[实用新型]一种无人直升机雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无人直升机雷达系统，有空中和地面两个组成部分；利用无人直升机将雷达升空，使雷达能够探测目标的可视距离比雷达在地面设置时更远；利用地空无线通信来传送雷达探测数据，简化雷达空中单元的组成。

背景技术

由于受地面影响和地球曲率的影响，设置在地面的雷达系统无法探测到低空、超低空飞行以及地球曲率遮挡之下的目标，造成雷达探测的盲区，尽量抬高雷达离地面的高度能增大雷达可探测目标的距离。现在，人们将雷达安装在高山上或飞机上，其目的就是为了增大雷达可探测目标的距离。将雷达安装在高山上，雷达站的建设施工需要花费很多资金；将雷达安装在飞机上可以得到更远的探测距离，但飞机雷达的安装不但有很高的技术要求，而且雷达的使用费用也很高。不论雷达在地面上还是在飞机上工作时，为实现对不同方向上的目标进行探测，雷达天线波束需要在方位进行扫描。雷达天线实现方位扫描需要一种称为“旋转关节”的部件，“旋转关节”能保证发射机的射频能量在天线转动时馈送到雷达天线上和将接收的目标回波信号馈送到接收机。“旋转关节”增加了雷达的复杂性，也使雷达发射和接收的射频功率遭受到一定的损耗。

发明内容

为了提高雷达的工作高度，减少将雷达安装在高山上和安装在飞机上的施工困难和减少雷达的使用费用、简化雷达组成单元、免去雷达使用“旋转关节”带来的射频损耗，本实用新型提供了一种无人直升机雷达系统，既能使雷达升到空中，增大视距，又能简化雷达组成单元，免去“旋转关节”造成的射频损耗。

本实用新型采取的技术方案是：有空中和地面两部分，空中部分有和无人直升机固定在一起的雷达接收发射机和天线，高频发射机，雷达天线转动角度的方位传感器和空间位置传感器。地面部分有接收空中部分高频发射机发送的雷达探测目标信号、雷达天线转动和空间位置数据的高频接收机，有将空中部分的坐标转换成地面部分三维坐标数据的转换装置。

利用一个无人直升机将雷达升到高空。雷达高度与目标通视的距离可以用下面公式进行计算：

L＝4.12×(H₁^1/2+H₂^1/2)(Km)

其中，L-雷达到目标的通视距离+

H₁-雷达高度(m)

H₂-目标高度(m)

例如，当雷达的架设高度和目标的飞行高度均为100m时，则雷达到目标的最大视线距离为82.4Km；当无人直升机雷达的高度为3000m和目标的飞行高度为100m时，则雷达到目标的最大视线距离为266.86Km。

无人直升机的升力是由旋翼转动产生的，而旋翼转动时产生一个反转力矩，使直升机做与旋翼相反方向的转动。为了平衡这个反转力矩，直升机都有一个产生平衡力矩的尾桨。如果尾桨产生的力矩与旋翼产生的反转力矩相等，则直升机保持一种固定的姿态；如果尾桨产生的力矩与旋翼产生的反转力矩不等，则直升机保持一种围绕垂直轴转动的姿态。改变尾桨所产生力矩的大小，可以改变直升机体转动的速度和方向。

在结构上，雷达天线固定安装在直升机机体上，雷达天线与雷达本体之间不再使用“旋转关节”。为了实现雷达天线的旋转扫描，控制尾桨产生的力矩使雷达天线产生围绕垂直轴的转动，形成雷达天线波束的方位扫描。

利用无线通信线路将目标反射信号直接以射频形式向地面传送，雷达目标信号的下变频、中频放大、信号解调、雷达数据处理、显示控制终端等常规雷达所必须的信号流程都在地面进行。

本实用新型有益效果是，无人直升机提升了雷达高度，增大了雷达的可视探测距离；控制尾桨产生的力矩使雷达天线产生围绕垂直轴的转动，形成雷达天线波束的方位扫描，省去了“旋转关节”，去除了因“旋转关节”造成的射频损失；地空无线数据传输简化了雷达空中单元的组成。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1为无人直升机雷达系统的组成方框图，图中，1-卫星定位接收机天线，2-无人直升机机体，3-雷达天线，4-雷达对地数据通信天线，5-卫星定位接收机天线，6-地面站对空中雷达的数据通信天线，7-雷达系统地面站。