[发明专利]毫米波时分调频船用多目标检测防撞雷达

权利要求书

1.一种毫米波时分调频船用多目标检测防撞雷达，设有环形器、中放、声表器件SAW匹 配滤波器组、数据缓冲存储器FIFO、数字信号处理器DSP、微控制器MCU、双口存储器RAM、 接口I/O、水面摄像传感器、本船速传感器、卫星定位传感器GPS、声光报警器、方向舵控制 器、发动机减速器、点火/熄灭控制器、键盘，其特征在于：还设有收/发两用准光集成介质 透镜天线阵列、波束开关、收/发开关T/R₁、T/R₂、频率合成器、时分电路、低噪声高放、分 谐波混频器、毫米波时分线性调频器、调制信号发生器、多目标信号提取电路、光栅扫描图 像显示器CRT，其中，收/发两用准光集成介质透镜天线阵列在船顶高位设成水平环形阵或环 绕桅杆为圆环阵，频率合成器输出f_c1，f_c1作为时钟信号接入时分电路，频率合成器输出f_c2， f_c2作为时钟信号接入DSP、频率合成器输出f_c3，f_c3作为时钟信号接入MCU，DSP编码脉冲 分配序列接入波束开关、光栅扫描图像显示器CRT，全方位循环扫描探测水面可能碰撞的目 标，时分电路预置端经接口I/O接入MCU，水面摄像传感器、本船速传感器、卫星定位传感 器GPS信号经接口I/O接入MCU控制时分电路生成n路时分脉冲，高电平逻辑“1”接入收/ 发开关T/R₂，低电平逻辑“0”接入T/R₁，频率合成器输出f_N，f_N接入毫米波时分线性调频 器锁定基频，二或四次谐频为发射载频f₀，频率合成器输出f_m，f_m作为基准频率接入调制信 号发生器，调制信号发生器频率、波形变换预置端经接口I/O接入MCU，水面摄像传感器、 本船速传感器、卫星定位传感器GPS信号经接口I/O接入MCU控制调制信号发生器产生n组 调制信号频率和波形，在时分电路编码为频率递增排列的n路脉冲接入毫米波时分线性调频 器，经T/R₂至环形器、波束开关，天线阵列发射，频率合成器输出f_L，f_L作为内在二或四次 倍频本振信号接入分谐波混频器、频率合成器输出f_i，f_i作为中频相干检波基准信号接入多 目标信号提取电路，回波射频经天线阵列、波束开关、环形器、T/R₁、低噪声高放、分谐波 混频器、中放，n路脉冲在时分电路时序异步选通门选取发射编码的n组目标信号经声表器 件SAW匹配滤波器组、多目标信号提取电路、数据缓冲存储器FIFO接入DSP数据总线，DSP 与MCU数据总线、地址线、控制线经双口存储器RAM汇接及提供仲裁信号，接口I/O分别接 入光栅扫描图像显示器CRT、声光报警器、方向舵控制器、发动机减速器、点火/熄灭控制器、 键盘，DSP软件设计片内分组时分复用数据重排、动目标显示MTI、快速傅里叶变换FFT、距 离旁瓣抑制、恒虚警处理CFAR，MCU系统软件编程包括主程序和数据采集、数据处理、对象 控制子程序，中放检出自动增益控制AGC电压经滤波、放大接入低噪声高放、中放AGC控制 端，频率合成器、时分电路、低噪声高放、分谐波混频器、波束开关、环形器、收/发开关 T/R₁、T/R₂、毫米波时分线性调频器雷达收/发电路集成一体、屏蔽；

收/发两用准光集成介质透镜天线阵列，由介质基片微带双偶极振子集成天线、介质透镜、 阵列基座、防护罩构成，介质透镜是一端面为半球体，另一端面为圆柱体截面，介质基片微 带双偶极振子集成天线紧密放置在介质透镜的圆柱截面为馈源，介质透镜半球端面为天线辐 射面，在船顶高位设成水平环形阵列或环绕桅杆圆环阵列，DSP编码脉冲序列接入波束开关、 光栅扫描图像显示器CRT坐标变换器；

毫米波时分线性调频器由毫米波压控振荡器VCO、环路滤波器LF、鉴相器DP组成，其 VCO由耿管Gunn、超突变结变容管及电容芯片、鳍线波导、悬置微带线构成，鳍线设单脊周 期栅，耿管Gunn谐振电路、变容管调谐支路匹配安装在单脊鳍线上，偏压、调制信号经接地 旁路电容悬置微带线引入，频率合成器输出f_N与VCO基频信号接入DP，鉴相电压经LF接至 VCO变容管压控端，并接入n路时分脉冲线性调频，输出波导隔离基频选取二或四次谐频为 雷达发射载频f₀，VCO单独屏蔽。