[实用新型]一种机场跑道异物检测装置

说明书

技术领域:

本实用新型属于机场安全检测领域，特别涉及一种机场跑道异物检测装置。该系统主要采用具有旋转天线的合成孔径连续波调频雷达显现，来实现对机场跑道表面目标的高分辨检测，可降低地面杂波干扰。 

背景技术:

机场跑道表面外来遗留物碎片的自动检测是关系到航空安全的重要课题。当飞机在跑道上高速滑行时，跑道上这些遗撒物对飞机和周围人员车辆的安全都是严重威胁，据估计每年跑道碎片引起的事故造成航空工业40亿美元的损失。一般考虑小尺寸碎片的雷达截面积只有-20dBm²以下，这些小物体在跑道上静止，回波信杂比极低，碎片的雷达回波和地面雷达杂散回波混在一起，雷达地面杂波的强度与雷达对地照射入射角、照射地面单元的面积以及地面的属性等因素相关，其中地面杂波单元面积（由雷达距离和方位分辨率决定）是一个重要因素。如果雷达的在距离和方位上的分辨率不够高，那么地面杂波单元的面积大，其回波强度就可能会比要检测的碎片回波强很多，也不能采用动目标检测的方法消除地面杂散回波。现在国外采用的方法是光学成像方法和3mm波段的雷达探测方法，采用光学探测的方法受到光线、阴影、纸屑等因素的干扰影响较大，而采用3mm波段的雷达价格昂贵，维护成本较高。 

发明内容：

本实用新型的目的是为了提供一种价格相对低廉的、能够对机场碎片实现可靠检测的旋转天线合成孔径雷达检测系统。本实用新型针对线性调频连续波系统，通过宽带线性调频实现高的距离分辨率，通过实现天线半圆弧轨迹旋转构建合成孔径，从而实现高的方位分辨，减少地面杂波单元的面积，实现对跑道碎片小目标的检测。 

如上构思，本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是： 

一种机场跑道异物检测装置，其特征在于：由发射与接收天线、雷达收发前端、悬臂、旋转机构、信号处理器以及显示控制终端组成；其中：发射与接收天线与雷达收发前端通过波导相连，雷达收发前端通过旋转机构与信号处理器相 连，信号处理器与显示控制终端相连。 

上述雷达发射天线与接收天线采用宽方位波束天线。 

上述雷达收发前端由毫米波VCO、功分器、功率放大器、发射极化器、接收极化器、低噪声放大器、正交混频器、放大信道以及A/D模数变换组成；其中：毫米波VCO通过接口与旋转机构的接口相连接，通过汇流环与信号处理器模块的VCO非线性校正输出相连接；毫米波VCO的输出送入功分器分为两路，一路与功率放大器相连接，功率放大器与发射极化器相连接，发射极化器通过波导与发射天线相连接；接收极化器通过波导与接收天线相连接，接收极化器的输出与低噪声放大器相连接，低噪声放大器的输出与正交混频器相连接，正交混频器的本振由功分器的另一路输出提供，正交混频器的输出与放大滤波信道相连接、放大滤波信道与A/D模数变换相连接，A/D模数变换的数字信号通过接口与旋转机构的接口相连接。 

上述发射极化器和接收极化器都采用垂直极化和水平极化可控极化器。 

上述旋转机构由悬臂连接器、减速器、直流电机、光电码盘、上电缆接口、汇流环以及下电缆接口组成；其中悬臂连接器与悬臂相连接、悬臂连接器与减速器相连接、减速器与直流电机相连接、直流电机与光电码盘相连接、汇流环与直流电机相连接、上电缆接口和下电缆接口分别与汇流环相连接；汇流环起到将雷达收发前端信号与信号处理模块相连接的作用。 

本实用新型针对线性调频连续波系统，通过宽带线性调频实现高的距离分辨率，通过实现天线半圆弧轨迹旋转构建合成孔径，从而实现高的方位分辨，减少地面杂波单元的面积，实现对跑道碎片小目标的检测。 

本实用新型的工作过程是：