CN104459679A - 方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统 - Google Patents

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蔡兴雨
朱思桥
周游
任伦
马英男
兑雅娟
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Abstract

本发明涉及一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统，通过对雷达总体、收发系统、频率综合器、信号处理机、终端显控机等系统进行中带高分辨处理的设计，使该三坐标对空/对海监视雷达可对已经TWS跟踪的目标进行中带高分辨处理，输出并显示该指定目标的“距离-多普勒-幅度”三维图像信息，辅助操作手进行目标分类识别任务，或自动进行目标类型判断。有以下优点：使方位机械扫描体制监视雷达具有了目标距离、速度高分辨处理能力；使雷达具有一定的的目标分类识别能力。

Description

方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统
技术领域
本发明属于方位旋转扫描体制监视雷达目标分类识别技术领域，具体涉及一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统。
背景技术
当前在雷达领域对目标分类通常的认识都是基于宽带体制下的分析及处理，例如以美国为代表的发达国家倾向于利用星载或机载SAR/ISAR对目标成像，然后分割、提取特征进行分类、识别，但算法处理数据量大，难以实时处理，且成像设备比较复杂，不易大量装备；另一类是利用目标高分辨距离像(HRRP)，或称一维距离像，其优势在于避开了SAR/ISAR成像中复杂的运动补偿问题，易于获取和处理。因此，该方法在空中目标和海面舰船目标分类等许多领域中都已有广泛应用。目前，国内对雷达高分辨处理目标分类技术研究的相关文献包括：
1)刊载于《现代电子技术》2011年第34卷第5期的“雷达目标一维高分辨距离像的特性分析及预处理方法研究”(王云飞，李辉，赵乃杰著)，分析了高分辨距离像对目标的姿态敏感性和平移敏感性，而且易受到杂波的干扰，在此基础上提出利用小波去噪、平均距离像等方法得到关于目标更为稳定的高分辨距离像。该论文重点介绍高分辨预处理方法，不涉及目标距离中带高分辨处理在方位旋转扫描体制雷达上的实现技术。
2)刊载于《火控雷达技术》2011年第40卷第4期的“高分辨雷达目标检测方法研究”(刘冰，罗丁力著)，分析了高距离分辨雷达目标和杂波的回波特性，并给出了杂波幅度和功率谱模型，在此基础上分析了非瑞利杂波背景下高距离分辨雷达的检测方法。该论文重点介绍杂波特性，不涉及目标距离中带高分辨处理在方位旋转扫描体制雷达上的实现技术。
上述现有技术不涉及方位机械扫、俯仰有源相扫、全固态脉冲多普勒雷达的目标中带高分辨处理及分类技术，
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统，对雷达装备对目标分类识别的需求，为一部方位机械扫、俯仰相控、全固态脉冲多普勒雷达设计了针对指定目标的中带高分辨处理功能，使该雷达在警戒搜索和目标指示工作状态下，能够对已经TWS跟踪的指定目标进行高分辨处理。
技术方案
一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统，包括固态收发组件、DBF信号处理机、波控机、频率综合器和终端显控；其特征在于：所述固态收发组件采用中带设计，向外辐射发射信号，并接收目标回波；所述DBF信号处理机在普通雷达窄带工作模式的基础上，增加与窄带处理通道相并联的中带处理通道；所述波控机在普通窄带波束赋形的基础上增加中带波束赋形模块；所述频率综合器增加中带信号产生模块；所述终端显控增加目标“距离-多普勒-幅度”三维高分辨显示系统；所述中带处理通道为串联的中带滤波器、DDC电路、DBF电路、脉冲压缩电路、MTD电路和门限检测电路；当需要进行高分辨显示时，DBF信号处理机将指令转发给频率综合器和波控机，频率综合器收到指令后切换为中带工作模式，输出中带“激励/本振信号”给T/R组件，同时波控机将中带波束赋形值赋给T/R组件，通过雷达天线辐射出去，实现中带高分辨控制；同时，终端显示激活三维显示页面，显示DBF信号处理机三维高分辨数据。
有益效果
本发明提出的一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统，通过对雷达总体、收发系统、频率综合器、信号处理机、终端显控机等系统进行中带高分辨处理的设计，使该三坐标对空/对海监视雷达可对已经TWS跟踪的目标进行中带高分辨处理，输出并显示该指定目标的“距离-多普勒-幅度”三维图像信息，辅助操作手进行目标分类识别任务，或自动进行目标类型判断。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1)使方位机械扫描体制监视雷达具有了目标距离、速度高分辨处理能力；
2)使雷达具有一定的的目标分类识别能力。
附图说明
图1本发明中带高分辨处理系统组成框图；
图2本发明中带高分辨处理系统数据流图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明解决技术的方案：①频率综合器除了可以输出窄带宽发射激励信号，还可以输出中带宽的发射激励信号；②固态收发组件按照中带宽设计；③信号处理机AD采样板增加窄带滤波器设计，在雷达窄带工作时，对采样数据首先进行窄带滤波，抑制带外杂波和干扰；④信号处理机增加高分辨处理模式，在雷达中带工作时，可以对中带宽回波信号进行高距离、速度分辨率处理，输出目标的“距离-多普勒-幅度”高分辨数据；⑤雷达终端可以三维显示目标的高分辨图像。
本发明由收发系统、DBF信号处理机、波控机、频率综合器和终端显控等组成。其中，固态收发组件采用中带设计，向外辐射发射信号，并接收目标回波；DBF信号处理机是本发明的核心，在普通雷达窄带工作模式的基础上，增加中带处理通道，通过中带滤波、DDC、DBF、脉冲压缩、MTD和门限检测实现目标高分辨处理；波控机给T/R组件提供发射波形控制信号，在普通窄带波束赋形的基础上增加中带波束赋形模块；频率综合器给T/R组件提供“激励/本振信号”，增加中带信号产生模块；终端显控接收雷达工作参数及状态，同时显示目标信息，增加目标“距离-多普勒-幅度”三维高分辨显示功能。
默认状态下，雷达工作于窄带模式。雷达操作手需要对某指定扇区和距离单元进行高分辨显示时，通过终端系统人机界面进行相应设置，控制DBF信号处理机在此区域进行高分辨处理，DBF信号处理机将此指令转发给频率综合器和波控机，频率综合器收到指令后切换为中带工作模式，输出中带“激励/本振信号”给T/R组件，同时波控机将中带波束赋形值赋给T/R组件，最终通过雷达天线辐射出去，实现中带高分辨控制；同时，终端人机界面激活三维显示页面，显示DBF信号处理机三维高分辨数据。
具体实施例：
参照图1，本雷达由频率综合器(6个驱动模块)、DBF信号处理机(由1个定时接口板、6个A/D采样板、4个DBF处理板组成)、一分八功分器(12个)、T/R组件机笼(12个，每个机笼装有8个T/R组件)、天线子阵(12个，每个子阵有8个线阵单元)、波控机(6个)、以及风机和各种AC/DC电源模块组成。在雷达发射期间，频率综合器输出12路“激励信号”到12个一分八功分器输入端，每个一分八功分器通过8个输出端将该信号提供给对应T/R组件机笼的8个T/R组件，同时，每个波控机给两个T/R组件机笼的16个T/R组件提供发射波形控制信号，T/R组件将信号放大合成后送至对应天线子阵的相应线阵单元进行辐射；在雷达接收期间，频率综合器输出12路“本阵信号”，通过12个一分八功分器提供给96个T/R组件，同时，96个线阵单元接收的目标回波信号传递给96个T/R组件，并利用“本阵信号”下变频到中频，然后输入到信号处理机的AD采样板1～6，进行数字采样及后续数字化处理，频率综合器同时向信号处理机提供45MHz相参采样时钟，作为信号处理机的时钟源。
结合雷达总体线路布置，雷达工作时，通过终端系统人机界面指定扇区和距离单元，控制DBF信号处理机在此区域进行高分辨处理，DBF信号处理机收到相应指令后切换到中带高分辨处理模式，数据采样率提高，同时DBF信号处理机通过定时接口板将指令转发给频率综合器，频率综合器收到指令后调用中带信号产生模块输出“激励本阵信号”，该信号通过频综驱动模块、一分八功分器、T/R组件，从天线阵辐射出去。接收信号处理时，DBF信号处理机已经切换为高分辨模式，通过对该中带信号做DDC、DBF、脉冲压缩、MTD、门限检测等相关操作，获得目标距离像的幅度信息，信号处理机将该信息传送给雷达终端，进行三维显示，方便观察与目标分类，从而达到对空、对海高分辨监视目标的目的。

Claims (1)

1.一种方位旋转扫描体制监视雷达的目标中带高分辨处理系统，包括固态收发组件、DBF信号处理机、波控机、频率综合器和终端显控；其特征在于：所述固态收发组件采用中带设计，向外辐射发射信号，并接收目标回波；所述DBF信号处理机在普通雷达窄带工作模式的基础上，增加与窄带处理通道相并联的中带处理通道；所述波控机在普通窄带波束赋形的基础上增加中带波束赋形模块；所述频率综合器增加中带信号产生模块；所述终端显控增加目标“距离-多普勒-幅度”三维高分辨显示系统；所述中带处理通道为串联的中带滤波器、DDC电路、DBF电路、脉冲压缩电路、MTD电路和门限检测电路；当需要进行高分辨显示时，DBF信号处理机将指令转发给频率综合器和波控机，频率综合器收到指令后切换为中带工作模式，输出中带“激励/本振信号”给T/R组件，同时波控机将中带波束赋形值赋给T/R组件，通过雷达天线辐射出去，实现中带高分辨控制；同时，终端显示激活三维显示页面，显示DBF信号处理机三维高分辨数据。
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