[发明专利]一种全时多功能海洋环境监测雷达

说明书

本发明公开了一种全时多功能海洋环境监测雷达，涉及一种集导航避碰、波流测量、海冰监测和溢油探测等多功能于一体的雷达，该雷达在工作时间内的所有工作模式下能够全时(或称同时)实现两个及以上探测功能，且不会因为某一工作模式的显控操作而影响其它工作模式的探测性能。本雷达采用固态相参体制，对雷达性能和波形参数进行了优化和创新设计，突破了低噪声数字相参接收、低副瓣脉压处理等难点技术，保证了全时多功能所需的灵敏度、动态范围、空间分辨率等探测指标高要求；导航、测波、测冰、测油和显控等处理算法模块多线程并行工作，实现了海洋综合环境多要素同时探测。本发明解决了现有海洋环境监测雷达不能同时多功能的问题。

技术领域

本发明涉及一种海洋环境监测雷达。

背景技术

海洋环境监测雷达通常包括了天线和旋转伺服装置、接收机、发射机以及终端单元，探测要素包括海上船只、岛礁、海浪、海表流、海冰、海上溢油等，主要应用于船舶导航、船舶交通管理系统、海洋水文环境监测、海洋灾害预警等领域。该类雷达的产品形态多样，导航雷达和VTS雷达以目标探测为主，该类产品市场占有率较大。在其它产品方面，测波雷达、测冰雷达和溢油探测雷达与民用航海雷达在组成上也极为相似，比如德国的WamosII测波系统采用了FURUNO、Sperry等公司的磁控管雷达前端，通过数据采集器和算法处理得到浪流信息。荷兰Seadaq公司的测冰雷达和溢油雷达同样在雷达前端设计方面没有太大的改变，延用了磁控管体制雷达。随着浪流、海冰以及溢油反演算法的日趋成熟，以海洋水文环境探测为主的测波、测冰以及溢油探测雷达也逐渐的推向市场。

但目前的海洋环境监测雷达功能单一，虽某些产品有具备导航、测波或测冰等符合功能，但这些功能不能同时工作。面对多功能的应用需求，现有的海洋环境监测雷达产品不再适用。

发明内容

本发明针对现有的海洋环境测量雷达多功能无法同时工作的问题，公开了一种全时多功能海洋环境监测雷达，本雷达可同时实现导航或目标探测、测波、测冰、测油，而不受雷达工作模式限制。

本发明技术解决方案为：雷达组成包括探测前端和显控处理终端。如图1，一体化转台为探测前端的集成结构，集成组件主要为天线和馈线、固态T/R组件、信号处理模块、电源模块等。天线采用波导裂缝线源天线，与TR组件连接，实现对功放输出信号的空间发射和回波信号的接收；固态T/R组件采用GaN器件进行设计，与信号处理模块连接，完成对中频信号的上变频、功率放大，连接天线，并对天线接收的回波信号进行低噪声放大及下变频，生成相参中频信号；信号处理模块基于FPGA设计，完成雷达上变频信号的产生至固态T/R组件，接收固态T/R组件中频信号，中频信号处理分为双通道，分别为视频和IQ通道。视频信号经过了脉冲压缩、距离副瓣抑制、相参积累和CFAR等处理，形成的优质视频信号可直接用于目标信息的处理；IQ是经过脉压和干扰抑制后得到，较高的保持了回波的幅度和相位信息，为反演算法提供了数据基础，最终形成雷达视频信号和IQ信号数据以及雷达故障在线检测数据至终端；电源模块采用AC-DC模块，为T/R组件、信号处理模块等提供电源；显控终端通过以太网光纤将工作参数下达至雷达，同样通过以太网光纤接收雷达视频信号、IQ信号进行相关显示、信息和图像处理，终端软件集成海洋目标环境、海洋动力环境测量、海洋特种环境算法模块，同时提供各功能的人机交互。

本发明公开的一种海洋环境监测雷达完全实现了全时多功能应用，解决了已有的导航雷达、测波雷达、测冰雷达等海洋环境探测雷达产品功能单一的问题。

附图说明

图1是雷达组成和连接关系图；

图2是雷达发射波形的示意图与威力覆盖示意图；

图3是雷达全时多功能探测工作流程图。

图4是多功能终端软件设计图；

具体实施方式