多模船用导航雷达的制作方法

本实用新型涉及船用雷达技术领域，尤其涉及一种多模船用导航雷达。

背景技术：

当前，船用导航雷达大多仍旧是以磁控管作为发射源的非相参脉冲雷达，具有作用距离远，性价比高的突出优点。但是，磁控管脉冲雷达在实际使用中存在以下缺陷：

(1)存在近距离盲区。由于收发共用天线，分时进行，为了保护接收机不被大功率发射信号击穿，在发射脉冲期间会关闭接收通道，从而存在最小作用距离，无法探测该距离内的任何目标。而近距离的目标探测在船舶安全航行中，比如出入港口，显得极为重要。

(2)距离分辨率较差。由雷达理论，距离分辨率取决与信号带宽，宽带要求磁控管的调制脉冲很窄，这受到磁控管特性的限制，一般脉冲雷达无法提供很好的目标分辨率。

(3)磁控管寿命有限。磁控管属于耗材，有一定的使用时间限制，发射功率下降会影响目标探测。而雷达是船上核心的导航设备，因此一旦磁控管故障或失效，会带来很大的安全隐患。

近几年来，也出现了一些新体制的相参固态雷达，比如调频连续波(FMCW)，其以或半导体放大器作为发射源，收发天线分离，而且信号带宽更宽，具有成本低、无盲区、高分辨率、无损耗件的优势，但也存在以下缺陷：

(1)作用距离短。由于发射功率很低，所用距离相对较近。

(2)不能接收雷达信号应答器(SART)信号，使得其不能满足IMO雷达的规范。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种多模船用导航雷达，以磁控管脉冲雷达为主，FMCW固态雷达为辅，优势互补，作用距离远，近距离性能佳。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：包括显示器、鼠键、多模雷达信号处理主机、磁控管脉冲雷达传感头以及FMCW固态雷达传感头；所述磁控管脉冲雷达传感头通过电缆与所述多模雷达信号处理主机信号连接，所述FMCW固态雷达传感头通过以太网与所述多模雷达信号处理主机信号连接；所述显示器和轨迹球鼠键操控台分别与所述多模雷达信号处理主机信号连接。

优选地，所述多模雷达信号处理主机通过以太网与网络遥控与数据采集接口连接。

优选地，所述FMCW固态雷达传感头为1-4个。

优选地，一个磁控管脉冲雷达传感头装在桅杆下，另外二个FMCW固态雷达传感头装在船尾两端。

本实用新型的有益效果是：相对于现有技术，本装置具有以下优点：(1)以磁控管脉冲雷达为主，FMCW固态雷达为辅，优势互补。作用距离远，近距离性能好，保持了单一模式的优点。

(2)系统可以配置多个FMCW雷达传感头，可以空间多点布防，做到探测无死角。

(3)一个显示器显示，可以做到多画面成像，多信息融合处理，极大地提高了雷达探测性能以及目标跟踪TT功能。

(4)多传感头冗余配置，极大地提高了设备的可靠性。

(5)设备性价比高，与传统雷达相比，不增加太多成本，却大大提高了系统性能。

(6)模块化可组合，允许单模式运行。

(7)支持以太网控制与数据采集，支持远程监控系统。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，一种多模船用导航雷达，包括显示器、鼠键、多模雷达信号处理主机、磁控管脉冲雷达传感头以及FMCW固态雷达传感头；所述磁控管脉冲雷达传感头通过电缆与所述多模雷达信号处理主机信号连接，所述FMCW固态雷达传感头通过以太网与所述多模雷达信号处理主机信号连接；所述显示器和鼠键分别与所述多模雷达信号处理主机信号连接。

工作原理

(1)磁控管脉冲雷达传感头

所述磁控管脉冲雷达传感头由收发天线，伺服电机，收发开关，磁控管发射器，接收与放大装置，中频放大电路组成；

所述磁控管发射器用于发出高能量微波信号；

所述高能量微波信号经所述收发开关送至所述收发天线，向空间辐射高能量微波信号；

所述高能量微波信号经目标反射的微波信号，被所述天线接收，经过所述收发开关进入所述接收电路，变频转换为中频信号；

所述中频信号经过所述中频放大电路，将模拟信号送达多模雷达信号处理主机中；

(2)FMCW固态雷达传感头

所述FMCW固态雷达传感头由发射天线，接收天线，伺服电机，功放装置，FMCW调制信号，接收与放大装置，数字量化装置，FMCW雷达数字信号处理单元，中频放大电路组成；

所述FMCW雷达数字信号处理单元用于配置产生FMCW调制信号；

所述FMCW调制信号经过发射信号功率放大器驱动后传递给发射天线，向空间辐射微波信号；

所述微波信号经目标反射后，同时被接收天线接收，与发射的信号在接收电路里变频转换为中频信号；

所述中频信号在所述中频放大电路进行放大，将模拟信号通过中频数字化电路量化为数字信号并传送到FMCW雷达数字信号处理单元中；所述伺服电机用于带动天线转动，形成四周的雷达全景图。

(3)多模雷达信号处理主机

多模雷达信号处理主机是多模船用导航雷达的核心，其功能有生成显示数据送给显示器，管理鼠键操控单元，输入输出雷达所需要的导航数据，最重要是接收磁控管脉冲雷达传感头的信号和FMCW固态雷达的信号，并对不同模式的雷达接收信号进行信息融合与组合显示。

组合的显示方式有：

(a)单模式单窗口显示，包括磁控管脉冲和FMCW固态两种方式。

(b)自动切换显示，按照不同的量程或其它设置规则，自动在各个传感头之间切换，单窗口显示其回波图像。

(c)多模式显示，多画面同时显示多个传感头的回波图像，提供一个主窗口，多个辅助窗口。

(d)融合显示模式，单窗口显示多模融合后的回波图像。

由于不同传感头的安装位置不同，多模雷达信号处理主机需要修正各传感头和参考为位置的偏移。一个磁控管脉冲雷达传感头装在桅杆下，另外二个FMCW固态雷达传感头装在船尾两端。安装本多模船用导航雷达，可以有效克服由于船体较大带来的探测死角盲区。在雷达显示屏幕上，要消除由于传感头天线位置不同带来的视觉参考。

另外，船舶设备的网络化、综合化、智能化，是一个趋势，多模雷达信号处理主机提供了强大的网络遥控和雷达信号数据采集功能，适合于远程监控的场合，比如VTS。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。