【技术实现步骤摘要】
一种光电毫米波搜索跟踪装置及方法
本专利技术属于光电搜索跟踪和毫米波雷达
,涉及一种利用光电探测设备进行目标搜索或者跟踪、毫米波雷达对光电搜索发现的目标或者跟踪的目标进行测距,以准确及时测量目标位置,特别涉及一种光电毫米波三坐标搜索跟踪装置及方法。
技术介绍
小型和超小型无人机使用方便,管控难度大,未经许可容易进入敏感区域,如民航飞机场,对飞机起降安全带来严重隐患。小型和超小型无人机属于典型的飞行高度低、目标特征小、飞行速度慢为特征的“低小慢”目标,而且因飞行高度低,距离地面树木及建筑物近,故背景复杂。目前,具备对空目标探测的技术手段主要有三种:工作在厘米波及更长波长波段的雷达、工作在毫米波波段的毫米波雷达、工作在可见光和红外波段的光电探测设备。这三类设备的特点和对复杂背景下的“低小慢”目标探测能力为:(1)雷达。雷达的工作波段一般是3GHz~30GHz(波长10cm~1cm)范围内的厘米波波段和米波波段。搜索雷达的俯仰向波束角很大,一次方位搜索,即可覆盖大范围的区域,但只能给出目标的方位和距离;而且该波段的雷达低仰角跟踪能力差、抗杂波能力低,特别是探测低空小目标能力低;考虑到需要主动发射电磁波,可能对周围电磁环境造成干扰。因此,该类型雷达不适合用于在复杂背景下探测“低小慢”目标。(2)毫米波雷达。毫米波雷达的波段一般是在30GHz~300GHz(波长是10mm到1mm)的频段。由于毫米波是介于厘米波与光波之间的过渡频段,因此它兼有厘米波与光波的特性,并具有一些独特的特点:1)与激光相比,毫米波的传播受气候的影响要小得多,可以认为具有全天候工作特性, ...
【技术保护点】
一种光电毫米波搜索跟踪装置,所述装置在两种工作模式下工作:搜索模式和跟踪模式,其特征在于,所述装置包括:光电探测组件(1)、毫米波测距组件(2)、伺服机构(3)和处理组件(4);所述光电探测组件(1)通过切换为搜索或跟踪模式进行目标的搜索或跟踪;所述毫米波测距组件(2)用于按照光电探测组件(1)给出的目标方位和俯仰角,确定二维相扫角,将雷达波束指向该角度方向,测定目标的距离和/或径向速度;所述光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2)一并安装在伺服机构(3);所述伺服机构(3)用于驱动光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2);所述处理组件(4)用于控制装置搜索和跟踪状态的切换;并处理光电探测组件(1)获取的图像信息,提取目标角位置信息;控制毫米波测距组件(2)对已获得角位置信息的目标测距和/或测定径向速度。
【技术特征摘要】
1.一种光电毫米波搜索跟踪装置,所述装置在两种工作模式下工作:搜索模式和跟踪模式,其特征在于,所述装置包括:光电探测组件(1)、毫米波测距组件(2)、伺服机构(3)和处理组件(4);所述光电探测组件(1)通过切换为搜索或跟踪模式进行目标的搜索或跟踪;所述毫米波测距组件(2)用于按照光电探测组件(1)给出的目标方位和俯仰角,确定二维相扫角,将雷达波束指向该角度方向,测定目标的距离和/或径向速度;所述光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2)一并安装在伺服机构(3);所述伺服机构(3)用于驱动光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2);所述处理组件(4)用于控制装置搜索和跟踪状态的切换;并处理光电探测组件(1)获取的图像信息,提取目标角位置信息;控制毫米波测距组件(2)对已获得角位置信息的目标测距和/或测定径向速度。2.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,所述毫米波测距组件(2)能够在方位向和俯仰向进行两维相扫,所述毫米波测距组件(2)包括:发射接收天线(11)和毫米波发射/接收组件(12)。3.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,所述伺服机构(3)包括:俯仰组件(5)和方位组件(6);所述俯仰组件(5)用于承载光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2),驱动光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2)在俯仰向进行跟踪目标,以及确定光电探测组件(1)在搜索模式时的俯仰角;所述方位组件(6)用于承载俯仰组件(5),驱动光电探测组件(1)进行方位向搜索,以及驱动光电探测组件(1)和毫米波测距组件(2)在方位向进行跟踪目标。4.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,所述装置在扫描搜索过程中会出现光电探测器运动图像模糊,当采用前置反射镜运动进行图像运动补偿时,所述光电探测组件(1)包括:光学窗口(7)、前置反射镜(8)、光学系统(9)和光电探测器(10);其中:所述光学窗口(7)是光电探测组件(1)的保护窗口,所述光学窗口(7)的透光波段与光电探测组件(1)的工作波段一致;所述光学窗口(7)与毫米波测距组件(2)并列安装在同一侧;所述前置反射镜(8),用于将透过光学窗口(7)的光波反射到光学系统(9),包括:反射镜和伺服控制组件;所述伺服控制组件通过实时控制前置反射镜(8)进行小范围摆动来补偿光电探测组件(1)在搜索模式时目标成像在光电探测器(10)光敏面上运动,使光电探测器(10)在积分期间能清晰成像;所述光学系统(9),用于汇聚前置反射镜(8)反射过来的目标光信号,将其聚焦成像到光电探测器(10)的光敏面上;所述光电探测器(10)用于将光学系统(9)汇聚的目标光信号转换为目标电信号,并将目标电信号传递到处理组件(4)进行处理。5.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,所述装置在扫描搜索过程中出现光电探测器运动图像模糊时,当采用后置光学回扫镜运动补偿进行图像运动补偿方案时,所述光电探测组件(1)包括:光学窗口(7)、前置反射镜(8)、光学系统(9)、光学回扫镜(13)和光电探测器(10);所述光学窗口(7)是光电探测组件(10)的保护窗口,所述光学窗口(7)的透光波段与光电探测组件(1)的工作波段一致;所述光学窗口(7)与毫米波测距组件(2)并列安装在同一侧;所述前置反射镜(8),用于将透过光学窗口(7)的光波反射到光学系统(9);所述光学回扫镜(13)进行小范围摆动来补偿光电探测组件(1)因快速搜索带来的目标成像在光电探测器(10)光敏面上运动;所述光学系统(9),用于汇聚前置反射镜(8)反射过来的目标光信号,将其聚焦成像到光电探测器(10)的光敏面上;所述光电探测器(10)用于将光学系统(9)汇聚的目标光信号转换为目标电信号,并将目标电信号传递到处理组件(4)进行处理。6.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,所述装置在扫描搜索过程中出现光电探测器运动图像模糊时,当采用后置光学回扫镜运动补偿进行图像运动补偿方案时,所述光电探测组件(1)还包括:光学窗口(7)、光学系统(9)、光学回扫镜(13)和光电探测器(10);所述光学窗口(7)是光电探测组件(10)的保护窗口,所述光学窗口(7)的透光波段与光电探测组件(1)的工作波段一致;所述光学窗口(7)与毫米波测距组件(2)并列安装在同一侧;所述光学回扫镜(13)进行小范围摆动来补偿光电探测组件(1)因快速搜索带来的目标成像在光电探测器(10)光敏面上运动;所述光学系统(9),用于汇聚目标光信号,将其聚焦成像到光电探测器(10)的光敏面上;所述光电探测器(10)用于将光学系统(9)汇聚的目标光信号转换为目标电信号,并将目标电信号传递到处理组件(4)进行处理。7.根据权利要求1所述的光电毫米波搜索跟踪装置,其特征在于,当装置扫描搜索过程中出现光电探测器运动图像模糊时,当采用电子运动补偿方法时,所述光电探测组件(1)包括:光学窗口(7)、前置反射镜(8)、光学系统(9)和光电探测器(10);所述光学窗...
【专利技术属性】
技术研发人员:王全喜,杨军,李庶中,孙健,李越强,沈宏,李洁,赵东伟,鉴福生,
申请(专利权)人:中国人民解放军九二二三二部队,北京顶亮科技有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。