專利名稱：一種航海雷達探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及航海雷達技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種航海雷達探測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航海雷達是船舶航行安全的基本保障手段。在航海雷達的使用中，根據(jù)量程設(shè)置 和工作狀態(tài)參數(shù)的設(shè)置，雷達的探測性能能夠根據(jù)要求相應改變。這些可調(diào)整可設(shè)置的工 作狀態(tài)參數(shù)主要是雷達信號發(fā)射的脈沖寬度和脈沖重復頻率，信號接收的增益和帶寬， ARPA雷達終端中各種信號檢測處理和目標跟蹤處理的參數(shù)設(shè)置。雷達觀測性能的好壞取決 于這些工作狀態(tài)參數(shù)，但目前航海雷達的這些工作狀態(tài)參數(shù)，對雷達周圍觀測環(huán)境內(nèi)的所 有目標都是相同的，沒有差異化地響應不同目標的特性，也沒有對檢測性能與分辨性能和 檢測性能與跟蹤性能進行綜合的優(yōu)化。因此，目前航海雷達的性能調(diào)整只能考慮總的一般 要求，或只能考慮適應部分目標的觀測要求，這樣雷達的探測性能并沒有充分發(fā)揮出來。隨著航海雷達的技術(shù)進步，雷達收發(fā)機進一步模塊化、ARPA雷達終端進一步計算 機化、FPGA/DSP的嵌入提供了更強有力的信號處理平臺，使得ARPA雷達系統(tǒng)更加標準化、 軟件化、通用化，更具開放性，這些都使得ARPA航海雷達系統(tǒng)具有更強的信息處理能力和 靈活的控制能力。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的是要提出一種面向目標的和 具有自適應能力的航海雷達探測系統(tǒng)，以提高航海雷達的目標探測性能，充分發(fā)揮航海雷 達的安全效能。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種航海雷達探測系統(tǒng)，包括雷 達天線、雷達接收機、雷達發(fā)射機和ARPA雷達終端，所述的雷達天線通過收發(fā)開關(guān)分別與 雷達接收機、雷達發(fā)射機連接，所述的ARPA雷達終端通過信號電纜分別與雷達接收機、雷 達發(fā)射機和雷達天線連接；所述的雷達發(fā)射機，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可 以輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的雷達接收機，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可以輸 出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的ARPA雷達終端，帶有自適應探測處理與控制軟件，能夠向雷達發(fā) 射機、雷達接收機和ARPA雷達終端中的信號檢測與目標跟蹤處理的濾波器發(fā)出工作狀態(tài) 設(shè)置指令。本實用新型所述的雷達發(fā)射機，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，根據(jù)ARPA雷達終端的自適應 探測處理與控制軟件發(fā)出的指令，改變發(fā)射信號的脈沖寬度和脈沖間隔；所述的雷達接收 機，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，根據(jù)ARPA雷達終端的自適應探測處理與控制軟件發(fā)出的指令，改 變信號接收的增益和帶寬；所述的雷達終端的自適應探測處理與控制軟件的功能是對回波 特性進行分析、計算回波特征參數(shù)、采用基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器實現(xiàn)信號的檢 測處理與目標的跟蹤處理、評定目標質(zhì)量參數(shù)、建立面向目標的雷達發(fā)射機、雷達接收機和 ARPA雷達終端的工作狀態(tài)設(shè)置指令。
3[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果1、航海雷達的探測性能取決于ARPA雷達終端工作狀態(tài)的設(shè)置，根據(jù)量程設(shè)置和 狀態(tài)參數(shù)預置所做的工作狀態(tài)參數(shù)調(diào)整，只能總體地調(diào)整ARPA雷達終端工作狀態(tài)，而不能 適應各個具體目標的不同回波特性。由于本實用新型根據(jù)各個不同目標回波特性的分析， 對陸地或岸線回波、大小遠近不同的船舶等目標回波建立特征參數(shù)，對經(jīng)過信號檢測與目 標跟蹤處理的回波給定目標質(zhì)量參數(shù)，由此在該目標方位上，確定雷達目標探測的多脈沖 序列組合方式和ARPA雷達終端檢測與跟蹤相關(guān)濾波器的濾波參數(shù)。雷達發(fā)射信號的窄脈 沖便于獲得好的分辨性能，寬脈沖和高脈沖重復頻率有利于提高檢測能力，以脈沖寬度和 脈沖間隔各不相同的多脈沖構(gòu)成發(fā)射信號的組合探測序列，以不同的多脈沖組合方式針對 不同特性的目標獲得檢測性能與分辨性能和檢測性能與跟蹤性能的綜合優(yōu)化，構(gòu)成面向目 標的自適應航海雷達探測系統(tǒng)。2、由于本實用新型采取了面向目標的、根據(jù)目標特性和目標檢測跟蹤的結(jié)果，調(diào) 整雷達收發(fā)機狀態(tài)和ARPA雷達終端中濾波處理的參數(shù)，因此本實用新型能夠針對具體不 同的目標，在目標探測性能與目標測量的分辨力和精度之間，在目標探測性能與目標的跟 蹤性能之間，獲得綜合優(yōu)化。目前航海雷達或依靠寬脈沖提高探測性能而降低測量的分辨 力和精度，或依靠窄脈沖提高測量的分辨力和精度而降低探測性能，沒有響應目標的差別 化特性，同時也沒有考慮信號檢測與目標跟蹤之間的交互性，本實用新型則克服了這種局 限性。3、雷達的根本任務在于發(fā)現(xiàn)目標和測量目標，雷達的基本性能取決于目標的回波 信號質(zhì)量，而目標的信號質(zhì)量取決于目標回波特性和雜波干擾的背景特性。本實用新型采 用了面向目標的方法，對處于雜波干擾中的目標，從目標的回波特征參數(shù)到檢測與跟蹤交 互濾波后評定的目標質(zhì)量參數(shù)，基于目標的評價機制，在雷達收發(fā)機的狀態(tài)設(shè)置和信號檢 測與跟蹤的交互濾波處理中建立自適應的反饋控制，尋求綜合最優(yōu)的探測性能。目前航海 雷達的收發(fā)機狀態(tài)是根據(jù)設(shè)置來確定的，不是根據(jù)目標和雜波背景的不同來改變的，信號 檢測與跟蹤的處理中所采用的濾波器也往往是預設(shè)的，缺少靈活的適應性，而本實用新型 克服了這種局限性。

本實用新型共有附圖2張，其中圖1是航海雷達探測系統(tǒng)的組成框圖。圖2是航海雷達探測系統(tǒng)的探測方法的程序框圖。圖中1、雷達天線，2、雷達接收機，3、雷達發(fā)射機，4、ARPA雷達終端，5、收發(fā)開關(guān)。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1所示，一種航海雷達探測系統(tǒng)，包括雷達天線1、雷達接收機2、雷達發(fā)射機 3和ARPA雷達終端4，所述的雷達天線1通過收發(fā)開關(guān)5分別與雷達接收機2、雷達發(fā)射機 3連接，所述的ARPA雷達終端4通過信號電纜分別與雷達接收機2、雷達發(fā)射機3和雷達天 線1連接；所述的雷達發(fā)射機3，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可以輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的雷達接收機2，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可以輸出狀態(tài)檢測數(shù) 據(jù)；所述的ARPA雷達終端4，帶有自適應探測處理與控制軟件，能夠向雷達發(fā)射機3、雷達 接收機2和ARPA雷達終端4中的信號檢測與目標跟蹤處理的濾波器發(fā)出工作狀態(tài)設(shè)置指 令。所述的雷達發(fā)射機3，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，根據(jù)ARPA雷達終端4的探測處理與控制軟件 發(fā)出的指令，改變發(fā)射信號的脈沖寬度和脈沖間隔；所述的雷達接收機2，帶有數(shù)據(jù)傳輸接 口，根據(jù)ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制軟件發(fā)出的指令，改變信號接收的增益 和帶寬；所述的雷達終端的自適應探測處理與控制軟件的功能是對回波特性進行分析、計 算回波特征參數(shù)、采用基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器實現(xiàn)信號的檢測處理與目標的跟 蹤處理、評定目標質(zhì)量參數(shù)、建立面向目標的雷達發(fā)射機3、雷達接收機2和ARPA雷達終端 4的工作狀態(tài)設(shè)置指令。如圖2所示，本實用新型的探測方法，包括以下步驟A、陸地與岸線檢測ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制軟件對超過規(guī)定尺 寸的回波進行陸地和岸線的識別處理，確定周圍探測水域的環(huán)境特性和探測范圍，以屏蔽 陸地回波和決定合適的脈沖重復頻率；B、回波特征參數(shù)計算ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制軟件對小于規(guī)定 尺寸的回波，給出回波的特征參數(shù)值，以確定在該回波方位上雷達發(fā)射機3應該采取的多 脈沖組合序列；C、基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制 軟件采用基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器，利用多脈沖CFAR相關(guān)積累檢測和多點跡相 關(guān)跟蹤的交互濾波，實現(xiàn)信號的檢測處理與目標的跟蹤處理，并給出目標的檢測狀態(tài)參數(shù) 和跟蹤狀態(tài)參數(shù)；根據(jù)回波特征參數(shù)和目標跟蹤狀態(tài)參數(shù)，在ARPA雷達終端4的自適應探 測處理與控制軟件的雷達自適應控制器的控制下，通過反饋進行檢測與跟蹤交互濾波的優(yōu) 化；D、目標質(zhì)量參數(shù)評定ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制軟件根據(jù)基于檢 測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器給出的信號檢測狀態(tài)參數(shù)和目標跟蹤狀態(tài)參數(shù)，進行目標質(zhì)量 的參數(shù)化評定，給出目標質(zhì)量參數(shù)；E、雷達自適應控制ARPA雷達終端4的自適應探測處理與控制軟件的雷達自適應 控制器根據(jù)陸地與岸線檢測的結(jié)果，確定信號處理的屏蔽區(qū)域和處理范圍；根據(jù)回波特征 參數(shù)和目標質(zhì)量參數(shù)，控制基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器的參數(shù)；根據(jù)回波特征參數(shù) 和目標質(zhì)量參數(shù)，控制雷達發(fā)射機3的多脈沖序列的組合方式和雷達接收機2的增益與帶 寬的信號匹配接收。本實用新型步驟A、B所述的規(guī)定尺寸為600至1000米，可根據(jù)要求設(shè)置。
權(quán)利要求一種航海雷達探測系統(tǒng)，包括雷達天線(1)、雷達接收機(2)、雷達發(fā)射機(3)和ARPA雷達終端(4)，所述的雷達天線(1)通過收發(fā)開關(guān)(5)分別與雷達接收機(2)、雷達發(fā)射機(3)連接，所述的ARPA雷達終端(4)通過信號電纜分別與雷達接收機(2)、雷達發(fā)射機(3)和雷達天線(1)連接；其特征在于所述的雷達發(fā)射機(3)，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可以輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的雷達接收機(2)，帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以接收控制指令，可以輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的ARPA雷達終端(4)，能夠向雷達發(fā)射機(3)、雷達接收機(2)和ARPA雷達終端(4)中的基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器發(fā)出工作狀態(tài)設(shè)置指令。
專利摘要本實用新型公開了一種航海雷達探測系統(tǒng)，包括雷達天線、雷達接收機、雷達發(fā)射機和ARPA雷達終端，所述的雷達發(fā)射機接收控制指令并輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的雷達接收機接收控制指令并輸出狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)；所述的ARPA雷達終端，帶有自適應探測處理與控制軟件，能夠向雷達發(fā)射機、雷達接收機和ARPA雷達終端中的信號檢測與目標跟蹤處理的濾波器發(fā)出工作狀態(tài)設(shè)置指令。本實用新型的探測方法，包括陸地與岸線檢測、回波特征參數(shù)計算、基于檢測與跟蹤交互的相關(guān)濾波器、目標質(zhì)量參數(shù)評定、雷達自適應控制。本實用新型針對不同特性的目標獲得檢測性能與分辨性能和檢測性能與跟蹤性能的綜合優(yōu)化，構(gòu)成面向目標的自適應航海雷達探測系統(tǒng)。
文檔編號G01S13/02GK201754183SQ20102016949
公開日2011年3月2日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者曹銘志, 柳曉鳴, 索繼東, 陳曉楠 申請人:大連海事大學