CN217156795U - 一种目标监视雷达及目标监视设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种目标监视雷达以及目标监视设备，涉及定位监视技术领域。主要包括雷达板，其通过发射雷达波束对预定目标进行监视；两轴云台，其与雷达板固定连接，用于带动雷达板进行水平运动和/或俯仰运动；通信控制单元，其分别与两轴云台以及雷达板电连接，用于接收雷达板反馈的预定目标的监视信息，并且对两轴云台的运动进行控制。本实用新型解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题，利用本实用新型提供的目标监视雷达，可以扩大目标监视雷达的监视范围。

Description

一种目标监视雷达及目标监视设备

技术领域

本申请涉及定位监视技术领域，特别是一种目标监视雷达以及目标监视设备。

背景技术

雷达是利用雷达波束探测目标的电子设备。其工作原理为发射雷达波束对预定目标进行照射并接收其回波，由此获得预定目标至雷达波束发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

但现有雷达产品多为固定阵面雷达，覆盖区域受限，且通常不能提供俯仰角度信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种目标监视雷达以及目标监视设备，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题，利用本实用新型提供的目标监视雷达，可以扩大目标监视雷达的监视范围。

为了解决上述问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种目标监视雷达，包括，雷达板，其通过发射雷达波束对预定目标进行监视；

两轴云台，其与雷达板固定连接，用于带动雷达板进行水平运动和/或俯仰运动；

通信控制单元，其分别与两轴云台以及雷达板电连接，用于接收雷达板反馈的预定目标的监视信息，并且对两轴云台的运动进行控制。

本实用新型提供的另一个技术方案是：提供一种目标监视设备，其包括上述目标监视雷达。

本实用新型的技术方案可以达到的有益效果是：本实用新型提出一种目标监视雷达以及一种目标监视设备，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题，利用本实用新型提供的目标监视雷达，可以扩大目标监视雷达的监视范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种目标监视雷达一个具体实施例的示意图；

图2为本实用新型目标监视雷达追踪预定目标的一个具体实例的示意图；

图3为本实用新型一种目标监视设备一个具体实施例的示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

现有雷达产品多为固定阵面雷达，覆盖区域受限，且通常不能提供俯仰角度信息。

本实用新型提出一种目标监视雷达以及一种目标监视设备，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题，利用本实用新型提供的目标监视雷达，可以对预定目标进行水平与俯仰两个方向上的监视，可以扩大目标监视雷达的监视范围。

图1所示为本实用新型一种目标监视雷达一个具体实施例的示意图。

在该具体实施方式中，目标监视雷达主要包括：

雷达板，其通过发射雷达波束对预定目标进行监视；

两轴云台，其与雷达板固定连接，用于带动雷达板进行水平运动和/或俯仰运动；

通信控制单元，其分别与两轴云台以及雷达板电连接，用于接收雷达板反馈的预定目标的监视信息，并且对两轴云台的运动进行控制。

具体地，上述雷达板的作用为通过发射雷达波束对预定目标进行监视，可以采用MIMO体质雷达作为雷达板，MIMO体质雷达为多输入多输出(Multiple input multipleontput,MIMO)雷达，就是把无线通信系统中的多个输入和多个输出技术引入到雷达领域，并和数字阵列技术相结合而产生的一种新体制雷达。实际应用中也可以采用其他雷达作为雷达板，只要能实现对目标的测距、测速及方位角测量，本实用新型不做限制。

上述两轴云台的作用为带动雷达板进行水平运动和/或俯仰运动，它一般是绕X、Y轴运动的云台，即可以控制云台在横滚、俯仰方向进行控制的云台，是现有技术中的常见产品，本实用新型对选用的两轴云台的材质、大小等参数不做限制。两轴云台与雷达板固定连接，连接方式可以是机械连接，可以是粘合，也可以是焊接，本实用新型不做限制。

上述通信控制单元的作用为与两轴云台以及雷达板电连接，用于接收雷达板反馈的预定目标的监视信息，并且对两轴云台的运动进行控制。在实际应用中可以是外接一段带有控制程序的计算机，此控制程序可以接收雷达板反馈的预定目标的监视信息，并且对两轴云台的运动进行控制。当然，也可以是其他形式的可实现上述功能的通信控制单元，本实用新型不做限制。

实际应用中，可以在通信控制单元设置一段控制程序，控制两轴云台的横滚轴和/或俯仰轴的机械转动，进而带动雷达板进行水平运动和/或俯仰运动，从而可以获取到预定目标的俯仰角度、方位角度、距离、多普勒速度等信息。

在本实用新型的一个具体实施例中，通信控制单元根据预定目标的监视信息对两轴云台进行控制，若预定目标移出雷达波束的覆盖范围，则控制两轴云台向预定目标的移动方向进行转动,以跟随预定目标的移动转动雷达。如果无此设定，目标监视雷达只能机械式旋转，不能追踪移动目标，有可能在机械式旋转时无法覆盖移动目标。因此该限定以便于对移动目标进行实时追踪，使移动目标始终处于雷达波束的覆盖范围，便于对移动目标进行监视。

具体地，参照图2本实用新型目标监视雷达追踪预定目标的一个具体实例的示意图，假设预定目标(黑点)最初在雷达波束的覆盖范围(扇形实线区域)，通信控制单元循环不断的接收到雷达板反馈的预定目标的监视信息，可以获取到预定目标(黑点)在覆盖范围内的行动轨迹，若预定目标(黑点)水平向东移动，直至移出雷达波束的覆盖范围，则通信控制单元控制两轴云台向预定目标(黑点)的移动方向(东)进行转动，使得转动后的雷达波束的覆盖范围(扇形虚线区域)覆盖预定目标(黑点)，进而继续循环不断的接收到雷达板反馈的预定目标的监视信息。

优选的，若要监测某一预定目标，可以在预定目标还未移出雷达波束的覆盖范围时，通信控制单元判断预定目标是否在覆盖范围的中心区域内，若预定目标移出覆盖范围的中心区域，可以由通信控制单元控制两轴云台进行转动，使预定目标始终在覆盖范围的中心区域。此处的中心区域可以由通信控制单元预先设定。

在本实用新型的一个具体实施例中，通信控制单元控制两轴云台以第一预定速度在第一预定角度范围内进行水平旋转。该限定以便于技术人员按需调控两轴云台在水平方向上旋转的速度及角度，扩大了目标监视雷达水平方向上的监视范围，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限的问题。

具体地，在通信控制单元并未对移动目标进行实时追踪的前提下，技术人员根据预定目标的移动速度及移动范围，可以预先将两轴云台的水平旋转速度(第一预定速度)以及两轴云台的水平旋转角度(第一预定角度范围)进行设置调整，使得两轴云台带动雷达板作水平运动时尽可能覆盖预定目标；在通信控制单元对移动目标进行实时追踪的前提下，通信控制单元判断预定目标是否在覆盖范围(或覆盖范围的中心)区域内，若预定目标移出覆盖范围(或覆盖范围的中心)区域，通信控制单元可以计算预定目标在覆盖范围内的移动速度及移动范围，设置与预定目标移动速度及移动范围相匹配的第一预定速度及第一预定角度范围，使得两轴云台带动雷达板作水平运动时尽可能覆盖预定目标。

实际应用中，第一预定速度一般很小，可进行自定义设置，第一预定角度范围一般可设定在0°-360°之内，实现雷达波束360°水平全覆盖。雷达板水平方向上可以采用数字波束成型的方式，数字波束宽度约90°，可以覆盖360°区域，便于测量预定目标的水平方位角。数字波束成形技术是一种现有技术，其中每一个雷达天线振子通过将射频信号转换为cos和sin两个二进制基带信号流的方式，从天线阵列中每一个振子接收的信号中恢复出幅度和相位。该技术的目的在于将模拟信号精确地转换为数字信号。其中，每一个天线都具有自身的收发器和数据转换器，因此同一阵列可同时生成多个波束，这使得接收器的匹配成为一个复杂的校准过程。该技术中，幅度/相位变化在发射端施加至数字信号后，进行数模转换，各天线的接收信号先后经模数转换器及数字下变频器处理。

在本实用新型的一个具体实施例中，通信控制单元控制两轴云台以第二预定速度在第二预定角度范围内进行俯仰旋转。该限定以便于技术人员按需调控两轴云台在俯仰方向上旋转的速度及角度，扩大了目标监视雷达俯仰方向上的监视范围，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题。

具体地，在通信控制单元并未对移动目标进行实时追踪的前提下，技术人员根据预定目标的移动速度及移动范围，可以预先将两轴云台的俯仰旋转速度(第二预定速度)以及两轴云台的俯仰旋转角度(第二预定角度范围)进行设置调整，使得两轴云台带动雷达板作俯仰运动时尽可能覆盖预定目标；在通信控制单元对移动目标进行实时追踪的前提下，通信控制单元判断预定目标是否在覆盖范围(或覆盖范围的中心)区域内，若预定目标移出覆盖范围(或覆盖范围的中心)区域，通信控制单元可以计算预定目标在覆盖范围内的移动速度及移动范围，设置与预定目标移动速度及移动范围相匹配的第二预定速度及第二预定角度范围，使得两轴云台带动雷达板作俯仰运动时尽可能覆盖预定目标。

实际应用中，第二预定速度一般很小，可进行自定义设置，第二预定角度范围一般可设定在±90°之内，实现雷达波束±90°俯仰全覆盖。雷达板俯仰方向上可以采用窄波束，测量预定目标的俯仰角。窄波束测量俯仰角是一种现有技术，窄波束天线指的是辐射方向图的波束宽度很小的天线。窄波束天线的指向精度，取决于天线和馈电系统支架的温度梯度。在通信中，采用窄波束天线可以有效地克服多径和同道干扰。

在本实用新型的一个具体实施例中，两轴云台的云台电机为步进电机或者直流无刷电机。该限定使用常见的步进电机或者直流无刷电机作为云台电机，降低成本，便于后期维护。

具体地，上述云台电机在实际应用中包括水平电机与俯仰电机，水平电机负责控制两轴云台水平机械旋转，俯仰电机负责控制两轴云台俯仰机械旋转。水平电机与俯仰电机为步进电机或者直流无刷电机。

其中，步进电机为现有技术中较为常见的一种电机，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为"步距角"，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

直流无刷电机也是现有技术中较为常见的一种电机，无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品，电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接收电动机的启动、停止、制动信号，用以控制电动机的启动、停止和制动；接收位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接收速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

图3所示本实用新型一种目标监视设备一个具体实施例的示意图。

在图3示出的具体实施方式中，本实用新型的一种目标监视设备包括上述目标监视雷达，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

本实用新型提供的一种目标监视设备，解决了现有固定阵面雷达覆盖区域受限，且不能提供俯仰角度信息的问题，利用本实用新型提供的目标监视设备，扩大了监视范围。

在本申请所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种目标监视雷达，其特征在于，包括，

雷达板，其通过发射雷达波束对预定目标进行监视；

两轴云台，其与所述雷达板固定连接，用于带动所述雷达板进行水平运动和/或俯仰运动；

通信控制单元，其分别与所述两轴云台以及所述雷达板电连接，用于接收所述雷达板反馈的所述预定目标的监视信息，并且对所述两轴云台的运动进行控制。

2.如权利要求1所述的目标监视雷达，其特征在于，

所述通信控制单元根据所述预定目标的监视信息对所述两轴云台进行控制，若所述预定目标移出所述雷达波束的覆盖范围，则控制所述两轴云台向所述预定目标的移动方向进行转动。

3.如权利要求1或2所述的目标监视雷达，其特征在于，

所述通信控制单元控制所述两轴云台以第一预定速度在第一预定角度范围内进行水平旋转。

4.如权利要求1或2所述的目标监视雷达，其特征在于，

所述通信控制单元控制所述两轴云台以第二预定速度在第二预定角度范围内进行俯仰旋转。

5.如权利要求1所述的目标监视雷达，其特征在于，

所述两轴云台的云台电机为步进电机或者直流无刷电机。

6.一种目标监视设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的目标监视雷达。

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