一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于雷達(dá)領(lǐng)域，具體涉及一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著雷達(dá)電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)在安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。雷達(dá)不僅僅要針對(duì)單個(gè)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警，而且還需要對(duì)區(qū)域內(nèi)多個(gè)危險(xiǎn)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并顯示目標(biāo)軌跡，以便迅速準(zhǔn)確地將危險(xiǎn)目標(biāo)控制。傳統(tǒng)的安防監(jiān)控雷達(dá)一般采用微波對(duì)射雷達(dá)、LFMCff雷達(dá)。微波對(duì)射雷達(dá)采用兩部雷達(dá)對(duì)立放置，兩部雷達(dá)間形成一道電子墻，當(dāng)目標(biāo)穿越電子墻時(shí)，雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信息。微波對(duì)射雷達(dá)只能對(duì)進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行報(bào)警，無(wú)法得到同時(shí)監(jiān)控多個(gè)目標(biāo)并對(duì)目標(biāo)軌跡進(jìn)行跟蹤。
[0003]基于LFMCW(線性調(diào)頻連續(xù)波)的安防雷達(dá)系統(tǒng)，可以對(duì)危險(xiǎn)侵入目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，在面臨多個(gè)目標(biāo)時(shí)，存在目標(biāo)距離和速度耦合的問(wèn)題，這導(dǎo)致了距離分辨力的下降，而且會(huì)引起運(yùn)動(dòng)目標(biāo)測(cè)距誤差。它采用的是三角波調(diào)頻連續(xù)波方式。
[0004]當(dāng)雷達(dá)前方出現(xiàn)η個(gè)目標(biāo)時(shí)，回波信號(hào)是多個(gè)點(diǎn)目標(biāo)回波信號(hào)的疊加，對(duì)上升沿頻段頻譜分析可以得到η個(gè)譜峰，同理對(duì)下降沿頻段頻譜分析也可以得到η個(gè)譜峰，由于無(wú)法得到兩族譜各譜線的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)際上根本無(wú)法準(zhǔn)確得到目標(biāo)的距離、速度信息，無(wú)法解決多目標(biāo)的跟蹤問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決傳統(tǒng)安防雷達(dá)同時(shí)多目標(biāo)跟蹤、監(jiān)控問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)信號(hào)處理器的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)波信號(hào)的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的距離、速度的跟足示O
[0006]一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，包括天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)四部分，天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)依次相連，其中，天線包括兩個(gè)接收天線和一個(gè)發(fā)射天線，兩個(gè)接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個(gè)發(fā)射天線位于下端。
[0007]進(jìn)一步的，前端裝置包括信號(hào)調(diào)制器、壓控振蕩器、功分器、功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器。
[0008]進(jìn)一步的，信號(hào)處理器主要包括DA轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器、晶振、DSP芯片、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、復(fù)位電路以及串口 232芯片。
[0009]進(jìn)一步的，信號(hào)處理器主要處理芯片為DSP芯片，其型號(hào)為ADSP-21479 ;輔助處理芯片為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的壓控振蕩器控制電壓，以及同步信號(hào)、時(shí)序控制信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步的，顯控計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和串口通訊電路，用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示。
[0011]進(jìn)一步的，前端裝置與信號(hào)處理器之間通過(guò)6根信號(hào)線交互連接，6根信號(hào)線分別為:第I根為AGC電壓信號(hào)線；第2根為同步信號(hào)線；第3、4、5、6根為兩路1、Q信號(hào)線。
[0012]進(jìn)一步的，信號(hào)處理器采用串口 232芯片與顯控計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互通訊。
[0013]有益效果:
[0014]本實(shí)用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)解決了安防監(jiān)控過(guò)程中多個(gè)目標(biāo)同時(shí)處理的問(wèn)題，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)組成框圖
[0016]圖2為本實(shí)用新型的天線結(jié)構(gòu)布局圖
[0017]圖3為本實(shí)用新型的信號(hào)處理器連接關(guān)系圖
[0018]圖4為本實(shí)用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)原理框圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0020]一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)包含天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)四部分，如圖1所示。其中，天線具有較大的增益，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的發(fā)射放大和接收放大，整個(gè)天線包含兩個(gè)接收天線和一個(gè)發(fā)射天線。具體的結(jié)構(gòu)布局形式如圖2所示，接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個(gè)發(fā)射天線位于下端。
[0021]發(fā)射時(shí)，前端裝置將基帶信號(hào)調(diào)制、放大后通過(guò)天線輻射出去。接收時(shí)，前端裝置將天線收到的信號(hào)進(jìn)行放大、混頻到中頻，在進(jìn)行中頻放大后輸出給信號(hào)處理器。前端裝置由信號(hào)調(diào)制器、VCO(壓控振蕩器)、功分器和功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器組成。
[0022]信號(hào)處理器用于中頻回波信號(hào)的數(shù)字處理，從而提取目標(biāo)信息。信號(hào)處理器主要連接關(guān)系如圖3所示，主要包含DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào))芯、AD轉(zhuǎn)換器(模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào))、晶振、DSP (數(shù)字信號(hào)處理)芯片、FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)芯片、程控衰減器、帶通濾波器、FLASH (閃存)、SDRAM (同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)、復(fù)位電路以及串口 232芯片組成。信號(hào)處理器主要處理芯片為DSP，根據(jù)安防雷達(dá)需求，選擇了 ADSP-21479型號(hào)；輔助處理芯片為FPGA，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的VCO控制電壓，以及同步信號(hào)、時(shí)序控制信號(hào)。
[0023]顯控計(jì)算機(jī)用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示，便于人進(jìn)行監(jiān)控。包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和串口通訊電路組成。
[0024]相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)原理框圖如圖4所示，以下對(duì)其中主要的連接關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]天線與前端裝置之間通過(guò)三個(gè)通道連接，三個(gè)通道分別為一個(gè)發(fā)射通道和兩個(gè)接收通道。前端裝置與信號(hào)處理器之間通過(guò)6根信號(hào)線交互連接，6根信號(hào)線連接方式分別為:
[0026]1、第I根為AGC電壓信號(hào)線，由FPGA產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通過(guò)DA
[0027]轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)送給信號(hào)調(diào)制器；
[0028]2、第2根為同步信號(hào)線，由VCO提供時(shí)鐘信號(hào)輸出給FPGA作為
[0029]時(shí)序控制的同步信號(hào)，該同步信號(hào)為系統(tǒng)相參的關(guān)鍵；
[0030]3、第3、4、5、6根為兩路1、Q信號(hào)線，前端裝置將每個(gè)接收通道
[0031]的信號(hào)混頻后變?yōu)?、Q兩路信號(hào)，兩個(gè)接收通道信號(hào)則變?yōu)?、Q
[0032]共四路信號(hào)，經(jīng)前端裝置中頻放大器放大后輸出給信號(hào)處理器的AD
[0033]轉(zhuǎn)換器模塊。
[0034]前端裝置的發(fā)射通道，通過(guò)VCO將信號(hào)調(diào)制后經(jīng)功分器、功放后輸出給天線發(fā)射端；接收通道，將兩個(gè)接收天線接收的信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器輸出給信號(hào)處理器。前端裝置將時(shí)鐘同步信號(hào)輸出給信號(hào)處理器FPGA，F(xiàn)PGA利用時(shí)鐘同步信號(hào)控制AD采樣，AD采樣后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入FPGA、DSP中進(jìn)行處理，其中DSP將時(shí)序控制的參數(shù)發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA將FFT處理后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給FPGA。信號(hào)處理器采用串口 232芯片與顯控計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互通訊。
[0035]本實(shí)用新型的系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)信號(hào)處理器的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)波信號(hào)的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的距離、速度的跟蹤。
[0036]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)四部分，天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)依次相連，其中，天線包括兩個(gè)接收天線和一個(gè)發(fā)射天線，兩個(gè)接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個(gè)發(fā)射天線位于下端。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，前端裝置包括信號(hào)調(diào)制器、壓控振蕩器、功分器、功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)處理器主要包括DA轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器、晶振、DSP芯片、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、復(fù)位電路以及串口 232芯片。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)處理器的主要處理芯片為DSP芯片，其型號(hào)為ADSP-21479 ;輔助處理芯片為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列芯片，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的壓控振蕩器控制電壓，以及同步信號(hào)、時(shí)序控制信號(hào)。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯控計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和串口通訊電路，用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，前端裝置與信號(hào)處理器之間通過(guò)6根信號(hào)線交互連接，6根信號(hào)線分別為:第I根為AGC電壓信號(hào)線；第2根為同步信號(hào)線；第3、4、5、6根均為兩路1、Q信號(hào)線。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)處理器采用串口232芯片與顯控計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互通訊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，包括天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)四部分，天線、前端裝置、信號(hào)處理器、顯控計(jì)算機(jī)依次相連，其中，天線包括兩個(gè)接收天線和一個(gè)發(fā)射天線，兩個(gè)接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個(gè)發(fā)射天線位于下端。本實(shí)用新型主要通過(guò)對(duì)信號(hào)處理器的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)波信號(hào)的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的距離、速度的跟蹤。
【IPC分類】G01S13/66
【公開號(hào)】CN204731412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520465523
【發(fā)明人】秦屹, 柯常勇, 張恒
【申請(qǐng)人】南京森斯?fàn)栔悄芸萍加邢薰?br>【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日