[发明专利]一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋目标和海洋环境探测领域，具体涉及一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统及控制方法。 

背景技术

现有的海洋测量雷达和基于船用导航雷达的海洋环境探测系统的扫描方式基本为单速率环扫。一种固定速率的环扫方式无法满足不同情况下海洋目标和海洋环境的探测需求，从探测的功能上来看，功能单一，适应范围有限，其中部分主要的原因是不同情况下海洋目标和海洋环境探测对雷达的数据获取速率需求不同。海洋目标探测对雷达数据获取率需求较高，需要快速确定目标方位角度及其运动轨迹，而海洋环境探测由于在一定时间内海洋环境如海冰、海流、海浪等处于稳态，则大多不需要较高的雷达数据获取速率，针对海冰边界、溢油边界和高海况测量，需要单一径向的雷达数据不断积累，这就要求海洋测量雷达必须具有定向扫描功能，为了提高雷达隐身性能，环扫方式很容易被监测，加上雷达周围不可避免的存在人类生活生产密集区，不宜遭受电磁波辐射，需要指定扇区的雷达数据获取，在目前的海洋测量雷达系统和基于海洋测量雷达的海洋环境探测系统中，单一速率的雷达扫描方式已不能兼顾上述多种情况的应用，而具有多种扫描方式的海洋测量雷达则大大提高了海洋目标和海洋环境探测领域的通用能力。 

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提出一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统及控制方法，解决了以往雷达扫描只能适用于单一的海洋目标探测的工作方式，本发明可以采用多速率环扫、扇扫和定向扫描多种方式，提升了海洋测量雷达在海洋目标和海洋环境探测领域的通用能力。 

本发明采用以下技术方案： 

    一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统，包括FPGA控制模块、模拟控制及驱动系统、步进电机、减速机、高精密伺服转台、高分辨率绝对值编码器、天线和终端计算机；天线设置于高精密伺服转台上，扫描时，由转台转动带动天线的转动FPGA控制模块、模拟控制及驱动系统、步进电机、减速机、高精密伺服转台和高分辨率绝对值编码器依次相连构成一个回路，FPGA控制模块还通过千兆以太网与终端计算机相连；

终端计算机通过千兆以太网发送伺服控制系统命令给FPGA控制模块，FPGA控制模块对伺服控制系统命令进行编解码后，将编解码后的系统命令发送给模拟控制及驱动系统，模拟控制及驱动系统驱动步进电机和减速机，从而控制高精密伺服转台的转动，高分辨率绝对值编码器将高精密伺服转台的目标数据进行编码后传送给FPGA控制模块，FPGA控制模块将编码后的目标数据发送回终端计算机，终端计算机将收到编码后的目标数据与伺服控制系统命令中的给定量进行比较后，再次发送校正命令。

    一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统的控制方法： 

    步骤一：首先确定需要扫描的目标；

    步骤二：根据确定的扫描的目标，选择扫描方式，需要对海上高速运动的目标测量数据时，选用高速率的环扫方式；需要对处于稳态的海洋动力环境、溢油及海冰测量数据时，选用慢速率的环扫方式；需要单一径向的雷达数据积累，选用定向扫描方式；雷达隐身和部分扇区禁止辐射的情况，需要指定扇区的雷达数据获取，选用扇扫方式。

作为本发明的进一步优选方案，所述的FPGA控制模块采用XC6VLX240T芯片。 

作为本发明的进一步优选方案，所述的步进电机采用直流四相步进电机。 

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 

    第一、本发明采用步进电机，噪声小、精度高，可靠性稳定；

第二、本发明采用加入高精密伺服转台，更好的控制天线的旋转角度，使得定位更加准确；

第三、本发明的扫描控制软件扫描方式更加多样化，扫描更加便捷、精确。

附图说明

图1为本发明的控制软件框图； 

图2为本发明的总体设计框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明： 

本发明提供一种实现海洋雷达多种扫描方式的扫描系统，包括FPGA控制模块、模拟控制及驱动系统、步进电机、减速机、高精密伺服转台、高分辨率绝对值编码器和终端计算机；FPGA控制模块、模拟控制及驱动系统、步进电机、减速机、高精密伺服转台和高分辨率绝对值编码器依次相连，FPGA控制模块还通过千兆以太网与终端计算机相连。