[发明专利]一种面向远距离低功耗探鸟雷达的探测方法

说明书

本发明公开了一种面向远距离低功耗探鸟雷达的探测方法，雷达发射端将脉冲式线性调频信号作为雷达发射信号，将雷达探测距离分为近、远两个探测距离段，对近探测距离段探测时采用窄脉冲的雷达发射信号，对远探测距离段探测时采用中脉冲的雷达发射信号；雷达控制波束的指向变化，实现方位向0‑360度、俯仰向0‑90度三维全空域覆盖扫描。同时将雷达作用距离分为近、远两个作用距离段，分别采用窄脉冲波和中脉冲波作为发射信号实现雷达功耗低、远距离低盲距的探测，同时有源相控阵结合机械扫描实现全空域覆盖探测。

技术领域

本发明涉及探鸟雷达领域，特别是涉及一种面向远距离低功耗探鸟雷达的探测方法。

背景技术

传统的机场鸟情观测依靠人工，但在目测困难的黎明、黄昏和夜晚，恰恰是鸟击事件的高发期。据统计，2014年1－9月已知发生时段的122 起鸟击事故征候中，夜晚及晨昏等低能见度条件下发生的鸟击事故征候达61.48%，迫切需要相关技术手段的支持。雷达主动发射电磁信号并接收目标反射回波，可以实现高性能、高可靠性、全天候、远距离目标探测，且抗干扰能力强。同时，还可以利用雷达组网技术实现低空大空域监视，提供完整、正确、通用、连续、及时的低空空情，满足对低空探鸟需求，是鸟情观测的重要技术手段，不仅可用于机场鸟击防范，同样可用于河口湿地鸟类保护区、鸟类迁徙主要通道、拟建风力发电场等区域的鸟情观测，对区域内的鸟类种群规模和活动规律做出精确统计，协助有关部门开展科学研究、工程可行性评估等工作。

雷达被用于观测鸟类的活动已经有将近70年的历史，早期的探鸟雷达系统多基于气象雷达和场面监视雷达，比如1998年Geo_Marine公司鸟类研究实验室在美国空战指挥总部的资助下，基于NEXRAD气象雷达网，开发了鸟类危险咨询系统(AHAS)，用于监控和预报美国48个州的鸟类活动。自20世纪70年代以来，海事雷达因其价格低廉而广泛地应用于鸟击雷达探测。应用较为广泛的雷达探鸟系统通常采用体积较小、功耗较低的海事雷达，通过对其天线、信号与数据处理等部分的改造，实现以更高的分辨率在较小的区域内跟踪小型鸟群或单只鸟运动。最具代表性的包括美国Detect公司开发的Merlin雷达、加拿大SicomSystems公司的Accipiter雷达和荷兰的罗宾雷达，技术相对成熟，已在欧美民用及军用机场有了广泛的应用。我国的探鸟雷达研究起步较晚，2014年，中国民航科学技术研究院对S波段海事雷达进行了升级改造，采用固态发射机替代原有的磁控管，并引入了脉冲压缩和脉冲多普勒等多项信号处理技术，改善了其在强地杂波环境中对“低、小、慢”目标的探测能力，搭建了基于S波段固态相参雷达的CAST-AARS实验平台，该平台放置于广西北海机场南灯光站附近，通过定点放飞信鸽目标等方式验证系统的探鸟性能。

现有探鸟雷达系统大多都是基于海事雷达进行改造升级，大多采用多部雷达实现三维探测，已有的探鸟雷达无相控阵电扫描，都是采用两部雷达，一部雷达负责垂直扫描，一部雷达负责水平扫描，从而实现全空域覆盖扫描,雷达体制陈旧、探测精度较低、发射功率高，并且对于单只鸟类的探测距离有限。

脉冲雷达对于离雷达最近的有一段距离是探测不了的，本领域称为近距离探测盲区，盲区大小和发射脉冲的脉冲持续时间有关，持续时间越长，盲距越大，同时雷达距离也越远，但是雷达探测盲距肯定越小越好，低盲距探测窄脉冲实现低盲距，但作用距离有限，中脉冲能实现远距离，但盲距大，现有技术中，使用单一脉冲波形存在实现远距离与低盲距探测效果的矛盾。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种探鸟雷达的探测方法，采用了窄脉冲和中脉冲相结合的波形设计，解决现有技术中无法同时实现远距离、低盲距探测的问题。

此外还解决了传统雷达体制陈旧、成本高、探测精度较低、发射功率高、对于单只鸟类的探测距离有限等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种面向远距离低功耗探鸟雷达的探测方法，包括以下内容：