二一次變頻的輸出端連接第二濾波放大的輸 入端;第二濾波放大的輸出端連接第一收發(fā)開關;所述DDS及微波控制板還與FPGA相連接。
[0016] 其進一步的技術方案為:所述處理模塊包括AD采樣、FPGA和DSP;所述FPGA包括定 時同步、接收/頻綜模塊控制、數(shù)字下變頻、數(shù)據(jù)記錄和掃描控制;所述DSP包括脈沖壓縮、非 相參積累、目標檢測、目標點跡處理、目標航跡處理、目標關聯(lián)濾波、目標航跡合并、目標數(shù) 據(jù)輸出、數(shù)據(jù)打包以及視頻處理；
[0017] 所述定時同步接收所述頻綜器的信號，所述接收/頻綜模塊控制向所述頻綜器發(fā) 出信號;所述AD采樣的輸出端連接數(shù)字下變頻的輸入端，所述數(shù)字下變頻的輸出端連接脈 沖壓縮的輸入端，所述脈沖壓縮的的輸出端連接非相參積累的輸入端，所述非相參積累包 括兩個輸出端，分別連接目標檢測和視頻處理;所述目標檢測、目標點跡處理、目標航跡處 理、目標關聯(lián)濾波、目標航跡合并、目標數(shù)據(jù)輸出以及數(shù)據(jù)打包依次相連接;所述視頻處理 的輸出端連接數(shù)據(jù)打包。
[0018] 本發(fā)明的有益技術效果是：
[0019] 1.大幅度降低了發(fā)射脈沖信號的峰值功率。采用先進的脈沖壓縮處理技術，將雷 達發(fā)射脈沖信號的峰值功率大幅降低，通過采用小功率的固態(tài)發(fā)射機即可實現(xiàn)功率放大需 求。而固態(tài)發(fā)射機與傳統(tǒng)的磁控管或行波管大功率發(fā)射機相比，一方面具有較大的成本優(yōu) 勢，另一方面，也大大提高了雷達的可靠性及使用壽命。
[0020] 2.大幅度降低了雷達監(jiān)測人員的工作難度和負擔。通過采取非相參積累、CFAR恒 虛警目標檢測、TWS多目標跟蹤等先進的信號處理及數(shù)據(jù)處理技術，雷達可以自動對海面的 艦船目標進行檢測及識別，并對目標的運動軌跡及趨勢進行跟蹤及預測。在監(jiān)測過程中，無 需雷達觀測員值守觀察，無需人工判斷、識別及跟蹤，并且具有極低的虛警/漏警概率，目標 定位及跟蹤精度較高。
[0021] 3.大幅度提升了海雜波抑制性能。通過采取脈間頻率捷變收發(fā)技術，大大降低了 海雜波間的相關性，并通過最優(yōu)的非相參積累算法及適合海雜波特性的CFAR恒虛警目標檢 測器，進一步提升了對海雜波的抑制性能，從而大大降低了海雜波對雷達成像質量，目標檢 測及跟蹤性能的影響。
[0022]通過采取本發(fā)明所述的設計方案，雷達系統(tǒng)可以達到如下的性能指標：
[0023] a)掃描速度:50。/s;
[0024] b)探測范圍：±135。；
[0025] c)距離量程：16km;
[0026] d)探測距離：10km;
[0027] e)距離分辨率:30m;
[0028] f)測距精度：25m;
[0029] g)測角精度:0.5° ;
[0030] h)最多搜索目標點跡個數(shù):500個；
[0031] i)最多同時跟蹤目標點跡個數(shù):64個。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的結構框圖。
[0033]圖2是頻綜器的結構框圖。
[0034]圖3是處理模塊的結構框圖。
【具體實施方式】
[0035]圖1是本發(fā)明的結構框圖。如圖1所示，本發(fā)明包括天線分機1和接收/頻綜處理分 機2。
[0036]天線分機1包括天線陣面11、收發(fā)模塊12和電機及傳動機構13。
[0037] 天線分機1主要完成雷達射頻信號的輻射、目標回波的接收和天線掃描傳動等功 能。天線分機1中的各部分組成及基本工作原理如下：
[0038] 天線陣面11包括平板縫陣天線和饋電網(wǎng)絡，主要完成雷達射頻信號的輻射與接 收。收發(fā)模塊12中經(jīng)過功放處理后輸出的射頻脈沖發(fā)射信號，由