CN109001717A - 一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，包括终端控制模块、雷达探测模块、显示模块以及语音播报模块，所述终端控制模块与雷达探测模块、显示模块以及语音播报模块均电连接，所述终端控制模块还连接有通讯模块，所述终端控制模块用于雷达探测信息的分析和处理，所述雷达探测模块通过发送雷达信号并接收反射回来的雷达信号进行实时定位，所述显示模块用于显示探测地的实时位置，所述语音播报模块用于播报实时导航信息，所述通讯模块用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享，本发明不仅能够应对山峰对电磁波信号遮挡所出现的信号传输不稳定的问题，同时还提升了导航的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及雷达探测领域，具体为一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置。
背景技术
连续发射电磁波的雷达称为连续波雷达。按发射信号的形式分，有非调制单频或多频连续波雷达和调频连续波雷达。单频连续波雷达能对目标测速，但不能测距。多频连续波雷达能测距，并且能够分辨出固定目标和活动目标。调频连续波雷达能测量目标的距离和速度，但只适用于单个目标。由于连续波雷达的发射和接收系统两者之间隔离比较困难，应用受到限制。连续波雷达主要用于多普勒导航、测速、测高、近炸引信、导弹制导、目标搜索跟踪和识别、目标指示、战场监视，以及隐身飞机的形体研究等方面。
连续波雷达在两方面具备优势，首先在同等功率条件下，连续波雷达照射目标的积累时间更长，得到更大信噪比增益。其次，连续波雷达发射信号无时宽限制，多普勒频谱分辨力高，以伪随机码调相连续波雷达为例，其多普勒分辨力可达几赫兹量级。在严重地杂波环境下，通过多普勒高分辨能力，并结合超杂波检测技术，可实现低慢小目标杂波下可见，而不引入杂波导致的虚警。
但是，现有的恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置存在以下缺陷：现有技术中恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置在恶劣环境中使用时，受到地形因素的影响，导致雷达信号传输中断或传输信号微弱，严重影响了导航的精确性；
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，本发明不仅能够应对山峰对电磁波信号遮挡所出现的信号传输不稳定的问题，同时还提升了导航的安全性，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，包括终端控制模块、雷达探测模块、显示模块以及语音播报模块，所述终端控制模块与雷达探测模块、显示模块以及语音播报模块均电连接，所述终端控制模块还连接有通讯模块；
所述终端控制模块用于雷达探测信息的分析和处理；
所述雷达探测模块通过发送雷达信号并接收反射回来的雷达信号进行实时定位；
所述显示模块用于显示探测地的实时位置；
所述语音播报模块用于播报实时导航信息；
所述通讯模块用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享。
进一步地，所述终端控制模块包括控制器，所述控制器电连接有用于信息存储的存储器和用于信号转换的模数转换器。
进一步地，所述雷达探测模块包括雷达信号发射模块和雷达信号接收模块，所述雷达信号发射模块和雷达信号接收模块均与控制器电连接。
进一步地，所述雷达信号发射模块包括雷达信号发生电路以及用于发射雷达信号的发射天线，所述雷达信号发生电路与发射天线电连接，所述雷达信号发生电路与控制器之间也电连接。
进一步地，所述雷达信号接收模块包括雷达信号接收电路所述雷达信号接收电路电连接有用于接收雷达反射信号的接收天线，所述雷达信号接收电路与模数转换器之间连接有信号放大器。
进一步地，所述雷达探测模块探测的方法包括如下步骤：
S100、根据电磁波的直线传播原理，沿着电磁波传播方向向前延伸一段距离；
S200、延伸以后到达地形高程点下方，将对应的采样点修正到地形表面；
S300、继续沿着电磁波传播方向延伸，直到到达作用范围的边界。
进一步地，所述显示模块采用显示和控制集一体的触摸显示屏。
进一步地，所述语音播报模块包括功率放大器和扬声器，所述功率放大器输入端与控制器电连接，所述功率放大器的输出端与扬声器电连接。
进一步地，所述通讯模块包括局域网配置电路和广域网配置电路，所述局域网配置电路和广域网配置电路均与控制器电连接。
进一步地，所述广域网配置电路通过网关连接至互联网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的雷达探测模块的探测方法适用于单峰或多峰环境中，能够应对山峰对电磁波信号遮挡所出现的信号传输不稳定的问题，大大提升了导航的精确性；
(2)本发明的通讯模块用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享，通过网络位置共享能够快速地获取探测地的位置，便于在恶劣环境中获取外界的帮助，提升了导航的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的流程图。
图中标号：
1-终端控制模块；2-雷达探测模块；3-显示模块；4-语音播报模块；5-通讯模块；
101-控制器；102-存储器；103-模数转换器；
201-雷达信号发射模块；202-雷达信号接收模块；
401-功率放大器；402-扬声器；
501-局域网配置电路；502-广域网配置电路；
2011-雷达信号发生电路；2012-发射天线；
2021-雷达信号接收电路；2022-接收天线；2023-信号放大器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，包括终端控制模块1、雷达探测模块2、显示模块3以及语音播报模块4，所述终端控制模块1与雷达探测模块2、显示模块3以及语音播报模块4均电连接，所述终端控制模块1还连接有通讯模块5；
所述终端控制模块1用于雷达探测信息的分析和处理；
所述雷达探测模块2通过发送雷达信号并接收反射回来的雷达信号进行实时定位；
所述显示模块3用于显示探测地的实时位置；
所述语音播报模块4用于播报实时导航信息；
所述通讯模块5用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享。
所述终端控制模块1包括控制器101，所述控制器101电连接有用于信息存储的存储器102和用于信号转换的模数转换器103。
本实施方式中，终端控制模块1用于雷达探测信息的分析和处理，在本实施方式中，存储器101用于探测信息的存储以及控制器101内的程序存储，模数转换器103用于将模拟电信号转换为数字电信号，便于控制器进行读取。
所述雷达探测模块2包括雷达信号发射模块201和雷达信号接收模块202，所述雷达信号发射模块201和雷达信号接收模块202均与控制器101电连接。
本实施方式中，雷达探测模块2通过发送雷达信号并接收反射回来的雷达信号进行实时定位。
在本实施方式中，雷达定位主要测量目标的两个信息——距离和角度。
一个是距离信息，通过测量发射信号和目标反射的回波信号之间的时间差，将时间差除以2，再乘以光速，就可以得到目标到雷达的距离。
另一个是角度信息，是目标相对雷达来说，来自哪个方向，主要测仰角和方位角，主要是通过雷达天线的方向性实现的，雷达发射的波束像探照灯的光柱一样，窄窄的，方向性很强，照到哪个方向上看有没有目标的回波，没有就换个方向，有的话就记下角度，所以雷达天线在不停的换方向，以实现大空域的探测覆盖，也就是术语中的“扫描”。
有了目标的相对雷达的距离信息和角度信息，就可以知道目标相对雷达位置，从而实现定位。
所述雷达信号发射模块201包括雷达信号发生电路2011以及用于发射雷达信号的发射天线2012，所述雷达信号发生电路2011与发射天线2012电连接，所述雷达信号发生电路2011与控制器101之间也电连接。
本实施方式中，雷达信号发射模块201用于发射雷达信号，在本实施方式中，雷达信号发生电路2011产生并调制出雷达电磁波信号，产生的雷达电磁波信号经发射天线2012发射出去。
所述雷达信号接收模块202包括雷达信号接收电路2021所述雷达信号接收电路2021电连接有用于接收雷达反射信号的接收天线2022，所述雷达信号接收电路2021与模数转换器103之间连接有信号放大器2023。
本实施方式中，接收天线2022对反射后的雷达信号发送模块201进行接收，通过接收到雷达信号的反射信号来确定探测地的仰角和方位角，进而对探测地的位置进行确定。
在本实施方式中，接收天线2022对反射回来的微弱雷达信号进行接收并传送到雷达信号接收电路2021中进行处理，而后雷达信号接收电路2021将处理后的的微弱雷达信号传送到信号放大器2023中，信号放大器2023对微弱的雷达信号进行放大，便于控制器101对信号进行分析处理，雷达反射信号放大后经模数转换器103转换成数字信号后传送至控制器101中进行分析处理。
如图2所示，所述雷达探测模块2探测的方法包括如下步骤：
S100、根据电磁波的直线传播原理，沿着电磁波传播方向向前延伸一段距离；
S200、延伸以后到达地形高程点下方，将对应的采样点修正到地形表面；
S300、继续沿着电磁波传播方向延伸，直到到达作用范围的边界。
本实施方式中，雷达探测模块2的探测方法适用于单峰或多峰环境中，能够应对山峰对电磁波信号遮挡所出现的信号传输不稳定的问题。
在本实施方式中，在本文的算法中，根据电磁波的直线传播原理，沿着电磁波传播方向向前延伸一段距离，如果延伸以后到达地形高程点下方，就将对应的采样点修正到地形表面；然后再延伸，直到到达作用范围的边界，而不用求出地形中的山峰再单独进行处理，本实施方式的算法对单峰和多峰的情况都能很好地进行处理。
所述显示模块3采用显示和控制集一体的触摸显示屏。
本实施方式中，显示模块3用于显示探测地的实时位置，在本实施方式中，显示模块3采用显示和控制集一体的触摸显示屏，不仅能够显示探测地的实时位置信息，还能进行的雷达探测装置中参数进行设置。
所述语音播报模块4包括功率放大器401和扬声器402，所述功率放大器401输入端与控制器101电连接，所述功率放大器401的输出端与扬声器402电连接。
所述语音播报模块4用于播报实时导航信息，在本实施方式中，控制器101获取雷达探测信号后进行信号的分析处理，确定好导航信息后，将导航信息通过电信号的方式发送给功率放大器401，功率放大器401将电信号进行功率放大后，驱动扬声器402工作，扬声器402将导航信息播报出来。
所述通讯模块5包括局域网配置电路501和广域网配置电路502，所述局域网配置电路501和广域网配置电路502均与控制器101电连接。
本实施方式中，通讯模块5用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享。
在本实施方式中，当导航处于峰谷时，由于山峰的遮挡会造成雷达信号传输的不稳定或传输中断，此时可以雷达探测装置安放在高处，减少山峰对电磁波信号的遮挡，而终端控制模块1获取到雷达探测模块2的探测信息后，对探测信息进行分析处理后通过局域网配置电路501将探测信息传输到使用者的手机或平板等接收终端上，广域网配置电路502则用于长距离的位置共享，便于及时获取使用者的具体位置。
所述广域网配置电路502通过网关连接至互联网。
本实施方式中，广域网配置电路502通过网关连接至互联网后，可以通过互联网进行位置共享，当使用者在恶劣环境中需要求助时，可以通过网络进行位置共享，以便于援助人员快速及时地到达救助地点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，包括终端控制模块(1)、雷达探测模块(2)、显示模块(3)以及语音播报模块(4)，其特征在于：所述终端控制模块(1)与雷达探测模块(2)、显示模块(3)以及语音播报模块(4)均电连接，所述终端控制模块(1)还连接有通讯模块(5)；
所述终端控制模块(1)用于雷达探测信息的分析和处理；
所述雷达探测模块(2)通过发送雷达信号并接收反射回来的雷达信号进行实时定位；
所述显示模块(3)用于显示探测地的实时位置；
所述语音播报模块(4)用于播报实时导航信息；
所述通讯模块(5)用于获取探测地的实时位置以及进行实时位置的共享。
2.根据权利要求1所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述终端控制模块(1)包括控制器(101)，所述控制器(101)电连接有用于信息存储的存储器(102)和用于信号转换的模数转换器(103)。
3.根据权利要求1所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述雷达探测模块(2)包括雷达信号发射模块(201)和雷达信号接收模块(202)，所述雷达信号发射模块(201)和雷达信号接收模块(202)均与控制器(101)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述雷达信号发射模块(201)包括雷达信号发生电路(2011)以及用于发射雷达信号的发射天线(2012)，所述雷达信号发生电路(2011)与发射天线(2012)电连接，所述雷达信号发生电路(2011)与控制器(101)之间也电连接。
5.根据权利要求3所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述雷达信号接收模块(202)包括雷达信号接收电路(2021)所述雷达信号接收电路(2021)电连接有用于接收雷达反射信号的接收天线(2022)，所述雷达信号接收电路(2021)与模数转换器(103)之间连接有信号放大器(2023)。
6.根据权利要求3所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于，所述雷达探测模块(2)探测的方法包括如下步骤：
S100、根据电磁波的直线传播原理，沿着电磁波传播方向向前延伸一段距离；
S200、延伸以后到达地形高程点下方，将对应的采样点修正到地形表面；
S300、继续沿着电磁波传播方向延伸，直到到达作用范围的边界。
7.根据权利要求1所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述显示模块(3)采用显示和控制集一体的触摸显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述语音播报模块(4)包括功率放大器(401)和扬声器(402)，所述功率放大器(401)输入端与控制器(101)电连接，所述功率放大器(401)的输出端与扬声器(402)电连接。
9.根据权利要求1所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述通讯模块(5)包括局域网配置电路(501)和广域网配置电路(502)，所述局域网配置电路(501)和广域网配置电路(502)均与控制器(101)电连接。
10.根据权利要求9所述的一种恶劣环境下导航用的连续波雷达探测装置，其特征在于：所述广域网配置电路(502)通过网关连接至互联网。
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