CN212905442U - 一种机载sar条带工作模式自适应识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于SAR雷达地面接收领域，涉及一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，本实用新型设计实现了一种机载SAR条带工作模式自适应系统，包括三坐标雷达、接收天线、SAR雷达接收机、电控调整机构、上位机、下位机、馈电系统和电源、定位模块。通过本系统的运行可以在地面完成对机载SAR的自适应指向对准，并完成对信号的采集，通过采集到的参数和机载SAR条带工作模式下典型信号特征的比对，可以自动判定机载SAR是否开机，是否处于条带的工作模式。

Description

一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统

技术领域

本实用新型属于SAR雷达地面接收领域，涉及一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统。

背景技术

机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具有全天时、全天候、高分辨率探测成像和强穿透性、强抗干扰能力等优点，在航空军事和民用领域得到广泛的应用。通常，机载 SAR具有条带、扫描、聚束三种工作模式。机载SAR条带工作模式自适应识别系统，部署于地面，通过实时接收到的信号与储存或测算的机载SAR工作状态下信号特征比对，来判定机载SAR是否工作，再根据接收到的信号特征，快速判断机载SAR是否处于条带工作模式，调整地面接收系统的工作状态以检测机载SAR的工作模式，并进一步判定机载SAR在条带工作模式的观测区域。

SAR基于不同平台载体，其需要考虑影响因素不同，机载SAR与机载SAR因为平台的高度、速度不同，地球自转和地球曲率的影响不同，因此在不同的平台下需要考虑地杂波谱宽、距离模糊、地球自转、地球曲率、电波传播等对回波的影响，并据此构建不同的发射与接收单元。

目前，在SAR雷达的研究领域，主要集中在对采集到的雷达信号的分析处理上，进而获得信号的频率、带宽、脉冲宽度、到达时间、到达角等参数，很少对不同载体下，不同SAR雷达工作模式识别和观测区域判定的问题开展研究和讨论。不同SAR雷达工作模式下的雷达信号特征不同，也就决定了面向不同的工作模式地面接收系统所采集到的信号值不同，则产生平台控制信号的依据也不同，因此对机载SAR条带工作模式识别具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

机载SAR在不同的工作模式下，地面信号接收系统接收到参数的特征量不同，机载SAR 条带工作模式的识别方法主要是结合三坐标雷达提供机载SAR高度信息、速度信息、方向信息，依据机载地面接收系统接收到的信号参数及变化规律，实现对机载SAR的条带工作状态和模式的识别。机载SAR条带工作模式下的信号特征参数主要包括信号频率、调制样式、信号幅度、脉冲重复周期、脉冲宽度、信号带宽、信号到达时间、信号结束时间、信号持续时间、信号到达角度，当地面接收系统接收到的信号参数满足判据时，就可以确定机载SAR是否处开机、是否采用条带工作模式。

本实用新型的技术解决问题是：提供一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，自适应识别系统部署于地面，具备对SAR机载平台机动状态信息采集、平台自适应控制、雷达信号采集、工作模式判定。首先，根据三坐标雷达观测，获取SAR机载平台的高度信息、速度信息、方向信息，并判定识别系统与机载平台间的瞬时态势信息，包括SAR机载平台某时刻的位置、机载平台地面轨迹，进入时间、机载SAR相对于地面自适应识别系统的俯仰角参数θ和方位角参数φ，并将俯仰角参数和方位角参数传递给机载SAR条带工作模式的自适应识别地面接收系统，系统将角度参数转化为电控信号，控制平台调整俯仰角和方位角使天线指向临空机载SAR，完成天线的自适应初始对准。其次，SAR雷达接收机再将经过天线采集到的信号传递给下位机用于判定机载SAR是否开机，以及机载SAR是否处于条带工作模式下。

本实用新型的技术解决方案是：一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，包括三坐标雷达(1)、接收天线(2)、SAR雷达接收机(3)、电控调整机构(4)、上位机(5)、下位机(6)、馈电系统和电源(7)、定位模块(8)，其特征在于所述接收天线(2)包括反射面(9)、天线座(10)、背架(11)，所述电控调整机构(4)包括方位角调整机构(12)和俯仰角调整机构(13)，并与所述馈电系统和电源(7)连接，所述背架(11)与反射面(9)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(13)活动连接，并安置有电子角度仪(14)，可以检测背架 (11)与水平基准面的夹角；所述天线座(10)与方位角调整机构(12)活动连接，并且安置有汇流环(15)；所述上位机(5)根据三坐标雷达(1)获取SAR机载平台的高度信息、速度信息、方向信息，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数θ；所述天线座(10)上安置有电子角度仪(16)，可以检测天线座(10)在稳态时与垂直基本面的夹角，所述定位模块(8)安置在三坐标雷达 (1)和SAR雷达接收机(3)上。

作为本实用新型的进一步改进，所述SAR雷达接收机(3)包括接收机保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22) 和视频放大器(23)，通过接收天线(2)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18) 后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频,并传至中频放大器(21)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(6)。

作为本实用新型的进一步改进，所述背架(11)与反射面(9)为卡接或栓接，能够实现反射面(9)从背架(11)上的快速拆装。

作为本实用新型的进一步改进，所述方位角调整机构(12)由方位座、固定板、圆柱大齿轮、圆柱小齿轮、执行电机、拉紧螺栓组件及滑块组成，所述圆柱大齿轮固定在方位座上，通过拉紧螺栓组件与固定板槽内的滑块锁紧固定；圆柱小齿轮固定安装在固定板上并与圆柱大齿轮相齿合，圆柱小齿轮下部与执行电机相连，由执行电机带动圆柱小齿轮转动，再通过齿合联动带动圆柱大齿轮及方位座按照预设角度转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述俯仰角调整机构(13)包括上支撑耳、下支撑耳、电动缸，所述电动缸的上部通过上支撑耳与背架铰接，下部通过下支撑耳与天线座(10)铰接，通过俯仰角调整机构(13)的伸缩，调整俯仰角大小。

作为本实用新型的进一步改进，俯仰角调整机构(13)为伺服电机和/或步进电机。

作为本实用新型的进一步改进，天线座(10)上包括互相垂直安置的两个电子水平仪，可以检测天线座(10)的初始水平状态。

作为本实用新型的进一步改进，反射面(9)由4块面板拼装而成，各板之间通过卡口及定位销连接，与背架(11)贴合固定实现拼装。

作为本实用新型的进一步改进，定位模块(8)为北斗模块和/或GNSS模块，用于采集自适应识别系统所在的经纬度信息。

本实用新型的有益效果：一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，包括三坐标雷达、接收天线、SAR雷达接收机、电控调整机构、上位机、下位机、馈电系统和电源、定位模块。通过本系统的运行可以在地面完成对机载SAR的自适应指向对准，并完成对信号的采集，通过采集到的参数和机载SAR条带工作模式下典型信号特征的比对，可以自动判定机载SAR 是否开机，是否处于条带的工作模式。

附图说明

图1机载SAR条带工作模式自适应识别系统结构图

图2机载SAR雷达天线与接收机连接图

图3机载SAR雷达接收机结构图

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的一个实施方式，结合图1、2的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，包括三坐标雷达(1)、接收天线(2)、SAR雷达接收机(3)、电控调整机构(4)、上位机(5)、下位机(6)、馈电系统和电源(7)、定位模块(8)，其特征在于所述接收天线 (2)包括反射面(9)、天线座(10)、背架(11)，所述电控调整机构(4)包括方位角调整机构(12)和俯仰角调整机构(13)，并与所述馈电系统和电源(7)连接，所述背架(11) 与反射面(9)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(13)活动连接，并安置有电子角度仪(14)，可以检测背架(11)与水平基准面的夹角；所述天线座(10)与方位角调整机构 (12)活动连接，并且安置有汇流环(15)；所述上位机(5)根据三坐标雷达(1)获取SAR 机载平台的高度信息、速度信息、方向信息，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数θ；所述天线座(10) 上安置有电子角度仪(16)，可以检测天线座(10)在稳态时与垂直基本面的夹角，所述定位模块(8)安置在三坐标雷达(1)和SAR雷达接收机(3)上。

根据本实用新型的一个实施方式，结合图3所述SAR雷达接收机(3)包括接收机保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22)和视频放大器(23)，通过接收天线(2)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18)后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频,并传至中频放大器(21)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(6)。

以上所述为本实用新型较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，包括三坐标雷达(1)、接收天线(2)、SAR雷达接收机(3)、电控调整机构(4)、上位机(5)、下位机(6)、馈电系统和电源(7)、定位模块(8)，其特征在于所述接收天线(2)包括反射面(9)、天线座(10)、背架(11)，所述调整机构(4)包括方位角调整机构(12)和俯仰角调整机构(13)，并与所述馈电系统和电源(7)连接，所述背架(11)与反射面(9)背部贴合并连接固定，且与俯仰角调整机构(13)活动连接，并安置有电子角度仪，可以检测背架(11)与水平基准面的夹角；所述天线座(10)与方位角调整机构(12)活动连接，并且安置有汇流环(15)，所述上位机(5)根据三坐标雷达(1)获取SAR机载平台的高度信息、速度信息、方向信息，计算SAR过顶本区域的时间，并根据过顶时间计算地面接收机接收天线的初始方位向角度参数φ和俯仰向角度参数θ，所述天线座(10)上安置有电子角度仪，可以检测天线座(10)在稳态时与垂直基本面的夹角，所述定位模块(8)安置在三坐标雷达(1)和SAR雷达接收机(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述SAR雷达接收机(3)包括接收机保护器(17)、低噪声高频放大器(18)、混频器(19)、本机振荡器(20)、中频放大器(21)、检波器(22)和视频放大器(23)，通过接收天线(2)采集到的高频信号，经过低噪声高频放大器(18)后再送到混频器(19)，混频器(19)与本机振荡器(20)产生的等幅高频电压混频，将信号频率降为中频,并传至中频放大器(21)对中频脉冲信号进行放大和匹配滤波，以获得最大的输出信噪比，最后经过检波器(22)和视频放大器(23)视频放大后送至下位机(6)。

3.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述背架(11)与反射面(9)为卡接或栓接，能够实现反射面(9)从背架(11)上的快速拆装。

4.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述方位角调整机构(12)由方位座、固定板、圆柱大齿轮、圆柱小齿轮、执行电机、拉紧螺栓组件及滑块组成，所述圆柱大齿轮固定在方位座上，通过拉紧螺栓组件与固定板槽内的滑块锁紧固定；圆柱小齿轮固定安装在固定板上并与圆柱大齿轮相齿合，圆柱小齿轮下部与执行电机相连，由执行电机带动圆柱小齿轮转动，再通过齿合联动带动圆柱大齿轮及方位座按照预设角度转动。

5.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述俯仰角调整机构(13)包括上支撑耳、下支撑耳、电动缸，所述电动缸的上部通过上支撑耳与背架铰接，下部通过下支撑耳与天线座(10)铰接，通过俯仰角调整机构(13)的伸缩，调整俯仰角大小。

6.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述俯仰角调整机构(13)为伺服电机和/或步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述反射面(9)由4块面板拼装而成，各板之间通过卡口及定位销连接，与背架(11)贴合固定实现拼装。

8.根据权利要求1所述的一种机载SAR条带工作模式自适应识别系统，其特征在于所述定位模块(8)为北斗模块和/或GNSS模块。

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