[实用新型]一种相参化磁控管脉冲体制船用导航雷达

说明书

本实用新型公开一种相参化磁控管脉冲体制船用导航雷达,含雷达天线、伺服单元、收发单元和显控终端，收发单元内增设定向耦合器，雷达发射信号有适量经定向耦合器至相参接收机；回波由裂缝天线接收，并经收发开关、放电管、限幅器和射频前端进入相参接收机；相参接收机设中频处理模块和信号处理模块；中频处理模块对发射样本信号和接收信号分别进行混频滤波得中频信号后传输至低噪声中频放大器，放大后的中频信号经高速AD采集，分别由数字混频器和滤波器对中频样本信号和中频回波信号进行数字混频和滤波，同时采用回波信号随距离变化的自动增益控制的STC和AGC；信号处理模块采用DSP+FPGA+ADC架构；相参接收机连接显控终端。

技术领域

本实用新型属于船载导航雷达技术领域，具体涉及改造为具备相参化技术的常规磁控管脉冲体制船载导航雷达结构。

背景技术

导航雷达是船舶必备的船用电子设备之一，主要用于实现海上目标的探测与跟踪，提供导航避碰信息，保障船舶航行安全。多年来，船用导航雷达均采用磁控管脉冲体制，该体制雷达结构简洁、易于实现，其通过控制磁控管产生大功率射频脉冲信号，经过裂缝波导天线完成雷达信号的发射与接收，采用对数非相参接收机完成雷达信号的接收与处理。

随着我国各型船舶航行范围的不断扩大，海洋航行任务逐年增多，船用导航雷达在使用过程中逐渐暴露出对动目标检测能力有限，在复杂海况下对诸如漂浮物、小渔船、小冰山等小目标探测能力不足等问题。常规船用导航雷达受工作体制的限制，其对海上小目标探测能力的发展已经到达了瓶颈。现有的该体制雷达的发射脉冲初始相位、频率和幅度存在不稳定的现象，脉冲间相干特性较差，无法进行相参处理，无法快速感知目标的运动态势，对小目标探测处理手段有限。

随着高速AD、高性能DSP和FPGA芯片技术的发展以及对雷达中频相参处理技术的研究应用，使磁控管脉冲体制的导航雷达向相参化发展成为可能。因此，在我国船舶已普遍装备磁控管非相参导航雷达的前提下，以主流常规非相参磁控管导航雷达为基础，进行技术体制革新，设计磁控管脉冲体制的相参船用导航雷达，提高在复杂海况下小目标的探测能力以及目标态势感知能力，具有极其重要的实用意义。

发明内容

本实用新型的目的是，克服现有技术的非相参化磁控管脉冲体制船用导航雷达所存在的无法快速感知目标的运动态势，对小目标探测处理手段有限的缺陷，提供一种大幅提高在复杂海况下对小目标的探测能力以及目标态势感知能力的雷达装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种相参化磁控管脉冲体制船用导航雷达,包括磁控管脉冲体制的船用相参导航雷达天线、伺服单元、收发单元和显控终端，其特征是，在收发单元内部增设定向耦合器，雷达发射的信号中有适当比例的信号作为发射样本信号分导通过定向耦合器耦合至相参接收机；雷达回波由裂缝天线接收，并依次经过收发开关、放电管、限幅器和射频前端进入相参接收机；相参接收机设置有中频处理模块和信号处理模块；中频处理模块对耦合的发射样本信号和接收信号分别进行混频滤波得到中频信号后传输至低噪声中频放大器，经低噪声中频放大器放大后的中频信号经高速AD对中频信号进行采集，分别由数字混频器和滤波器对中频样本信号和中频回波信号进行数字混频和滤波，同时采用实现回波信号随距离变化的自动增益控制的STC(近程增益控制)和AGC(全量程增益控制)；信号处理模块采用DSP+FPGA+ADC的架构；相参接收机连接显控终端。

通过增设定向耦合器，并利用高速AD、高性能DSP和FPGA芯片技术，对发射样本信号和回波信号进行相干处理，消除回波信号由于脉间或脉内的频率不稳引起的回波相位和幅度出现的误差，提高接收信号的相位连续性和幅度一致性。对回波信号进行相参处理，抑制了部分杂波和噪声的影响，提升了复杂环境下小目标的探测能力。

本实用新型的有益效果是：