毫米波雷達接收處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，包括天饋、信號放大濾波處理器、數(shù)模信號處理模塊CPU?1、與非門數(shù)字放大倒相器電路、信號差分模塊CPU?2、倍頻處理器、高頻數(shù)字濾波器組、信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU?3。本發(fā)明能夠快速地將機場跑道上的背景信號與機場跑道上異物反射出來的目標信號進行區(qū)分與識別，提高了對機場跑道異物的實時探測和處理能力。
【專利說明】
毫米波雷達接收處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及雷達領(lǐng)域，尤其涉及一種FOD毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，該接收處理系統(tǒng)主要用于檢測機場跑道上的異物。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，飛機已經(jīng)成為人們出行中不可或缺的一部分，飛行安全也得到了人們越來越廣泛的關(guān)注，當飛機在跑道上高速滑行時，跑道上的異物對飛機和周圍人員車輛的安全都是嚴重威脅，每年跑道碎片引起的事故造成航空工業(yè)的損失都高達數(shù)十億美元。機場跑道異物的種類相當多，如飛機和發(fā)動機連接件(螺帽、螺釘、墊圈、保險絲等)、機械工具、飛行物品(釘子、私人證件、鋼筆、鉛筆等)、野生動物、樹葉、石頭和沙子、道面材料、木塊、塑料或聚乙烯材料、紙制品、運行區(qū)的冰碴兒等等。機場道面上的外來物可以很容易被吸入發(fā)動機，導致發(fā)動機失效，2007年5月至2008年5月，中國民航共發(fā)生4500多起機場跑道異物損傷輪胎的事件。外來物不僅會造成巨大的直接損失，還會造成航班延誤、中斷起飛、關(guān)閉跑道等間接損失，間接損失至少為直接損失的4倍。
[0003]目前，全球絕大多數(shù)的機場跑道異物的處理仍然是靠人工完成的，這種方法不但可靠性差、效率低，而且占用了寶貴的跑道使用時間，這又是一筆經(jīng)濟損失。因此，使用一種自動化系統(tǒng)來高效準確地發(fā)現(xiàn)并排除跑道入侵物，對機場的安全運行有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種毫米波雷達接收處理系統(tǒng)。本發(fā)明能夠快速地將機場跑道上的背景信號與機場跑道上異物反射出來的目標信號進行區(qū)分與識別，提高了對機場跑道異物的實時探測和處理能力。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，其特征在于:包括天饋、信號放大濾波處理器、數(shù)模信號處理模塊CPU-1、與非門數(shù)字放大倒相器電路、信號差分模塊CPU-2、倍頻處理器、高頻數(shù)字濾波器組、信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3，其中，
所述天饋用于通過接收波導完成對跑道上由目標信號及背景信號形成的復合反射信號的接收；
所述信號放大濾波處理器用于對天饋接收的復合反射信號腔體濾波后進行模擬放大；所述數(shù)模信號處理模塊CPU-1用于對信號放大濾波處理器放大的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換放大整形，并輸出四路檢測信號和一路初檢信號；
所述與非門數(shù)字放大倒相器電路用于對四路檢測信號進行數(shù)字放大與倒相處理，并將四路檢測信號合成為兩路檢測信號，再輸入到信號差分模塊CPU-2中；
所述信號差分模塊CPU-2用于對與非門數(shù)字放大倒相器電路輸出的兩路檢測信號進行校驗放大，并為下一級的倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組提供出差分的兩種幅變與相位有區(qū)分的碼型信號，完成目標信號和背景信號的區(qū)分與補差放大，然后將目標信號及背景信號分別輸出至倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組中；另外，信號差分模塊CPU-2還輸出一路直流電平信號和一種脈沖電平信號；
所述倍頻處理器用于對目標信號的倍頻放大與振蕩調(diào)制，然后將放大后的目標信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中；
所述高頻數(shù)字濾波器組用于對背景信號進行濾波處理，然后將濾濾后的背景信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中；
所述督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3在接收目標信號和背景信號的同時，接收由信號差分模塊CPU-2輸出的直流電平信號和脈沖電平信號，然后將目標信號、背景信號、直流電平信號和脈沖電平信號進行比較鑒別，若有異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出一路復檢信號、兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，若無異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，無復檢信號輸出；其中，兩路脈沖信號和兩路直流電平信號同時輸入至數(shù)模信號處理模塊CPU-1中進行比較，比較后輸出初檢信號，并同時存儲該初檢信號；復檢信號與數(shù)模信號處理模塊CPU-1輸出的初檢信號同時與非放大后產(chǎn)生異物報警。
[0006]所述信號放大濾波處理器的數(shù)量為一個或多個，為多個時，多個信號放大濾波處理器并聯(lián)連接。
[0007]所述高頻數(shù)字濾波器組由多個不同中心頻點的高頻數(shù)字濾波器并聯(lián)而成，每個高頻數(shù)字濾波器由數(shù)字介質(zhì)濾波器與腔體濾波器組成。
[0008]采用本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、本發(fā)明通過對跑道上由目標信號和背景信號形成的復合反射信號進行高頻濾波與倍頻振蕩處理，提高了對機場跑道異物的實時探測和處理能力，能夠快速鑒別出目標信號與背景信號的區(qū)別，從而對機場跑道上異物反射出來的信號進行區(qū)分與識別。
[0009]二、本發(fā)明的檢測靈敏度高，識別異物的檢測速度快，在I一3s內(nèi)即可判別出跑道上是否有異物。
[0010]三、本發(fā)明能夠快速檢測出跑道上外徑在2.5公分以上的異物，有效保障了飛機的安全。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的原理框圖；
圖2為本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]一種毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，包括天饋、信號放大濾波處理器、數(shù)模信號處理模塊CPU-1、與非門數(shù)字放大倒相器電路、信號差分模塊CPU-2、倍頻處理器、高頻數(shù)字濾波器組、信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3，其中，
所述天饋用于通過接收波導完成對跑道上由目標信號及背景信號形成的復合反射信號的接收；
所述信號放大濾波處理器用于對天饋接收的復合反射信號腔體濾波后進行模擬放大； 所述數(shù)模信號處理模塊CPU-1用于對信號放大濾波處理器放大的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換放大整形，并輸出四路檢測信號和一路初檢信號；
所述與非門數(shù)字放大倒相器電路用于對四路檢測信號進行數(shù)字放大與倒相處理，并將四路檢測信號合成為兩路檢測信號，再輸入到信號差分模塊CPU-2中；
所述信號差分模塊CPU-2用于對與非門數(shù)字放大倒相器電路輸出的兩路檢測信號進行校驗放大，并為下一級的倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組提供出差分的兩種幅變與相位有區(qū)分的碼型信號，完成目標信號和背景信號的區(qū)分與補差放大，然后將目標信號及背景信號分別輸出至倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組中；另外，信號差分模塊CPU-2還輸出一路直流電平信號和一種脈沖電平信號；
所述倍頻處理器用于對目標信號的倍頻放大與振蕩調(diào)制，然后將放大后的目標信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中；
所述高頻數(shù)字濾波器組用于對背景信號進行濾波處理，然后將濾濾后的背景信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中；
所述督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3在接收目標信號和背景信號的同時，接收由信號差分模塊CPU-2輸出的直流電平信號和脈沖電平信號，然后將目標信號、背景信號、直流電平信號和脈沖電平信號進行比較鑒別，若有異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出一路復檢信號、兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，若無異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，無復檢信號輸出；其中，兩路脈沖信號和兩路直流電平信號同時輸入至數(shù)模信號處理模塊CPU-1中進行比較，比較后輸出初檢信號，并同時存儲該初檢信號；復檢信號與數(shù)模信號處理模塊CPU-1輸出的初檢信號同時與非放大后產(chǎn)生異物報警。
[0013]本發(fā)明中，所述信號放大濾波處理器的數(shù)量為一個或多個，為多個時，多個信號放大濾波處理器并聯(lián)連接。
[0014]本發(fā)明中，所述高頻數(shù)字濾波器組由多個不同中心頻點的高頻數(shù)字濾波器并聯(lián)而成，用于對不同頻段的信號進行濾波，每個高頻數(shù)字濾波器由數(shù)字介質(zhì)濾波器與腔體濾波器組成。
[0015]下面結(jié)合圖1和圖2來具體說明本發(fā)明的實施原理:
設(shè)定信號放大濾波處理器的數(shù)量為兩個，分別為ICl與IC2，ICl與IC2并聯(lián)連接，接收天饋RX接收到的復合反射信號經(jīng)Cl和LI分別耦合至ICl和IC2進行模擬放大后同步進入數(shù)模信號處理模塊CPU-1中進行模數(shù)轉(zhuǎn)換與相位識別，經(jīng)數(shù)模信號處理模塊CPU-1處理后輸出四路檢測信號和一路初檢信號。其中兩路檢測信號經(jīng)C3、C4耦合輸入IC4構(gòu)成“與門”數(shù)字放大輸出VIG4信號，剩余兩路檢測信號經(jīng)C5、C6耦合輸入IC5構(gòu)成“與門”數(shù)字放大輸出VIG5信號，該VIG4信號與VIG5信號同步輸入至信號差分模塊CPU-2中進行校驗放大，并為下一級的倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組提供出差分的兩種幅變與相位有區(qū)分的碼型信號，完成目標信號和背景信號的區(qū)分與補差放大，然后將目標信號及背景信號分別通過C7和CS耦合輸出至倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組中。另外，信號差分模塊CPU-2還通過R7輸出一路直流電平信號和和通過C13輸出一路脈沖電平信號。
[0016]其中，經(jīng)C7耦合輸出的目標信號為高頻信號，該信號經(jīng)倍頻處理器進行混頻振蕩，產(chǎn)生的倍頻信號經(jīng)C9耦合輸出Vout-1信號，Vout-1信號分別進入信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中，Vout-1信號進入信號門限處理器中進行限幅處理，輸出軟控中心進行處理，提供控制信號Vs-1。
[0017]經(jīng)CS耦合輸出的背景信號經(jīng)高頻數(shù)字濾波器組進行濾波處理后經(jīng)ClO耦合輸出Vout-2信號，Vout-2信號分別進入信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中，Vout-2信號進入信號門限處理器中進行限幅處理，輸出軟控中心進行處理，提供控制信號Vs-20
[0018]經(jīng)C9、C10耦合輸出的信號Vout-1與Vout-2在輸入至督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中的同時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3同時接收由信號差分模塊CPU-2經(jīng)R7輸出的直流電平信號和經(jīng)C13輸出的脈沖電平信號，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3同時接收到目標信號、背景信號、直流電平信號和脈沖電平信號后對其進行識別糾錯處理，若有異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出一路復檢信號、兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，若無異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，無復檢信號輸出；其中，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出的兩路脈沖信號和兩路直流電平信號分別經(jīng)R5、R6、C11、C12反饋耦合至數(shù)模信號處理模塊CPU-1中進行比較，比較后得到一個初檢信號，存儲并輸出該初檢信號至IC3的一個輸入端;督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出的復檢信號經(jīng)CPK-1與C2耦合至IC3的另一個輸入端，初檢信號與復檢信號同步輸入至IC3構(gòu)成“與門”控制信號，并構(gòu)成檢測數(shù)模信號處理模塊CPU-1的復合信號的狀態(tài)報警檢測，以便實現(xiàn)雷達信號接收系統(tǒng)處理過程中的“正常工作狀態(tài)”與“非正常工作狀態(tài)”的顯示控制輸出信號VIC3-out，即接收處理系統(tǒng)正常工作時IC3輸出一個報警高電平“I”信號，當接收處理系統(tǒng)處于非正常工作狀態(tài)(或09、(:10、1?7、1?13、1?5、1?6、(:11、(:17輸出信號不正常時)時，103輸出一個報警低電平信號“O”。
【主權(quán)項】
1.一種毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，其特征在于:包括天饋、信號放大濾波處理器、數(shù)模信號處理模塊CPU-1、與非門數(shù)字放大倒相器電路、信號差分模塊CPU-2、倍頻處理器、高頻數(shù)字濾波器組、信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3，其中， 所述天饋用于通過接收波導完成對跑道上由目標信號及背景信號形成的復合反射信號的接收； 所述信號放大濾波處理器用于對天饋接收的復合反射信號腔體濾波后進行模擬放大；所述數(shù)模信號處理模塊CPU-1用于對信號放大濾波處理器放大的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換放大整形，并輸出四路檢測信號和一路初檢信號； 所述與非門數(shù)字放大倒相器電路用于對四路檢測信號進行數(shù)字放大與倒相處理，并將四路檢測信號合成為兩路檢測信號，再輸入到信號差分模塊CPU-2中； 所述信號差分模塊CPU-2用于對與非門數(shù)字放大倒相器電路輸出的兩路檢測信號進行校驗放大，并為下一級的倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組提供出差分的兩種幅變與相位有區(qū)分的碼型信號，完成目標信號和背景信號的區(qū)分與補差放大，然后將目標信號及背景信號分別輸出至倍頻處理器與高頻數(shù)字濾波器組中；另外，信號差分模塊CPU-2還輸出一路直流電平信號和一種脈沖電平信號； 所述倍頻處理器用于對目標信號的倍頻放大與振蕩調(diào)制，然后將放大后的目標信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中； 所述高頻數(shù)字濾波器組用于對背景信號進行濾波處理，然后將濾濾后的背景信號分別輸入至信號門限處理器和督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3中； 所述督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3在接收目標信號和背景信號的同時，接收由信號差分模塊CPU-2輸出的直流電平信號和脈沖電平信號，然后將目標信號、背景信號、直流電平信號和脈沖電平信號進行比較鑒別，若有異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出一路復檢信號、兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，若無異物時，督元碼鑒相器糾錯模塊CPU-3輸出兩路脈沖信號和兩路直流電平信號，無復檢信號輸出；其中，兩路脈沖信號和兩路直流電平信號同時輸入至數(shù)模信號處理模塊CPU-1中進行比較，比較后輸出初檢信號，并同時存儲該初檢信號；復檢信號與數(shù)模信號處理模塊CPU-1輸出的初檢信號同時與非放大后產(chǎn)生異物報警。2.如權(quán)利要求1所述的毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，其特征在于:所述信號放大濾波處理器的數(shù)量為一個或多個，為多個時，多個信號放大濾波處理器并聯(lián)連接。3.如權(quán)利要求1或2的毫米波雷達接收處理系統(tǒng)，其特征在于:所述高頻數(shù)字濾波器組由多個不同中心頻點的高頻數(shù)字濾波器并聯(lián)而成，每個高頻數(shù)字濾波器由數(shù)字介質(zhì)濾波器與腔體濾波器組成。
【文檔編號】G01S13/93GK105974417SQ201610593378
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】陳昌志, 馬獻章, 張錫祥, 向世偉, 李建軍, 郭樹義
【申請人】深圳中鈞空間科學技術(shù)有限公司