本實(shí)用新型屬于微波毫米波技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)智能交通行業(yè)的高速發(fā)展，微波測速雷達(dá)廣泛應(yīng)用于測速卡口管理、超速抓拍系統(tǒng)以及移動(dòng)電子警察等交通智能管控系統(tǒng)中，并逐漸成為智能交通管理系統(tǒng)的核心傳感器。現(xiàn)有的測速雷達(dá)多采用點(diǎn)頻連續(xù)波作為其發(fā)射信號(hào)，通過分析回波信號(hào)的多普勒頻率確定車輛的速度。連續(xù)波雷達(dá)的突出優(yōu)點(diǎn)是其沒有距離盲區(qū)、平均功率小。此外，連續(xù)波雷達(dá)測距原理簡單，發(fā)射信號(hào)所用載波的波長較短，這使得雷達(dá)設(shè)備的體積小、重量輕。但是點(diǎn)頻連續(xù)波雷達(dá)只能夠用來測量目標(biāo)的速度，無法獲得目標(biāo)的距離信息。通過對(duì)連續(xù)波雷達(dá)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，可獲得目標(biāo)的距離速度信息。常用的調(diào)制方法為線性調(diào)頻，線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)具有發(fā)射功率小、無距離盲區(qū)，距離分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。但LFMCW在多個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測上存在一定難度，傳統(tǒng)方法利用二維FFT處理技術(shù)對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)相位信息進(jìn)行提取，可有效地的抑制固定雜波，對(duì)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測。二維FFT對(duì)信號(hào)處理來說數(shù)據(jù)量大，運(yùn)算復(fù)雜，運(yùn)算時(shí)間長，且存在柵欄效應(yīng)。

隨著雷達(dá)測量技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)走_(dá)測距測速精度也有了新的要求，特別是針對(duì)港口、閘口緩慢船只地測量，需要一種高精度測船雷達(dá)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型基于微波干涉儀原理，提供了一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)，可使用于港口、閘口慢速運(yùn)動(dòng)船只的測量，通過調(diào)整參數(shù)可使用于各種近距離，特別是1000m以內(nèi)需要?jiǎng)幽繕?biāo)檢測的場合。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)，包括雷達(dá)信號(hào)處理器、射頻前端裝置、接收天線、發(fā)射天線。所述射頻前端裝置的信號(hào)輸出端分別與所述雷達(dá)信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端、所述發(fā)射天線的信號(hào)輸入端連接，所述接收天線的數(shù)據(jù)輸出端與所述射頻前端裝置的信號(hào)輸入端連接。

所述射頻前端裝置包括發(fā)射單元、接收單元；

所述發(fā)射單元包括L波段線性調(diào)頻源、X波段頻率源，所述L波段線性調(diào)頻源、X波段頻率源連接第一混頻器、第一混頻器連接第一帶通濾波器，第一帶通濾波器連接第一功率放大器，第一功率放大器連接功分器，功分器連接第二功率放大器；

所述接收單元包括依次連接的低噪聲放大器、第二帶通濾波器、第二混頻器、中放電路。

功分器連接第二混頻器。

所述第一混頻器的第一信號(hào)輸入端與所述L波段線性調(diào)頻源的信號(hào)輸出端連接，所述第一混頻器的第二信號(hào)輸入端與所述X波段頻率源的信號(hào)輸出端連接。

所述第一帶通濾波器的信號(hào)輸入端與所述第一混頻器的信號(hào)輸出端連接，所述第一帶通濾波器的信號(hào)輸出端與所述第一功率放大器的信號(hào)輸入端連接。

所述功分器的信號(hào)輸入端與所述第一功率放大器的信號(hào)輸出端連接，所述功分器的第一信號(hào)輸出端與所述第二功率放大器的信號(hào)輸入端連接，所述功分器的第二信號(hào)輸出端與所述第二混頻器的第一信號(hào)輸入端連接。

所述第二功率放大器的信號(hào)輸出端與所述發(fā)射單元信號(hào)輸入端連接，所述低噪聲放大器的信號(hào)輸入端與所述接收天線的信號(hào)輸出端連接，所述低噪聲放大器的信號(hào)輸出端與所述第二帶通濾波器的信號(hào)輸入端連接。

所述第二混頻器的第二信號(hào)輸入端與所述第二帶通濾波器的信號(hào)輸入端連接，所述第二混頻器的信號(hào)輸出端與所述中放電路的信號(hào)輸入端連接，所述中放電路的信號(hào)輸出端與所述雷達(dá)信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相連接。

本實(shí)用新型一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1：主要應(yīng)用于港口、閘口船只測量領(lǐng)域，采用雷達(dá)信號(hào)處理器、射頻前端裝置、接受天線和發(fā)射天線相組合，并且基于一種微波干涉儀的新算法，與傳統(tǒng)的基于2-D FFT算法相比，尤其針對(duì)測量緩慢的船只而言，擁有更低的測速誤差和更高的測速精度，同時(shí)具有測距功能。在研制中大量采用MMIC集成芯片，選用低功耗芯片實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化、低功耗。同時(shí)雷達(dá)天線采用微帶平面天線，大幅度減小了雷達(dá)體積。

2：利用中頻回波信號(hào)的相位特征來檢測目標(biāo)的速度信息，與傳統(tǒng)的2-D FFT算法相比及三角波測距測速法相比，擁有更高的測速精度和更快的反應(yīng)時(shí)間。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)的射頻前端裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于微波干涉儀的高精度測船雷達(dá)，包括雷達(dá)信號(hào)處理器、射頻前端裝置、接收天線和發(fā)射天線,所述射頻前端裝置的信號(hào)輸出端分別與所述雷達(dá)信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端和所述發(fā)射天線的信號(hào)輸入端連接，所述接受天線的數(shù)據(jù)輸出端與所述射頻前端裝置的信號(hào)輸入端連接。

如圖2所示，射頻前端裝置包括發(fā)射單元和接收單元，所述發(fā)射單元包括L波段線性調(diào)頻源、X波段頻率源、第一混頻器、第一帶通濾波器、第一功率放大器、第二功率放大器和功分器，所述接收單元包括低噪聲放大器、第二帶通濾波器、第二混頻器和中放電路，所述第一混頻器的第一信號(hào)輸入端與所述L波段線性調(diào)頻源的信號(hào)輸出端連接，所述第一混頻器的第二信號(hào)輸入端與所述X波段頻率源的信號(hào)輸出端連接，所述第一帶通濾波器的信號(hào)輸入端與所述第一混頻器的信號(hào)輸出端連接，所述第一帶通濾波器的信號(hào)輸出端與所述第一功率放大器的信號(hào)輸入端連接，所述功分器的信號(hào)輸入端與所述第一功率放大器的信號(hào)輸出端連接，所述功分器的第一信號(hào)輸出端與所述第二功率放大器的信號(hào)輸入端連接，所述功分器的第二信號(hào)輸出端與所述第二混頻器的第一信號(hào)輸入端連接，所述第二功率放大器的信號(hào)輸出端與所述發(fā)射天線信號(hào)輸入端連接，所述低噪聲放大器的信號(hào)輸入端與所述接受天線的信號(hào)輸出端連接，所述低噪聲放大器的信號(hào)輸出端與所述第二帶通濾波器的信號(hào)輸入端連接，所述第二混頻器的第二信號(hào)輸入端與所述第二帶通濾波器的信號(hào)輸入端連接，所述第二混頻器的信號(hào)輸出端與所述中放電路的信號(hào)輸入端連接，所述中放電路的信號(hào)輸出端與所述雷達(dá)信號(hào)處理器的信號(hào)輸入端相連接。

基于DSS與PLL技術(shù)實(shí)現(xiàn)的L波段線性調(diào)頻源，其產(chǎn)生的LFMCW具有較強(qiáng)的相位噪聲和雜散抑制特性，同時(shí)還具有較好的線性度；它與基于PLL技術(shù)實(shí)現(xiàn)的具有高穩(wěn)定性，較強(qiáng)的相位噪聲和雜散抑制特性的X波段頻率信號(hào)輸入SIM-14+第一混頻器進(jìn)行上混頻；混頻后的輸出信號(hào)輸入第一帶通濾波器，第一帶通濾波器采用平面微帶結(jié)構(gòu)，擁有非常優(yōu)秀的阻帶，對(duì)于發(fā)射機(jī)中相對(duì)比較高的本振濾除的很干凈；第一帶通濾波器濾波后的輸出信號(hào)輸入第一功率放大器HMC441進(jìn)行功率放大；第一功率放大器輸出信號(hào)輸入威爾金森功分器，輸出兩路信號(hào)； 威爾金森輸出信號(hào)輸入第二功率放大器HMC1082LP4E，第二功率放大器輸出信號(hào)輸入發(fā)射天線。

接收天線輸出信號(hào)輸入低噪聲放大器HMC516，該型號(hào)集成低噪聲放大器作為接收機(jī)的LNA，其具有較寬的工作帶寬和動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)具有較高的增益和P1dB壓縮點(diǎn)；低噪聲放大器輸出信號(hào)輸入第二帶通濾波器，第二帶通帶通濾波器在頻帶內(nèi)，插入損耗小于2dB，阻帶抑制超過15dB；第二帶通濾波器輸出信號(hào)與威爾金森功分器輸出信號(hào)2輸入SIM-14+第二混頻器進(jìn)行下混頻，混頻輸出信號(hào)輸入中放電路，中放選用帶通濾波器，帶寬設(shè)定為1KHz~106KHz，保證在最大程度接收到中頻信號(hào)的情況下可以盡可能的抑制不需要的噪聲信號(hào)。另外，本模塊基于同相比例放大電路來設(shè)計(jì)中頻放大電路。運(yùn)算放大器選用ADI公司生產(chǎn)的雙通道、低功耗、高速放大器AD8002，設(shè)置的增益為200倍，保證信號(hào)的幅度滿足信號(hào)處理模塊的要求；中放電路輸出信號(hào)輸入雷達(dá)信號(hào)處理器。

本實(shí)用新型專門針對(duì)港口、閘口緩慢行駛的船只測量而研制的高精度測速測距雷達(dá)。它最低可測量速度為0.1m/s船只,測速精度達(dá)到±0.05m/s,且同時(shí)具有測距功能，測距范圍為1-350m，測距精度在±1m以內(nèi)。