CN218675283U - 一种便携式目标侦测雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了雷达技术领域的一种便携式目标侦测雷达，包括：骨架组件，所述骨架组件包括骨架；内嵌式提手，所述内嵌式提手安装在所述骨架顶部凹槽内，所述骨架组件还包括开设在所述骨架前端面底部的出线区，所述骨架的内腔安装有支架，所述骨架的底部开设有快进螺纹孔，还包括分别设置在所述骨架左侧和右侧的第一天线罩和天线罩组件，所述第一天线罩上朝向所述骨架一侧设置有数字处理系统和微波系统，本实用新型通过在侦测雷达的骨架上安装有提手，便于对侦测雷达进行携带，满足便携式随机侦测和长期稳定使用要求，能够应用于机场、会议等重要场所的安保。

Description

一种便携式目标侦测雷达

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，具体为一种便携式目标侦测雷达。

背景技术

活动目标侦察雷达，用以侦察地面、水面活动目标并确定其坐标的雷达。具有较强的区分活动目标和精确测定目标坐标的能力。

现有的活动目标侦察雷达的体积较大，使用时需要使用车辆进行牵引，不便于携带，无法在应用于机场、会议等重要场所的安保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式目标侦测雷达，以解决上述背景技术中提出的现有的活动目标侦察雷达的体积较大，使用时需要使用车辆进行牵引，不便于携带，无法在应用于机场、会议等重要场所的安保的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式目标侦测雷达，包括：

骨架组件，所述骨架组件包括骨架；

内嵌式提手，所述内嵌式提手安装在所述骨架顶部凹槽内。

优选的，所述骨架组件还包括开设在所述骨架前端面底部的出线区，所述骨架的内腔安装有支架，所述骨架的底部开设有快进螺纹孔。

优选的，还包括分别设置在所述骨架左侧和右侧的第一天线罩和天线罩组件，所述第一天线罩上朝向所述骨架一侧设置有数字处理系统和微波系统，所述天线罩组件包括第二天线罩以及安装在所述第二天线罩前端面的微型望远镜，所述第二天线罩上朝向所述骨架一侧的电源。

优选的，还包括安装在所述骨架内腔临近所述第一天线罩一侧的天线，所述天线上还安装有功分器、SMA-K连接器和SMP连接器。

优选的，还包括安装在所述骨架内腔临近所述第二天线罩一侧的波控板和TR组件，所述控板和TR组件分别与天线电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种便携式目标侦测雷达，通过在侦测雷达的骨架上安装有提手，便于对侦测雷达进行携带，满足便携式随机侦测和长期稳定使用要求，能够应用于机场、会议等重要场所的安保。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型骨架内部结构示意图；

图3为本实用新型骨架和天线安装示意图；

图4为本实用新型骨架、波控板和TR组件安装示意图；

图5为本实用新型第一天线罩、数字处理系统和微波系统安装示意图；

图6为本实用新型第二天线罩与电源安装示意图。

图中：100骨架组件、110骨架、111支架、112快紧螺纹孔、120出线区、200内嵌式提手、300第一天线罩、310数字处理系统、320微波系统、400天线罩组件、410第二天线罩、411电源、420微型望远镜、500天线、600波控板、700TR组件。

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种便携式目标侦测雷达，通过在侦测雷达的骨架上安装有提手，便于对侦测雷达进行携带，满足便携式随机侦测和长期稳定使用要求，请参阅图1，包括：骨架组件100、内嵌式提手200、第一天线罩300、天线罩组件400、天线500、波控板600和TR组件700；

请参阅图1-2，骨架组件100包括骨架110，骨架组件100还包括开设在骨架110前端面底部的出线区120，骨架110的内腔安装有支架111，骨架110的底部开设有快紧螺纹孔112，本装置还包括三脚架，三脚架通过快紧螺纹孔112与骨架110进行快速组装，骨架底端的安装端面与三脚架的云台连接，两者之间的连接形式为快紧螺纹；

请再次参阅图1，内嵌式提手200安装在骨架110顶部凹槽内，在不使用时，200嵌在110顶部的凹槽内，不会占用存放空间，在使用时，只需将200从110中取出，手握200既能对本装置进行携带，通过在侦测雷达的骨架上安装有提手，便于对侦测雷达进行携带，满足便携式随机侦测和长期稳定使用要求；

请参阅图1-6，还包括分别设置在骨架110左侧和右侧的第一天线罩300和天线罩组件400，第一天线罩300上朝向骨架110一侧设置有数字处理系统310和微波系统320，天线罩组件400包括第二天线罩410以及安装在第二天线罩410前端面的微型望远镜420，第二天线罩410上朝向骨架110一侧的电源411，还包括安装在骨架110内腔临近第一天线罩300一侧的天线500，天线500上还安装有功分器、SMA-K连接器和SMP连接器，还包括安装在骨架110内腔临近第二天线罩410一侧的波控板600和TR组件700，波控板600和TR组件700分别与天线500电性连接，电源为可充电电源，410的外侧还开设有电源接头，能够对电源进行充电，本装置不仅能够通过电源进行供电，还能够直接与外部电源进行连接，通过外部电源进行供电，在外部电源对本装置进行供电的同时能够对电源进行充能；

本装置在结构上采用单元式设计，其中主体单元两个：天线收发单元(含电池)和终端操控单元；配套单元三个：三脚架单元、电缆盘及耳机，目标侦测雷达采用全相参脉冲多普勒体制，微带阵列一维相扫描天线及方位面比幅单脉冲测角的方案。采用微波方法形成和、差波束，采用波瓣压缩技术提高方位分辨力。方位角测量采用比幅单脉冲测角方法。采用随机扫描、频率捷变、波形捷变及有源接收等技术提高反侦测性能。工作波段为Ku波段，对运动目标的检测采用MTD、CFAR检测的方法，信号形式为线性调频脉冲、非线性调频脉冲、相位编码脉冲及简单脉冲，目标侦测雷达共设计三种工作模式：搜索模式、跟踪模式、定点监视模式。

在搜索模式下，雷达以方位电扫描方式对侦测区域内的战场目标实施搜索监视，扫描范围可在±40°内任意设定。为了提高目标侦测雷达的低截获性能，在波位编排上设有步进扫描方式和随机扫描方式。

雷达具有干扰方位指示功能。当雷达受到有源干扰时，可以自动测出有源干扰所在的方位，并控制雷达在波束搜索扫描中，停止在该方位的波驻工作，在该方位形成波束零深，同时自适应调整检测门限，以减小干扰对雷达工作的影响。当该方位的干扰消失后，雷达会及时判断干扰停止，并将波束重新覆盖该方位。

由于地面目标的稠密性分布，对已搜索到可能的地面目标可以通过自动和手动方式进行TWS跟踪(边扫描边跟踪)，TWS跟踪批次不小于40批(目标参数显示不小于10批)。

跟踪方式是指对已建航的战场目标进行搜索加跟踪(TAS)处理。目标侦测雷达对检测到战场目标的跟踪以TWS方式为主，不设自动TAS方式。但考虑到战术使用的方便性，我们设计了手动TAS方式，即对威胁度较高或操作手感兴趣的航迹可由操作手选定后转入TAS方式，即利用电扫功能，实时调转雷达波束指向目标方位，对关心的目标实施跟踪测量。但TAS目标的批次不大于4批。

当需要对某个目标进行分类识别时，可以对此目标进行半自动录取(TAS跟踪)，然后控制雷达转入对该目标的跟踪识别状态，此时TAS数据率自动提高到5Hz，以实现目标分类属性的判定。

在定点监视模式下，雷达波束驻留在指定方位上进行工作，不再进行波束扫描。在这种模式下，雷达以较大的脉冲积累时间、更高的数据率实现对该方位的特定战场目标进行精确探测和分类识别。数据率可以提高至5Hz，同时积累点数提高至2048点，这样，雷达在该模式下具有超低速目标探测能力，可以实现对匍匐人员的探测。

经计算，在改模式下，对目标截面积为0.1m2的爬行小目标的探测威力可以达到5km。

综合考虑雷达威力、分辨力、工作环境、重量、体积等关键战技指标的要求，确定雷达的工作频段为Ku波段高频段。由于采用了TR组件，发射为分布式全固态发射机，雷达的带宽可适当加宽，以提高雷达的ECCM性能和多站同时工作的能力。综合考虑后确定雷达的工作频率为**GHz，带宽**MHz。每部雷达设6个频率点，相邻频率点间隔50MHz；雷达工作在频率捷变模式时，可以在六个频点间伪随机地跳变，跳频时间间隔随数据率变化，在1Hz的数据率下，跳频间隔为**ms；同时同地配置两部雷达时，两部雷达间频率间隔50MHz。

重复频率的选择与信号处理对动目标的处理方式密切相关，本雷达信号处理对动目标的处理流程是MTD→CFAR检测→目标参数获取。

根据系统设计要求，选择0.2us、1.6us、14.08us三种脉宽复合模式，在TAS跟踪状态下，根据目标的距离远近，自适应选择PRF频率。

本雷达采用脉内线性调频、脉内非线性调频、脉内相位编码和简单脉冲四种信号形式，基本处理流程为：A/D→DDC→脉压(简单脉冲时不做)→MTD→CFAR检测→目标参数获取。

本雷达由天线、微波、数字处理、供电、终端操控、等分系统等单元组成。

目标侦测雷达采用微带阵列一维相扫描天线，天线阵面由40个子阵组成，每个子阵含16个辐射单元；采用二极管移相器和微带功分合成网络实现轻小型电扫描阵列天线；采用有源接收、能量管理、长时间相干积累和随机扫描等技术提高雷达的反侦测能力；采用魔T形成和差波束，并通过数字波瓣压缩提高方位分辨力。

雷达探测发射时，发射机输出的射频信号经环行器、40路功分器分配给TR组件，TR组件通过雷达天线向指定空间辐射电磁能量，并在空间形成总的发射波束。接收时回波信号经TR组件、功率合成网络，产生和差两路回波信号；和差两路信号经环行器、混频器混频及中频放大后送信号处理机进行目标检测。

中频回波信号经A/D采样和数字下变频(DDC)处理变到零中频进行数字脉冲压缩，并分别对和差两路进行相应点数的MTD处理。和波束信号经目标检测处理后，获得目标的距离和幅度信息，然后利用和差波束检测出的目标距离和幅度信息，在方位面进行波瓣压缩处理，并进行幅度单脉冲测角。

在搜索模式下，搜索波束以步进或随机扫描方式工作，步进扫描时步进量为0.7θB(在正弦坐标系下，θB为方位波束宽度)，并采用顺序波位比幅单脉冲获取目标方位角值。为了降低波束扫描损失，两次帧扫之间波位指向角相差0.35θB。随机扫描时，在保持每个波位数据率基本不变的前提下，随机安排搜索波位，并采用比幅单脉冲获取目标方位角。

目标侦测雷达以波驻为节拍工作，每个波驻的脉冲数、脉冲重复频率、脉冲宽度、信号形式等由实控机根据工作模式进行自适应控制。实控机通过接收终端操控单元的控制指令，对天线、微波及数字处理等进行有序的控制，使各系统协调工作。

终端操控单元是目标侦测雷达唯一的人机接口，所有的控制指令均由雷达操作手通过终端操控单元向远端(天线收发单元)或近端(终端操控单元)发出。

根据目标侦测雷达作战使用特点，目标侦测雷达的侦测任务实施主要分为以下几个阶段：

系统自检及标定

目标侦测雷达开机后，首先进行设备自检，主要包括各系统工作状态，通讯链路及电缆联接等自检内容。自检完成后获取雷达架设阵地的位置和方向坐标。根据作战任务规定内容设定雷达工作模式、数据率、数据上报的接口形式及通讯协议。

实施侦测

雷达自检、标定等完成后，可以控制雷达进入搜索模式。在该模式下，雷达天线波束在±40°范围内进行电扫描，对该区域的目标实施探测。

对探测到的战场目标可以进行以下处理：

TWS跟踪：以固定的较低数据率，通过航迹滤波、外推等对目标进行边搜索边跟踪处理。

TAS跟踪：TAS模式是指对已建航的威胁度相对较高的战场目标进行搜索加跟踪(TAS)处理。目标侦测雷达对检测到战场目标可由操作手以手动方式转入TAS模式，且TAS目标的批次不大于4批。

目标分类识别：识别模式是指对已跟踪(TAS)航迹或威胁度较高点迹目标进行识别处理。目标侦测雷达对战场目标的识别以手动识别为主。在识别模式下，波驻数、识别频度均可根据识别结果进行自适应调整。

声音报警：对邻近警戒区域的战场目标可以进行声音报警，并且其点迹和航迹以闪烁方式显示，以提醒操作手注意。

数据处理和情报处理

目标侦测雷达可将探测、跟踪、识别、报警等信息通过已定的通讯链路输出至外设。

为满足单人携行的要求，保障产品在各种战争环境下的正常使用，目标侦测雷达采用锂电池供电。

雷达天线收发单元中各分系统的二次电源采用了分布式供电方式。终端操控单元采取了单独供电的方式。

目标侦测雷达各分系统电源功率设计如下：

天线收发单元总功耗小于55W，终端操控单元总功耗小于5W。其中天线收发单元内部各分系统电源功耗设计如下：

天线分系统：≤20W；微波分系统：≤15W

数字数字处理系统：≤20W；终端操控分系统：5W(单独供电)

通过以上分析，目标侦测雷达在八级风环境下总功耗为60W，满足系统对雷达系统的功耗要求。

雷达主体设备有：天线收发单元、终端操控单元、供电单元、三脚架和电缆盘。

天线收发单元的尺寸为：420mm(宽)×220mm(高)×100mm(厚)。

天线收发单元装载了雷达除终端操控单元以外的所有电气设备，包括：天线系统、微波系统、数字处理系统和供电单元。

天线收发单元箱体结构上分为三个部分：天线罩、骨架和散热后盖。其中天线罩为纸蜂窝形式，安装在一体式的骨架前端。天线罩设计成曲面造型，一是美观，二是起到跌落时的缓冲作用。

天线阵面安装在骨架前端面，微波系统与数字处理系统固定于后散热盖板上，微波系统与数字处理系统的发热器件靠导热衬垫紧贴在散热后盖板。波控板放置并固定在功分器上方，功分器、TR组件固定安装在骨架上。

骨架底端的安装端面与三脚架的云台连接，两者之间的连接形式为快紧螺纹。

整个收发箱体采用密封式设计，传导式散热。密封的结构形式保证了系统具有良好的环境适应性。

主骨架材料采用铸造镁合金ZM5，ZM5与ZL101A、ABS塑料的机械性能比较如表所示。

材料机械性能比较表

可以看出，镁合金具有以下三个特点：(1)镁合金的密度是铝的67％，是金属结构材料中最轻的；镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，是非金属的4～5倍；因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量。(2)镁的导热系数与铸造铝合金ZL101A相当。(3)镁合金与铝合金相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形能，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击与振动负荷。

为了增强镁合金的抗腐蚀性，对镁合金材料的结构件采取一种新的表面处理方法——微弧氧化处理。微弧氧化处理后的结构件硬度高、耐磨性好、韧性好，且耐腐蚀、耐高温氧化、绝缘性能好，具有优异的性能。

箱体内约有55W的功耗，稳妥其见，结构按70W来设计，由于采用密封设计，仅靠传导散热，需在结构布局上进行热控优化设计。

目标侦测雷达总重为11.55kg，雷达系统具体重量指标设计如表所示。

雷达各分系统重量表

天线由天线阵面、TR组件、馈电功分网络和波控机四部分组成。

根据雷达系统对天线系统的技术指标要求，天线的中心工作频率设计为**GHz，带宽设计为**MHz，天线的口径大约为400×200mm2。

TR组合由4个十通道TR组件组成，十通道TR组件由收发专用芯片、幅相控制芯片、功分合成网络、前级驱动放大器和波控子板组成，射频输入、输出接口均采用SMP接头。

收发控制逻辑

收发控制逻辑可实现一个或多个1×10模块处于发射、接收、关断状态下的控制功，控制逻辑真值表如下表所示。

控制逻辑真值表

收发控制时序

状态1：正常发射/接收状态，R/EN＝0，T/EN＝0，SWITCH＝0为接收状态，SWITCH＝1为发射状态；

关断状态，关断对天线模块供电，当R/EN＝1，T/EN＝1，切换SWITCH不改变天线状态。

温度监控

每个1×10模块上安有温度传感器，温度传感器输出模拟信号经AD转换成数字信号，通过IIC总线回传给FPGA，在天线正常工作时实时监测每个T/R芯片温度，将实时温度信息回传给上位机监控程序。

波控算法

波控算法处理模块主要完成波控数据的解算，实现角度到40通道VM电压的计算。波控算法处理模块主要包括三部分:三角函数的运算，40通道相位计算，40通道相位对应的I，Q电压查表计算。

主要技术指标如下：

输入:离轴角(θ)，频率

输出:40通道的电压I，Q值

DA电压输出实时性要求：≤30μs。

幅相校准原始数据存储在每个波控子板的EEPROM中，每个波控子板的VM数据分开存储，在波控系统上电初始化完毕后将EEPROM中校准数据加载到FPGA缓冲内供I，Q电压查表输出。

微波分系统由控制模块、频率综合器和接收机等组成，主要完成波形产生、功率放大、基准信号产生、回波信号放大和滤波等功能。其主要技术参数如下：

工作频率

具有频率捷变能力；

发射激励信号

线性动态范围内噪声电平幅度：6～10mV(均方根值)。

频率综合器

首先，100MHz高性能恒温晶振产生本系统所需的100MHz频率基准信号，通过功分隔离放大后产生三路基准信号，其中一路通过PLL2电路产生两路第二本振信号其频率为940MHz的点频连续波信号，一路送至接收下变频通道，另一路则参与和DDS电路产生的复杂信号上变频至L波段。另一路基准信号则通过PLL1电路产生7920、7945、7970、7995、8020、8045、8070MHz连续波信号，功分后分别进行2倍频，一路和L波段的复杂信号混频后产生发射激励信号。另一路送至接收通道作为下变频的第一本振信号。第三路基准信号作为DDS电路的基准信号，通过倍频产生DDS的输入参考信号，通过DDS后产生载频为60MHz的复杂波形信号。

接收机

微波系统的接收通道本接收机为超外差二次混频形式，由低噪声放大器、镜像抑制混频器、中频放大器、滤波器及SFC、MGC等组成。

微波信号经低噪声放大后进入混频器，与第一本振信号混频后产生第一中频，经过放大、滤波后，与第二本振信号混频后产生第二中频，再经过放大、滤波送至信号处理器，由信号处理器进行直接采样处理。中频部分设有STC和MGC，以适应不同距离信号大小的要求。

控制模块及复杂信号产生单元

本模块主要实现微波系统与信号处理之间的通信功能、时序产生及控制功能以及复杂信号产生功能，同时还实现微波系统各部分电路的故障检测和上报。本部分电路主要由两部分组成：控制接口单元、复杂波形产生单元。

控制接口单元

控制接口单元主要完成微波系统和信号处理的通信功能，根据接收各种工作模式的指令经过处理后控制微波系统。

本系统控制逻辑复杂，以及需要进行复杂的逻辑和时序控制，所以需要大规模的可编程器件才能实现，同时考虑到DDS芯片AD9957的I/O接口电压为3.3V，对比各类可编程器件的特点，选择FPGA芯片作为核心器件来实现对系统的时序产生和逻辑控制。该芯片具有集成度高、通用性好、设计灵活、编程方便等诸多优点。

复杂信号产生单元

复杂信号产生则采用FPGA+DDS的合成方式来产生雷达系统所需的各种复杂信号。在本单元电路中，输入的100MHz信号经过倍频产生480MHz作为DDS芯片的参考时钟，经过DDS后产生雷达系统所需的各种信号波形，滤波放大后输出至上变频电路。FPGA由于内核工作电压为1.8V，其功耗仅为800mW。并提供了并行和串行接口。这样就可以满足本雷达系统提出的技术要求，控制起来也较为方便。

工作原理

数字处理系统主要用于抑制雷达回波中的地物杂波、检测目标回波信号、测量目标位置参数，并对完成数据处理、目标航路管理等功能。另外，数字处理系统兼有实控机功能，具有总站控制、定位设备信息融合及故障检测定位等功能。电气要求全数字处理、低功耗设计，结构要求高密度，小体积，系统要求高可靠性。目标识别模块通过对目标回波信号的多普勒频率域分析，以达到对目标分类的目的。本数字处理系统是为搜索、监视地面战场目标而设计，是目标侦测雷达的重要组成部分。目标侦测雷达是一部距离、方位两维搜索、跟踪相控阵雷达，可完成±45°区域电扫描功能，相比于一般的侦测雷达，其具有重量轻、体积小、功耗低、功率分配灵活、精度高、数据率高等特点。对于数字处理系统来说，由于其集成了信号处理机和实控机的功能，其中信号处理机要完成高脉冲压缩比的脉冲压缩和大点数的MTD，地面复杂环境下的目标检测，实控机要完成搜索及TAS波束调度、定时仲裁、数据处理等功能，因此极大的增加了处理的信息量和处理的复杂度。其主要任务有：

完成对雷达回波信号的检测；

完成对目标距离、方位、速度、特征的测定；

完成对目标的TWS跟踪；

完成对目标的TAS跟踪；

完成波束指向管理功能；

完成定位设备控制及数据融合功能；

提供全系统的定时信号；

控制全系统的工作模式；

与终端之间具有串行通讯；

与波控机之间具有串行通讯。

控制全系统的故障诊断，接收分系统的故障上报信息。

为完成上述任务，数字处理系统一个大板设计，完成信号处理功能和实控机功能。

信号处理过程：在A/D变换之后，采用了DDC、脉冲压缩、二次对消MTI、MTD、CFAR恒虚警处理、杂波图、波瓣压缩、视频积累、统计门限检测、和差比幅测角、波驻间PRF参次、特征量测量等处理技术来完成雷达回波信号的检测和目标信息的提取。

实控机处理过程：接收信号处理后送来的目标信息，完成目标的TAS功能，产生全系统定时信号，通过多组串行口与其它分系统通信，完成分系统间数据、命令以及自检和故障信息的传送。

在数字处理系统设计中，采用了大量先进的超大规模集成电路和可编程器件(DSP、FPGA、DDR2)，以提高产品的适应能力和产品的可靠性及可维修性。

脉冲压缩

脉冲压缩的过程实际上就是实现匹配滤波的过程。假设雷达发射的信号为x(t)，则匹配滤波器(脉冲压缩器)的冲击响应为h(t)＝x*(t0-t)，脉冲压缩的输出信号为：

设计中采用FPGA直接做卷积运算完成匹配滤波，为了降低旁瓣，采用海明加权，旁瓣抑制约为42dB。

MTD与求模

为了检测活动目标和去掉地物杂波，对同一个距离单元的每个CPI内的512/256个脉冲进行MTD处理，在不加窗的情况下，窄带滤波器的包络为辛格函数，旁瓣只有-13.2dB。旁瓣过高对于多目标分辨以及杂波抑制都十分不利，采用契比雪夫加权，可以将旁瓣设计到-60dB，但带来的信噪比损失大概为1.81dB，主瓣加宽系数大概为1.6倍。图4为加切比雪夫窗后的MTD滤波器组幅频特性。由MTD滤波器输出的信号是一个复数，模值求解采用CORDIC算法。

恒虚警

雷达工作在杂波环境中时，目标检测是在杂波背景中作出的。检测器门限设置与热噪声背景下的设置不同，必须自适应于杂波功率的变化，使杂波引起的目标检测即虚警保持在一个较低的可接受水平上，这种信号检测方法称为恒虚警(CFAR)检测。在不同的杂波环境中，有多种恒虚警处理方法，如单元平均恒虚警(CA-CFAR)，选大单元平均恒虚警(GO-CFAR)，选小单元平均恒虚警，用来抑制固定点杂波、地物杂波、和气象杂波。

根据目标侦测雷达特点，选择采用两侧单元平均选大恒虚警处理方式，即GO-CFAR。用来抑制固定点杂波、地物杂波。

两侧单元数为8个，被检测单元的左右邻近单元不应参与本单元的恒虚警率门限产生的平均值统计计算，以免目标信号(一般目标可能占到三个距离单元)对恒虚警率门限产生影响。按照杰里L.伊伏斯(美)等人著的《现代雷达原理》一书的有关章节的论述，在积累点数为8，单元平均取左8右8时，恒虚警损失大约为2dB。

杂波图

为了检测切向运动目标和抑制慢动地物杂波，用杂波图对回波直流进行时域积累形成直流门限，并与恒虚警门限选大后作为对零速目标的判据。杂波图输入采用MTD滤波器的全通道输出，建立时间为15-16个波束扇扫周期。由于该雷达方位上采用电扫描方式，波束指向精度很高，这点对实现精巧的杂波图非常有利。

实现方式：在距离、波束号、多普勒速度、重频四维上做分划，波束每扫描一个周期，所有的分划网格更新一次，更新原则按

来进行。对应分划网格乘以适当的系数就形成了杂波图门限。杂波图需要的存储量很大，设计中采用两片DDR2实现。

波瓣压缩

为了保证比幅测角在方向图线性区内进行，当检测到有目标后做波瓣压缩处理。算法如下；

如果和通道检测到目标，则同一距离单元相同滤波器号的和、差通道的信号幅值相减(ΣA-ΔA)，当ΣA-ΔA≥ξ(ξ可变)时，判定目标在该波束内被发现，信号处理计算目标的方位角，否则该目标判为虚假目标丢弃。

和差校正

和差测量的目的是为了测量接收机和差两路的幅、相不平衡，求出校正系数送到校正模块对接收机进行校正。

和差测量是在雷达系统处于正常工作状态下进行的，分配测量时间70μs，和相位修正同时完成的。设校正前和差两路信号分别表示为：

分别对和差两路信号作512点的复FFT，可以求出校正系数为：

其中M＝0，计算方法由下面公式表示：

其中：k为常系数，α为角误差值。∑和△分别为跟踪波门内幅度较大的距离单元的值。

方位测角

方位角由三部分组成，基准值由终端送来的相对于大地的方位编码器角度信息来决定，波位值由波束号及扫描步进量获得，精值用和差波束比幅来确定。

由于采用和差波束，因此可以用比幅测角得到方位精值。比幅测角法用天线接收到的和差两路回波信号幅度值做为方位角度测量的依据，该幅度值的变化取决于天线方向图以及天线扫描方式。由已知的斜率k，和路信号幅度及差路信号幅度便可得到角度值。

终端操控分系统

由于受单人携行的战术使用要求，终端操控分系统拟采用加固手持平台作为其硬件设备。终端操控分系统主要由通讯控制接口单元、嵌入式微处理器、雷达综合信息处理及显示单元构成。其中通讯控制接口主要包括485串行接口、以太网接口和USB串行接口，485串行接口为雷达系统综合数据传输接口，以太网和USB接口用于雷达组网及用户数据文件交互；雷达综合信息处理和显示单元是融合了雷达系统控制，目标信息、地理信息以及雷达故障检测信息显示等功能，整个控制显示软件的设计是基于windows视窗结构，具有友好的人机交互特点。

主要指标如下：

CPU：Telechips系列主控制芯片，600MHz；

RAM：256MB，；

Flash：8GB；

触摸屏：4线电阻式触摸屏；

功耗：最大4.8W；

体积：132mm×80mm×18mm；

接口：1个USB，1个RS485，1个以太网接口，1个422串口，1个耳机输出口；

操作系统：WinCE6.0；

界面显示模式：B型显示、PPI型显示、扇形显示；

可以耳机输出多普勒音频；

具有电子地图功能；

自动生成短报文信息功能。

目标识别技术

目标识别技术

由于受距离分辨力和方位分辨力的限制，目标侦测雷达采用了低分辨率情况下的目标分类和识别技术。雷达目标识别技术主要分为三个步骤，即目标回波数据获取及预处理、目标特征提取和目标分类识别。目标侦测雷达目标识别技术主要通过频域和时频分析两种方法实现。

采用MTD处理得到的三类目标的频谱有很大差别，卡车的频谱主瓣较窄，而且旁瓣变化较小；人的频谱主瓣相对较宽，且旁瓣起伏变化较大；摩托车的频谱特点介于卡车和人之间。所以经过时频变换后，可以提取部分目标的特征向量。

在数据预处理中，已经初步判断出哪几个门上可能存在目标。在此基础上，对于存在目标的几个距离门上的数据，每次提取幅度的最大值所在的距离门上的数据作为目标的回波数据，并采用幅度排列、重心排列和功率均值等方法获取目标特征参数。

幅度排列法：由于在时频变换中，对速度维(频率轴)进行了N点FFT变换，这样在提取出N点的目标数据后，将幅度最大值所在的频率轴位置重新排列在第N/2点的位置上，而后其它位置的值随之进行重排。经过这样排列的数据，作为目标的特征向量，可以减轻目标速度的影响。即使同一目标有着不同速度，或者不同目标有着相同速度，也不会对最终的识别结果产生太大影响。

重心排列法：首先计算目标的N点数据的重心所在频率轴的位置，然后将其排列在第N/2点的位置上，其它位置的值随之进行重排。由于不同目标的频谱结构不同，人的频谱在整个频率轴上展宽，而卡车的频谱则比较集中，这样不同目标频谱的重心位置也不同。根据重心位置对数据进行重排，也可以作为目标的特征向量。

功率均值法：在FFT变换后，速度维(频率轴)N点中的前后各m个点均置零，这样只取中间N-m个点作为目标数据；将数据做对数运算得到功率，将功率值按最大值排列法进行排列(这时最大值点排在第(N-m)/2点处)，在最大值前后适当位置各取n个点的值，将这n个点的值求和取平均就得到其平均功率P1和P2。三类不同目标的平均功率P1和P2的取值范围不同，卡车的P1和P2较小，通常低于-40dB；而人的P1和P2较大，通常要高于-30dB；而摩托车的P1和P2居中，通常集中在-40dB～-30dB之间。以此作为目标的特征向量，也可以较好地完成目标分类识别。

采用时频分析法对频率维做相应点数FFT变换，将幅度最大值所在的位置重新排列在频率轴的中间位置上，其它位置的值随之进行重排。重排后，对目标数据进行如下特征参数提取：

频率轴每行数据的方差：不同目标的数据在频率轴每行的起伏变化不同，对卡车来说，每行数据在时间轴上幅度的变化都不大，所以其方差最小；而人的幅度起伏最大，所以其方差应该在三类目标中最大；摩托车目标数据的方差居中。这样计算每行数据的方差，可以得到不同目标在频率轴的幅度方差特征参数。

频率轴中间位置(幅度最大值所在的行)的点与其它行相应点连线斜率的方差：不同目标回波数据在频率轴的两行之间的坡度不同，计算这三类目标各点连线斜率的方差，也可作为目标特征参数。

在前期的研究中，利用上述目标特征进行目标的分类和识别，取得了较好的识别效果。另外也可将数据处理与目标识别相结合，根据航迹的速度、加速度等变换率来提取目标的特征，从而进一步提高目标的识别率。

小型化、低功耗微波系统设计技术

根据目标侦测雷达单人携行的使用要求，需要对微波分系统进行低功耗、小型化和一体化设计。在设计过程中，我们将尽量使用试验验证过的小型电路，降低设计风险；选用高集成度的芯片和器件，减少分立芯片和器件，减小体积、降低功耗。

小型化、一体化设计时，在满足系统指标和可靠性的前提下，尽量选用集成度高、功能可以复用的器件和芯片来减少系统的体积和功耗。比如在频综前端设计中，选择频率源的核心——晶振的时候，应在指标允许的情况下，尽量选择体积小、功耗低的晶振，这种新型的晶振比传统晶振，功耗降低一倍，体积也能减少近三分之一。在波形信号产生电路中，使用一个集成度较高、功耗较小的FPGA芯片EP1C3T144I7来控制两路DDS产生信号波形和工作时序，减少了元器件数量，减小了设备体积，功耗可从原来的3瓦降低到现在的将近1瓦。在基准信号产生电路中，考虑到既要满足技术指标要求又要尽量的减少体积重量，设计上不再采用以前的直接倍频然后滤波放大的技术，而是采用了间接倍频技术。相比之下，间接倍频技术节省了放大器和滤波器的使用，电路的体积减小到原来的一半，功耗和成本也相应的降低了。

接收机系统设计在保证性能的前提下，选用小型化表贴封装的低噪放和下变频器来减小体积和重量。前级的低噪声放大器选择目前比较先进的MMIC(单片集成芯片)技术制造的芯片CHA3666，它除了在指标性能方面的显著优势外，具有得天独厚的体积小、功耗低等性能。未选用CHIP的主要原因是为了避免因装配工艺不太稳定而造成电路性能不能满足要求。试验结果证明，选择CHA3666芯片所达到的效果与CHIP芯片所达到的效果不相上下，在NF(噪声系数)的指标方面还要好一些。为了保证混频后对镜像频率的抑制效果，镜像抑制混频器采用了MMIC技术的集成芯片。通过以上小型化器件和技术的应用，使得接收机系统的体积和功耗得到了大幅度的控制，性能指标也完全满足系统的要求。为系统达到小型化、一体化和低功耗的目标奠定了技术基础。

由于体积的缩小，系统内部的电磁信号比较丰富，使得各种信号之间的干扰也变得敏感起来，电磁兼容的设计也就更加复杂了，所以在对不同频率信号电路之间连接，除了合理布局之外还注意到了信号的流向、信号特性，将有可能相互影响的信号尽量远离或者在它们之间大面积接地进行隔离；在结构方面也做了相应的考虑，例如增加隔断进一步减少他们之间的相互影响，增加隔离度等。对于容易受到干扰的高频信号，我们采用独立腔体进行屏蔽的办法，将这部分电路同系统的电磁环境隔离开来，保证电路的性能指标。

散热方面，对一些功耗较大的器件采取特别的方法。比如和器件接触的一面设计大块焊盘并和地层接通以增大散热面积，在个别的器件上用加上金属压块的方法增加散热面积。在发热功率比较大的器件之间进行合理布局，充分利用自由风进行散热。

除了上述几方面的考虑外，我们在一体化的设计时采用了“大板制”的原则，就是将所有的子系统都放置在一块大的印制板上。这样设计的优点就是打破了传统设计的大模块套小模块的模式，大大减小了系统的体积和重量，同时也省去了模块之间繁琐的连线。每个模块之间的连线除了必要的射频信号线外，都通过母板连接，提高了系统的一体化性能。为了防止各单元电路间相互干扰，使系统的性能恶化，在布局和布线的时候不仅对不同的电源进行分割设计，对不同信号的地层也进行必要的分割设计。试验结果表明，设计是合理的、可行的，可以满足微波分系统和雷达总站电磁兼容性要求。

经过上述几方面的精心设计和实验，最终将系统的体积和功耗控制在理想的指标范围内。在保证系统性能指标的前提下，满足了系统一体化，小型化、低功耗的技术指标。

虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种便携式目标侦测雷达，其特征在于：包括：

骨架组件(100)，所述骨架组件(100)包括骨架(110)；

内嵌式提手(200)，所述内嵌式提手(200)安装在所述骨架(110)顶部凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种便携式目标侦测雷达，其特征在于：所述骨架组件(100)还包括开设在所述骨架(110)前端面底部的出线区(120)，所述骨架(110)的内腔安装有支架(111)，所述骨架(110)的底部开设有快紧螺纹孔(112)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式目标侦测雷达，其特征在于：还包括分别设置在所述骨架(110)左侧和右侧的第一天线罩(300)和天线罩组件(400)，所述第一天线罩(300)上朝向所述骨架(110)一侧设置有数字处理系统(310)和微波系统(320)，所述天线罩组件(400)包括第二天线罩(410)以及安装在所述第二天线罩(410)前端面的微型望远镜(420)，所述第二天线罩(410)上朝向所述骨架(110)一侧的电源(411)。

4.根据权利要求3所述的一种便携式目标侦测雷达，其特征在于：还包括安装在所述骨架(110)内腔临近所述第一天线罩(300)一侧的天线(500)，所述天线(500)上还安装有功分器、SMA-K连接器和SMP连接器。

5.根据权利要求4所述的一种便携式目标侦测雷达，其特征在于：还包括安装在所述骨架(110)内腔临近所述第二天线罩(410)一侧的波控板(600)和TR组件(700)，所述波控板(600)和TR组件(700)分别与天线(500)电性连接。

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