便携式民用成像监测雷达及雷达系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种便携式民用成像监测雷达及雷达系统。监测雷达包括雷达前端、驱动云台和电源组件，电源组件与雷达前端和驱动云台电连接，驱动云台支撑雷达前端并带动雷达前端转动。雷达前端包括天线、频率合成器、接收机、发射机、信号处理机和前端控制器，频率合成器产生雷达发射波形；发射机将雷达发射波形放大由天线发送；天线接收目标反射的雷达回波并发送给接收机进行混频放大，接收机将放大的信号发送至信号处理机进行处理和成像；前端控制器连接并控制天线、频率合成器、接收机、发射机和信号处理机。雷达系统包括监测雷达和与雷达连接的雷达终端。本实用新型专利技术的雷达体积小，成本低，除进行目标搜索还能实现目标成像的功能，应用广泛。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要应用于微波探测
，尤其涉及一种便携式成像监测雷达。 从使用角度看，本技术形成的产品将在安保、智能交通管理、海面(水面)搜救等场合得到广泛应用。
技术介绍
雷达作为一种军用设备，从二战后至今都是战场侦察的主要手段。但随着微电子技术、计算机技术、信号处理技术以及雷达技术的飞速发展，结构紧凑、性能优良、价格相对低廉的小型雷达逐渐从军用领域走向民用市场。目前，雷达领域的发展方向有两个突出的特点一是朝着高性能、远距离的大型雷达方向发展，主要应用于军用领域；另一个则是朝着小型化、针对特殊用途的方向发展，主要针对民用市场。对于民用市场的来说，价格低、批量大是其需求特点，但针对具体应用，所需要的雷达领域最新技术仍然被采用。民用雷达现已使用相当普遍，如汽车测速雷达和倒车雷达、民用船只的导航雷达、 机场导航雷达、气象雷达、探地搜救雷达，等等。当前，汽车防撞雷达、探地雷达、穿墙探测雷达、周边监视雷达仍是民用雷达领域的研发热点。当前，先进的雷达成像技术已在民用市场开始应用。美国交通安全管理局于2009 年末在华盛顿展示了两款采用先进成像技术的机场安检设备。这两款设备能够扫描出藏在旅客身上的金属或非金属类的危险品。这是一款利用毫米波技术，扫描人体后呈现电脑影像的安检设备。可以说，先进的雷达成像技术正在开始走向普通民用市场。雷达成像技术起源于合成孔径微波成像雷达(SAR)，它具有全天候、全天时和远距离高分辨成像的能力。与传统的光学和红外成像技术相比，它不受雨、雾和烟等外部环境条件的影响，其图像中包含了精细、丰富的目标信息。现在，其衍生技术众多，如条带高分辨 SAR成像技术、聚束高分辨SAR成像技术、滑动聚束高分辨SAR成像技术、舰船目标ISAR成像技术、空中机动目标ISAR成像技术、空间目标ISAR成像技术、极化SAR/ISAR成像技术、 SAR-GMTI动目标检测技术、SCANSAR-GMTI广域动目标检测技术、干涉三维SAR/ISAR成像技术和自旋目标检测技术等。这些技术在国土与森林资源勘查、生态与自然灾害评估、环境监测、海洋立体测绘、海浪或海冰监测、港口或空中交通监管、非法捕鱼或走私的监管、农作物评估以及军事领域有着非常重要的应用前景。但现有用于监测、跟踪目标的成像雷达，其结构复杂，价格昂贵，操作复杂，在地面或海面搜索等领域无法进行大规模的推广。
技术实现思路
本技术的主要目的是为安保和智能交通等应用领域提供一种成本低廉、性价比高的小型成像监测雷达。 本技术的技术方案为一种便携式民用成像监测雷达，包括雷达前端、驱动云台和电源组件，电源组件与雷达前端和驱动云台电连接，驱动云台支撑雷达前端并带动雷达前端转动，所述雷达前端包括天线、频率合成器、接收机、发射机、信号处理机和前端控制器，频率合成器产生雷达发射波形；发射机将频率合成器产生的雷达发射波形放大后由天线发送出去，天线接收目标反射的雷达回波并发送给接收机进行混频放大，接收机将放大的信号发送至信号处理机进行处理和成像；前端控制器连接并控制天线、频率合成器、接机、发射机和信号处理机。 所述天线为波导裂缝天线。所述波导裂缝天线包括发射天线、接收天线和机架，发射天线和接收天线分别固定在机架上。所述频率合成器是发射线性调频连续波的频率合成器。所述发射机为发射功率为IOmW 3W的固态发射机。所述接收机包括低噪声放大器、混频器、特性滤波器、频率开窗提取电路、宽带放大器和窄带放大器。低噪声放大器放大天线接收的雷达回波信号，放大后送入混频器进行混频，混频信号进入特性滤波器过滤杂波，频率开窗提取电路提取混频后的窄带中频信号和宽带中频信号，分别由窄带放大器和宽带放大器放大后输送给信号处理机。所述混频器采用零中频方案，其电路设计为现有技术，可滤除混频时产生的强干扰信号，同时还能保证雷达探测盲区的要求。所述信号处理机包括两路模/数转换模块和数字信号处理模块，两路模/数转换模块分别接收宽带放大器和窄带放大器输送的信号并将信号转换为数字信号，数字信号处理模块根据数字信号对运动目标进行检测、定位和跟踪并对选定的目标进行成像处理。所述数字信号处理模块包括多块DSP和一 FPGA，多块DSP (Digital Signal Processor)分别连接FPGA (Field-Programmable Gate Array)。对计算过程进行并行处理， 以满足实时探测和成像过程的复杂计算要求。所述电源组件包括电池组和转接电缆，电池组与转接电缆电连接，转接电缆与雷达前端和驱动云台电连接。所述监测雷达还包括三脚架，驱动云台置于三脚架上，雷达前端置于驱动云台上。本技术还提供一种雷达系统，包括监测雷达和雷达终端，监测雷达与雷达终端通过LAN电缆线连接，雷达终端控制监测雷达。监测雷达包括上述的部件。所述雷达终端为一计算机。所述计算机中具有监测雷达控制模块。该模块提供雷达人机界面，实现操作手对雷达的操控。本技术的有益效果本技术的硬件结构得到有效简化，其体积小，成本相对较低，应用广泛，尤其在目标搜索方面有非常好的应用前景1)本技术的雷达采用连续波体制，简化硬件结构，成本得到降低。与脉冲体制雷达相比，连续波体制雷达的硬件电路相对简单得多。对探测距离在30Km以内的近距离应用来说，采用连续波体制可以满足使用要求。2)频率合成器采用DDS锯齿波线性调频方案，简化频率合成器设计。3)采用固态发射机方案，发射功率在3W以下，易于实现。4)接收机采用零中频变频方案，简化接收机硬件。同时，在接收机中采用频率开窗技术，以提取成像区域信号单独进行处理，保证了成像区域信号的信噪比和信号质量，为进一步的信号处理打好基础。5)总体方案上，本雷达采用窄带模式工作，搜索地面(水面)运动目标，能实现目标的探测发现、定位和跟踪。一旦发现感兴趣的目标，可以人工切换到宽带模式工作，实时获取目标的宽带信息，经过特殊的信号处理算法，便可得到目标的一维像或二维像。因此， DDS采用窄带和宽带调频模式工作，通过雷达终端人机界面进行切换；接收机也采用双通道工作，能提供宽、窄两个通道的中频输出。6)信号处理机采用DSP+FPGA设计，实现多片DSP并行处理，以完成成像数据需要的大数据量实时计算。7)信号处理算法利用锯齿波调频发射信号信息和二维FFT处理技术、恒虚警检测技术完成对运动目标的检测；通过Kalman预测方法实现对目标的跟踪；通过宽带脉冲压缩技术、方位解线频调技术和成像算法实现目标的高分辨成像。8)雷达终端采用通用便携式计算机，通过LAN接口与雷达前端连接，可以实现对雷达的远距离操控，方便应用。终端软件在Windows平台上开发，容易嵌入到其它监控系统中工作，方便实现雷达与其它监控系统的联动。9)雷达在结构上将天线、频率合成器、接收机、发射机、信号处理机集成到一起，组成雷达前端，由驱动云台支撑。雷达采用机械扫描方案驱动，简化了扫描跟踪系统，降低了成本。本技术采用了 ISAR成像技术，把周边监视雷达和雷达宽带成像技术集成于一体，是一种方便携带的小型地面(海面)搜索、跟踪和微波成像探测雷达。它可以对地面运动目标的进行检测、跟踪和一、二维高分辨成像，便于使用部门全天候、全天时和远距离监测所关心的场所，为使用部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志模，李平，王新怀，刘永珊，
申请(专利权)人：北京华远凌进电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：