[发明专利]毫米波随机码调相调幅船用防撞雷达

权利要求书

1.一种毫米波随机码调相调幅船用防撞雷达，设有环形器、中放、存储器RAM、数字信 号处理器DSP、双口存储器RAM、微控制器MCU、接口I/O、水面摄像传感器、本船速传感器、 卫星定位传感器GPS、声光报警器、图像显示器CRT、方向舵控制器、减速器、点火/熄灭控 制器、键盘，其特征在于：还设有收/发两用准光集成介质透镜天线阵列、波束开关、频率合 成器、收/发开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、宽带噪声发生器、随机码发生器A、调相器、倍频与功 放、随机码发生器B、调幅器、低噪声高放、分谐波混频器、随机序列异步选通门、数字中 频正交检波器、数字脉压相关器，天线装设在船顶高位处，设成水平环形阵或环绕桅杆成圆 环阵，DSP编码脉冲分配序列接入波束开关、图像显示器CRT，全方位循环扫描探测水面可能 碰撞的目标，频率合成器可编程分频器预置端、数控振荡器数控端、数字脉压相关器可变延 迟线数控端分别经接口I/O与MCU相接，频率合成器输出f_c3，f_c3作为时钟信号接入DSP，宽 带噪声发生器噪声谱接入随机码发生器A、随机码发生器B，频率合成器输出f_c1，f_c1作为采 样时钟信号接入随机码发生器A，频率合成器输出f_c2，f_c2作为采样时钟信号接入随机码发生 器B，生成相互独立的双随机码，随机码发生器A输出接入调相器、数字脉压相关器，随机 码发生器B输出随机序列接入调幅器，随机序列高电平逻辑“1”接入T/R₂、T/R₃，低电平逻辑 “0”接入T/R₁、随机序列异步选通门，收/发开关T/R₂、T/R₃分别接在倍频与功放的输入/ 输出端，调幅器串接在倍频与功放直流电源端，T/R₁接在环形器输出至低噪声高放输入之间， 随机序列异步选通门接在中放输出至数字中频正交检波器输入之间，频率合成器输出f_N，f_N作为载频一半或四分之一频率接入调相器，调相射频经倍频与功放级二或四倍频后，功率放 大为雷达载频f₀接至T/R₂、环形器馈入天线阵列发射，频率合成器输出f_N，f_N接入分谐波混 频器作为二或四内在倍频本振信号f_L、频率合成器输出f_i，f_i作为相干基准信号接入数字中 频正交检波器，频率合成器输出f_c7，f_c7作为采样时钟信号接入数字中频正交检波器模数转 换器A/D，频率合成器输出f_c8，f_c8作为时钟信号接入数字中频正交检波器数字低通滤波器 LPF，频率合成器输出f_c9，f_c9作为时钟信号接入数字中频正交检波器抽取器，回波射频经天 线阵列、波束开关、环形器、T/R₁、低噪声高放、分谐波混频器、中放，在随机序列异步选 通门选取再经数字中频正交检波器解调接入数字脉压相关器，相关输出数据存入存储器RAM 后接入DSP数据总线，DSP与MCU数据总线、地址总线、控制线经双口存储器RAM汇接并提 供仲裁信号，MCU输入/输出经接口I/O连接水面摄像传感器、本船速传感器、卫星定位传感 器GPS、声光报警器、图像显示器CRT、方向舵控制器、减速器、点火/熄灭控制器、键盘， DSP软件设计片内分组时分复用数据重排、动目标显示MTI、快速傅里叶变换FFT、距离旁瓣 抑制、恒虚警处理CFAR，MCU系统软件编程包括主程序和数据采集、数据处理、对象控制子 程序，中放检出自动增益控制电压经滤波、放大接入低噪声高放、中放自动增益AGC控制端， 频率合成器、宽带噪声发生器、随机码发生器A、随机码发生器B、波束开关、环形器、收/ 发开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、调相器、调幅器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、中 放集成一体，屏蔽；

收/发两用准光集成介质透镜天线阵列，由介质基片微带双偶极振子集成天线、介质透镜、 阵列基座、防护罩构成，介质透镜是一端面为半球体，另一端面为圆柱体截面，介质基片微 带双偶极振子集成天线紧密放置在介质透镜的圆柱截面为馈源，介质透镜半球端面为天线辐 射面，在船顶高位设成水平环形阵列或环绕桅杆圆环阵列，DSP编码脉冲序列接入波束转换 开关、图像显示器CRT坐标变换器；

随机码发生器A、随机码发生器B由同一个宽带噪声源、微波宽带放大器输出，随机码 发生器A由SAW声表带通滤波器、高速或超高速电压比较器、高速或超高速采样保持器、有 源积分器、高速双稳态触发器组成，随机码发生器B由SAW声表带通滤波器、电压比较器、 采样保持器、有源积分器、双稳态触发器组成，宽带噪声源由PN结二极管芯片上设一P或N 扩散限流环，串联温补二极管，恒流反向偏置为雪崩状态，置于同轴腔或波导腔经微波宽带 放大器及宽带匹配过渡网络输出接入随机码发生器A、随机码发生器B，频率合成器输出f_c1， f_c1作为采样时钟信号接入随机码发生器A，频率合成器输出f_c2，f_c2作为采样时钟信号接入 随机码发生器B，随机码发生器A由SAW声表带通滤波器、高速或超高速电压比较器至高速 或超高速采样保持器，经有源积分器反馈接回高速电压比较器为比较门限，再经高速双稳态 触发器、低通网络接入调相器、数字脉压相关器可变延迟线，随机码发生器B由SAW声表带 通滤波器、电压比较器至采样保持器，经有源积分器反馈接回电压比较器为比较门限，再经 双稳态触发器、低通网络接入调幅器，其高电平逻辑“1”接入收/发转换开关T/R₂、T/R₃， 低电平逻辑“0”接入收/发转换开关T/R₁、随机序列异步选通门。