CN111580095A - 同时探测船舶和溢油的雷达装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同时探测船舶和溢油的雷达装置及方法，属于雷达探测或检测技术领域。本发明包括环形器、功分器、雷达天线、发射机、一号接收机、二号接收机、船舶目标雷达处理机和溢油雷达处理机；发射机通过环形器与雷达天线相连，环形器通过功分器相连与一号接收机和二号接收机相连，一号接收机和二号接收机分别与船舶目标雷达处理机和溢油雷达处理机相连。本发明包含两个接收机，通过预设参数可以将一个接收机设置为抑制海杂波模式，另一个接收机设置为保留海杂波模式，可同时保证海上船舶目标探测和溢油探测的精确度。本发明可广泛运用于雷达探测或检测场合。

Description

同时探测船舶和溢油的雷达装置及方法
技术领域
本发明涉及一种同时探测船舶和溢油的雷达装置及方法，属于雷达探测或检测技术领域。
背景技术
近年来，随着海洋石油勘探开发和海洋运输活动日益频繁，溢油事故频发，海洋溢油污染已成为海洋环境的最主要威胁之一，严重的溢油污染会破坏社会经济的发展以及人民的生活，对海洋生态环境、海洋生物资源、海滩海产养殖、盐田生产、沙滩旅游等都可能会造成难以恢复的破坏。现有专利号为ZL201610793114.5，公开了一种船舶溢油检测用雷达信号处理装置及监测方法，其方案提供了两台收发机在结构上对称，一台用于探测船舶目标，另一台用于探测溢油，利用双工器滤波作用，接收发送的频率之间的差异来选择需要的频带，既能够实现船舶的监测又能够实现溢油现象的监测。但是，该方案为了信号之间隔离，采用互不干扰两台接收机和两台发射机(磁控管)，造成资源限制和成本的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种同时探测船舶和溢油的雷达装置及方法。
本发明所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，包括环形器、功分器、雷达天线、发射机、一号接收机、二号接收机、船舶目标雷达处理机和溢油雷达处理机；
环形器，用于将发射机的信号馈送至雷达天线，并接收雷达回波信号通过功分器分别发送至一号接收机和二号接收机，同时将发射机与一号接收机和二号接收机隔离；
发射机，用于产生高频微波信号，将其调制到预定的模式并放大功率后送入环形器；
雷达天线，用于发射高频微波信号，并接收雷达回波信号；
一号接收机，用于过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机；
船舶目标雷达处理机，用于判断船舶的位置及航行状态；
二号接收机，用于保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机；
溢油雷达处理机，用于探测检测区域内的溢油；
发射机通过环形器与雷达天线相连，环形器通过功分器相连与一号接收机和二号接收机相连，一号接收机和二号接收机分别与船舶目标雷达处理机和溢油雷达处理机相连。
优选地，所述环形器包括按照环形排列的三个端口：
第一端口，用于将发射机经过放大功率后的高频微波信号；
第二端口：用于发送发射机的信号馈送至雷达天线，并接收雷达回波信号；
第三端口：用于发送雷达回波信号至功分器，功分器输出信号分别送到一号接收机和二号接收机；
基于环形器的单向传输特性，环形器将第一端口的上行信号传输至第二端口，将第二端口的下行信号沿指定方向单向传输至第三端口。
优选地，所述环形器将发射机的上行信号与一号接收机和二号接收机的下行信号进行电气隔离，上行信号和下行信号互不干扰。
优选地，所述一号接收机和二号接收机为两台独立的接收机，并且两台独立的接收机共用同一台发射机。
优选地，所述船舶目标雷达处理机接收环形器发送的雷达探测信号、回波信号，利用探测信号和回波信号计算目标距离和目标角度，用于判断船舶的位置及航行状态。
优选地，所述溢油雷达处理机接收环形器发送的雷达回波信号，溢油雷达处理机通过对雷达回波信号进行迭代、平均、数字滤波、纹理分析，得到凸显暗黑色区再结合油膜暗区的图像，用于判断溢油区域。
本发明所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置的方法，包括如下步骤：
步骤1：启动雷达装置；
步骤2：发射机的信号通过环形器馈送至雷达天线，发射到监测区域；
步骤3：雷达天线接收到的雷达回波信号通过环形器分别发送至功分器，功分器分别发送至一号接收机和二号接收机；
步骤4：一号接收机过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机，二号接收机保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机，船舶交通管理雷达处理机判断船舶的位置及航行状态，溢油雷达处理机探测检测区域内的溢油。
本发明的有益效果是：本发明包含两个接收机，通过预设参数可以将一个接收机设置为抑制海杂波模式，另一个接收机设置为保留海杂波模式，可同时保证海上船舶目标探测和溢油探测的精确度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的流程原理框图。
图中：1、雷达天线；2、发射机；3、环形器；4、功分器；5、一号接收机；6、二号接收机；7、船舶目标雷达处理机；8、溢油雷达处理机；9、电源及控制单元。
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。
实施例1：
如图1至图2所示，本发明所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，包括环形器1、功分器2、雷达天线3、发射机4、一号接收机5、二号接收机6、船舶目标雷达处理机7和溢油雷达处理机8；
环形器1，用于将发射机4的信号馈送至雷达天线3，并接收雷达回波信号通过功分器2分别发送至一号接收机5和二号接收机6，同时将发射机4与一号接收机5和二号接收机6隔离；
发射机4，用于产生高频微波信号，将其调制到预定的模式并放大功率后送入环形器1；
雷达天线3，用于发射高频微波信号，并接收雷达回波信号；
一号接收机5，用于过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机7；
船舶目标雷达处理机7，用于判断船舶的位置及航行状态；
二号接收机6，用于保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机8；
溢油雷达处理机8，用于探测检测区域内的溢油；
发射机4通过环形器1与雷达天线3相连，环形器1通过功分器2相连与一号接收机5和二号接收机6相连，一号接收机5和二号接收机6分别与船舶目标雷达处理机7和溢油雷达处理机8相连。
优选地，所述环形器1包括按照环形排列的三个端口：
第一端口，用于将发射机4经过放大功率后的高频微波信号；
第二端口：用于发送发射机4的信号馈送至雷达天线3，并接收雷达回波信号；
第三端口：用于发送雷达回波信号至功分器2，功分器2输出信号分别送到一号接收机5和二号接收机6；
基于环形器1的单向传输特性，环形器1将第一端口的上行信号传输至第二端口，将第二端口的下行信号沿指定方向单向传输至第三端口。
所述环形器1将发射机4的上行信号与一号接收机5和二号接收机6的下行信号进行电气隔离，上行信号和下行信号互不干扰。
所述一号接收机5和二号接收机6为两台独立的接收机，并且两台独立的接收机共用同一台发射机4。
所述船舶目标雷达处理机7接收环形器1发送的雷达探测信号、回波信号，利用探测信号和回波信号计算目标距离和目标角度，用于判断船舶的位置及航行状态。
所述溢油雷达处理机8接收环形器1发送的雷达回波信号，溢油雷达处理机8通过对雷达回波信号进行迭代、平均、数字滤波、纹理分析，得到凸显暗黑色区再结合油膜暗区的图像，用于判断溢油区域。
本发明提出的溢油雷达处理机8接收环形器1发送的雷达回波信号，溢油雷达处理机8通过对雷达回波信号进行迭代、平均、数字滤波、纹理分析，得到凸显暗黑色区再结合油膜暗区的图像，用于判断溢油区域。
需要说明的是：本发明的雷达装置还包括电源及控制单元9，电源分别与雷达天线3、发射机4、环形器1、一号接收机5、二号接收机6、船舶目标雷达处理机7和溢油雷达处理机8相连，提供电源；控制单元主要用于控制发射机4信号的发射，并接收船舶目标雷达处理机7和溢油雷达处理机8的处理结果。
因此，本发明提出的雷达装置可以同时兼顾探测船舶和溢油。
实施例2：
下面结合具体步骤，对于本发明所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置的方法，作进一步地解释：
步骤1：启动雷达装置：雷达装置包括环形器1、雷达天线3、发射机4、一号接收机5、二号接收机6、船舶目标雷达处理机7和溢油雷达处理机8；
步骤2：发射机4的信号通过环形器1馈送至雷达天线3，发射到监测区域；
步骤3：雷达天线3接收到的雷达回波信号通过环形器1分别发送至功分器2，功分器2分别发送至一号接收机5和二号接收机6；
步骤4：一号接收机5过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机7，二号接收机6保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机8，船舶交通管理雷达处理机判断船舶的位置及航行状态，溢油雷达处理机8探测检测区域内的溢油。
本发明采用环形器1将收发信号隔离，并且节省一台发射机4，只用一台共用的发射机4即可实现船舶和溢油的同时检测；包含两个接收机，通过预设参数可以将一个接收机设置为抑制海杂波模式，另一个接收机设置为保留海杂波模式，可同时保证海上船舶目标探测和溢油探测的精确度。
本发明可广泛运用于雷达探测或检测场合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，包括环形器(1)、功分器(2)、雷达天线(3)、发射机(4)、一号接收机(5)、二号接收机(6)、船舶目标雷达处理机(7)和溢油雷达处理机(8)；
环形器(1)，用于将发射机(4)的信号馈送至雷达天线(3)，并接收雷达回波信号通过功分器(2)分别发送至一号接收机(5)和二号接收机(6)，同时将发射机(4)与一号接收机(5)和二号接收机(6)隔离；
发射机(4)，用于产生高频微波信号，将其调制到预定的模式并放大功率后送入环形器(1)；
雷达天线(3)，用于发射高频微波信号，并接收雷达回波信号；
一号接收机(5)，用于过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机(7)；
船舶目标雷达处理机(7)，用于判断船舶的位置及航行状态；
二号接收机(6)，用于保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机(8)；
溢油雷达处理机(8)，用于探测检测区域内的溢油；
发射机(4)通过环形器(1)与雷达天线(3)相连，环形器(1)通过功分器(2)相连与一号接收机(5)和二号接收机(6)相连，一号接收机(5)和二号接收机(6)分别与船舶目标雷达处理机(7)和溢油雷达处理机(8)相连。
2.根据权利要求1所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，所述环形器(1)包括按照环形排列的三个端口：
第一端口，用于将发射机(4)经过放大功率后的高频微波信号；
第二端口：用于发送发射机(4)的信号馈送至雷达天线(3)，并接收雷达回波信号；
第三端口：用于发送雷达回波信号至功分器(2)，功分器(2)输出信号分别送到一号接收机(5)和二号接收机(6)；
基于环形器(1)的单向传输特性，环形器(1)将第一端口的上行信号传输至第二端口，将第二端口的下行信号沿指定方向单向传输至第三端口。
3.根据权利要求2所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，所述环形器(1)将发射机(4)的上行信号与一号接收机(5)和二号接收机(6)的下行信号进行电气隔离，上行信号和下行信号互不干扰。
4.根据权利要求1或3所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，所述一号接收机(5)和二号接收机(6)为两台独立的接收机，并且两台独立的接收机共用同一台发射机(4)。
5.根据权利要求1所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，所述船舶目标雷达处理机(7)接收环形器(1)发送的雷达探测信号、回波信号，利用探测信号和回波信号计算目标距离和目标角度，用于判断船舶的位置及航行状态。
6.根据权利要求1所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置，其特征在于，所述溢油雷达处理机(8)接收环形器(1)发送的雷达回波信号，溢油雷达处理机(8)通过对雷达回波信号进行迭代、平均、数字滤波、纹理分析，得到凸显暗黑色区再结合油膜暗区的图像，用于判断溢油区域。
7.一种根据权利要求1～6任意一项所述的同时探测船舶和溢油的雷达装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：启动雷达装置；
步骤2：发射机(4)的信号通过环形器(1)馈送至雷达天线(3)，发射到监测区域；
步骤3：雷达天线(3)接收到的雷达回波信号通过环形器(1)分别发送至功分器(2)，功分器(2)分别发送至一号接收机(5)和二号接收机(6)；
步骤4：一号接收机(5)过滤海杂波的信号发送给船舶目标雷达处理机(7)，二号接收机(6)保留海杂波的信号发送给溢油雷达处理机(8)，船舶交通管理雷达处理机判断船舶的位置及航行状态，溢油雷达处理机(8)探测检测区域内的溢油。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114215023A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 中船航海科技有限责任公司 一种基于导航雷达的溢油快速回收方法

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