一种海防搜索雷达系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达系统，具体涉及一种海防搜索雷达系统。
【背景技术】
[0002] 目前国家沿海各省边防派出所所采用的监视雷达多为传统成像体制雷达，此种雷 达与船用导航雷达类似，其基本方案是通过对监测海域进行雷达成像处理，再由雷达观测 员根据雷达图像人工判断及视觉跟踪舰船目标，并通过尾迹延迟显示的方式形成目标的航 迹历程。
[0003] 该类雷达中所采用的主要技术是脉冲雷达一维距离向成像技术，通过对一帧雷达 回波信号进行抑制杂波处理，并在距离维度上计算各段距离单元回波的功率值，并确定功 率等级，然后根据功率等级确定显示设备上的像素点的色彩种类或灰度等级，从而形成一 条彩色或单灰度雷达RBM扫描线。随着雷达天线在方位向不断扫描，从而形成一整幅雷达 RBM视频图像。
[0004] 该类雷达采用宽度极窄的大功率发射脉冲和较宽的信号带宽，因此具有较高的距 离分辨率和较大的距离测量范围。采用较窄方位波束宽度的天线和高精度的天线扫描伺服 系统，从而具有较高的角度分辨率和角度测量精度。而通过数字信号处理方法进行成像处 理，使得回波信号可以得到高效的分析处理，显著提高了小目标的探测能力。高清晰度的彩 色回波显示效果也为雷达观测员后续目标识别及跟踪分析提供了便利。
[0005] 由于该类型雷达仍局限于传统导航用雷达的体制及处理架构，主要通过一维距离 向回波分析处理对海面目标进行成像，并未采用先进的目标检测及跟踪处理技术，因此无 法自动对海面的舰船目标进行检测及识别，并无法对目标的运动趋势进行跟踪及预测。在 监测过程中，需要雷达观测员不间断的值守观察，并进行判断、识别及跟踪，从而引起监测 虚警/漏警率高，目标定位准确性差，观测员劳动负荷大等一系列缺点。另外，该类型雷达发 射机采用高峰值功率、低脉冲宽度的传统脉冲体制，并未采用脉冲压缩等先进信号处理技 术，因此需要磁控管或行波管等传统高功率雷达脉冲发射装置，从而增加了系统成本，并降 低了雷达的可靠性和寿命。综上可见，该类型雷达已不符合当前国家边海防局对海防搜索 雷达的相关性能指标要求。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种海防搜索雷达系统。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种海防搜索雷达系统，包括天线分机和接收/频综处理分机；
[0009] 所述天线分机包括天线阵面、收发模块和电机及传动机构;所述收发模块包括第 二收发开关、功放和低噪放;所述功放和低噪放都与所述天线阵面相连接;所述第二收发开 关连接在收发模块和接收/频综处理分机之间；
[0010] 所述接收/频综处理分机包括处理模块、接收/频综模块、伺服控制器和电源模块； 所述处理模块包括AD采样、FPGA和DSP;所述接收/频综模块包括频综器和接收主通道;所述 接收主通道包括第一收发开关、第一一次变频、第一二次变频和第一滤波放大，所述第一收 发开关的一端连接收发模块中的第二收发开关，另一端连接所述第一一次变频的输入端， 第一一次变频的输出端连接第一二次变频的输入端，第一二次变频的输出端连接第一滤波 放大的输入端;所述伺服控制器包括伺服控制驱动模块和变压器模块;所述电源模块为雷 达系统的各个部分提供电源；
[0011] 所述第一滤波放大的输出端连接所述AD采样;所述AD采样的输出端连接FPGA的输 入端，FPGA的输出端连接DSP的输入端；
[0012] 所述频综器分别连接FPGA、DSP、第一收发开关、第一一次变频和第一二次变频。 [0013]其进一步的技术方案为:所述频综器包括DDS及微波控制板、第二滤波放大、第二 一次变频、第二二次变频、功分、晶振、上变频本振、DDS时钟、AD采样时钟和接收本振；
[0014] 所述晶振的输出端连接功分的输入端，所述功分包括四个输出端，分别连接上变 频本振、DDS时钟、AD采样时钟和接收本振;所述上变频本振包括两个输出端，分别连接第二 一次变频和第二二次变频;所述DDS时钟的输出端连接DDS及微波控制板;所述AD采样时钟 的输出端连接AD采样;所述接收本振包括两个输出端，分别连接第一一次变频和第一二次 变频；
[0015] 所述DDS及微波控制板的输出端连接第二二次变频的输入端，所述第二二次变频 的输出端连接第二一次变频的输入端，所述第二一次变频的输出端连接第二滤波放大的输 入端;第二滤波放大的输出端连接第一收发开关;所述DDS及微波控制板还与FPGA相连接。
[0016] 其进一步的技术方案为:所述处理模块包括AD采样、FPGA和DSP;所述FPGA包括定 时同步、接收/频综模块控制、数字下变频、数据记录和扫描控制;所述DSP包括脉冲压缩、非 相参积累、目标检测、目标点迹处理、目标航迹处理、目标关联滤波、目标航迹合并、目标数 据输出、数据打包以及视频处理；
[0017] 所述定时同步接收所述频综器的信号，所述接收/频综模块控制向所述频综器发 出信号;所述AD采样的输出端连接数字下变频的输入端，所述数字下变频的输出端连接脉 冲压缩的输入端，所述脉冲压缩的的输出端连接非相参积累的输入端，所述非相参积累包 括两个输出端，分别连接目标检测和视频处理;所述目标检测、目标点迹处理、目标航迹处 理、目标关联滤波、目标航迹合并、目标数据输出以及数据打包依次相连接;所述视频处理 的输出端连接数据打包。
[0018] 本发明的有益技术效果是：
[0019] 1.大幅度降低了发射脉冲信号的峰值功率。采用先进的脉冲压缩处理技术，将雷 达发射脉冲信号的峰值功率大幅降低，通过采用小功率的固态发射机即可实现功率放大需 求。而固态发射机与传统的磁控管或行波管大功率发射机相比，一方面具有较大的成本优 势，另一方面，也大大提高了雷达的可靠性及使用寿命。
[0020] 2.大幅度降低了雷达监测人员的工作难度和负担。通过采取非相参积累、CFAR恒 虚警目标检测、TWS多目标跟踪等先进的信号处理及数据处理技术，雷达可以自动对海面的 舰船目标进行检测及识别，并对目标的运动轨迹及趋势进行跟踪及预测。在监测过程中，无 需雷达观测员值守观察，无需人工判断、识别及跟踪，并且具有极低的虚警/漏警概率，目标 定位及跟踪精度较高。
[0021] 3.大幅度提升了海杂波抑制性能。通过采取脉间频率捷变收发技术，大大降低了 海杂波间的相关性，并通过最优的非相参积累算法及适合海杂波特性的CFAR恒虚警目标检 测器，进一步提升了对海杂波的抑制性能，从而大大降低了海杂波对雷达成像质量，目标检 测及跟踪性能的影响。
[0022]通过采取本发明所述的设计方案，雷达系统可以达到如下的性能指标：
[0023] a)扫描速度:50。/s;
[0024] b)探测范围：±135。；
[0025] c)距离量程：16km;
[0026] d)探测距离：10km;
[0027] e)距离分辨率:30m;
[0028] f)测距精度：25m;
[0029] g)测角精度:0.5° ;
[0030] h)最多搜索目标点迹个数:500个；
[0031] i)最多同时跟踪目标点迹个数:64个。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的结构框图。
[0033]图2是频综器的结构框图。
[0034]图3是处理模块的结构框图。
【具体实施方式】
[0035]图1是本发明的结构框图。如图1所示，本发明包括天线分机1和接收/频综处理分 机2。
[0036]天线分机1包括天线阵面11、收发模块12和电机及传动机构13。
[0037] 天线分机1主要完成雷达射频信号的辐射、目标回波的接收和天线扫描传动等功 能。天线分机1中的各部分组成及基本工作原理如下：
[0038] 天线阵面11包括平板缝阵天线和馈电网络，主要完成雷达射频信号的辐射与接 收。收发模块12中经过功放处理后输出的射频脉冲发射信号，由