光電復(fù)合低空預(yù)警探測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光電復(fù)合低空預(yù)警探測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低空泛指3000米以下的空域。近些年來，開放低空通航的呼聲越來越高。一旦實(shí)行，將對低空探測提出更高的要求。另一方面，要害部門、重點(diǎn)區(qū)域?yàn)榱藨?yīng)對可能的恐怖襲擊，也有迫切的低空探測需求。
[0003]低空空域具有以下2個特點(diǎn):一是飛行器種類繁多，包括各種通用飛行器、直升機(jī)、無人機(jī)、飛艇、熱氣球等；二是環(huán)境復(fù)雜，城市里存在各種高大建筑物，野外存在山坡等。上述特點(diǎn)為低空探測帶來了較大的挑戰(zhàn)。
[0004]目前對于低空空域，尤其是500m以下的空域，尚無有效的探測手段，國內(nèi)也沒有成熟產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種光電復(fù)合低空預(yù)警探測系統(tǒng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計一種光電復(fù)合低空預(yù)警探測系統(tǒng)，包括如下模塊:毫米波雷達(dá)探測器、光學(xué)探測器、綜合伺服控制器、數(shù)字分機(jī)、制冷機(jī)、電源分機(jī)，以及具有人機(jī)交互界面的主控計算機(jī)；
[0007]所述毫米波雷達(dá)探測器包括:雷達(dá)伺服器、天線、射頻前端、信道分機(jī)；
[0008]所述天線，其由雷達(dá)伺服器承載，并在雷達(dá)伺服器驅(qū)動下運(yùn)動；
[0009]所述射頻前端，其固定于天線背面，隨天線一起運(yùn)動；所述射頻前端包括:發(fā)射支路和接收支路；在發(fā)射狀態(tài)，射頻前端將信道分機(jī)的中頻發(fā)射信號上變頻到毫米波段，并傳輸給天線；在接收狀態(tài)，射頻前端將天線接收的毫米波信號下變頻，傳輸至信道分機(jī)；
[0010]所述信道分機(jī)包括:直接數(shù)字式頻率合成器、頻率綜合器、發(fā)射支路和接收支路；所述直接數(shù)字式頻率合成器，用于產(chǎn)生O?200MHz的點(diǎn)頻信號或線性調(diào)頻信號；所述頻率綜合器，用于產(chǎn)生全系統(tǒng)工作時鐘、上下變頻本振信號；所述信道分機(jī)的發(fā)射支路，將信號上變頻到中頻，發(fā)送給射頻前端；所述信道分機(jī)的接收支路，將射頻前端發(fā)送的信號下變頻到低中頻，傳輸給數(shù)字分機(jī)；
[0011]所述光學(xué)探測器包括:光學(xué)伺服器、視頻探測器、紅外探測器；
[0012]所述視頻探測器和紅外探測器，由光學(xué)伺服器承載，并在光學(xué)伺服器驅(qū)動下運(yùn)動；所述視頻探測器與紅外探測器的探測方向共軸；
[0013]所述視頻探測器，通過光電轉(zhuǎn)換將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將電信號傳輸至數(shù)字分機(jī)；
[0014]所述紅外探測器包括:紅外陣面、透鏡系統(tǒng)、頭罩；
[0015]所述紅外陣面，通過光電轉(zhuǎn)換將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并將電信號傳輸至數(shù)字分機(jī)；
[0016]所述透鏡系統(tǒng)，其設(shè)于紅外陣面前端，包含一組凸透鏡或凹透鏡，用于調(diào)整紅外陣面成像焦點(diǎn)的位置及成像大?。?br>[0017]所述頭罩，其包裹紅外陣面和透鏡系統(tǒng)，用于保護(hù)透鏡系統(tǒng)與紅外陣面；
[0018]所述綜合伺服控制器，其用于控制雷達(dá)伺服器和光學(xué)伺服器工作，協(xié)調(diào)控制毫米波雷達(dá)探測器和光學(xué)探測器的姿態(tài)；
[0019]所述數(shù)字分機(jī)包括:雷達(dá)信號處理模塊、視頻成像模塊、紅外成像模塊和接口控制豐吳塊；
[0020]所述雷達(dá)信號處理模塊，將信道分機(jī)接收支路發(fā)送的低中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并對該數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字信號處理，得到雷達(dá)探測數(shù)據(jù)；
[0021 ] 所述視頻成像模塊，對視頻探測器的電信號進(jìn)行處理，得到視頻圖像數(shù)據(jù)；
[0022]所述紅外成像模塊，對紅外陣面的電信號進(jìn)行圖像重建、非均勻校正及預(yù)處理，得到紅外圖像數(shù)據(jù)；
[0023]所述接口控制模塊，向主控計算機(jī)輸出雷達(dá)探測數(shù)據(jù)、視頻圖像數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)，接收主控計算機(jī)的各項(xiàng)指令，控制透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)紅外陣面不同距離的觀測；
[0024]所述制冷機(jī)，用于將毫米波雷達(dá)探測器、視頻探測器和紅外探測器的工作溫度保持在正常范圍；
[0025]所述電源分機(jī)，對外接電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為各用電模塊的工作電壓，為各用電模塊供電；
[0026]所述主控計算機(jī)，其用于:控制綜合伺服控制器工作，通過綜合伺服控制器協(xié)調(diào)控制毫米波雷達(dá)探測器和光學(xué)探測器的姿態(tài)和探測范圍；接收和處理雷達(dá)探測數(shù)據(jù)、視頻圖像數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)，并輸出處理結(jié)果。
[0027]優(yōu)選的，所述述雷達(dá)伺服器，其控制毫米波雷達(dá)探測器的天線俯仰角，改變毫米波雷達(dá)探測器覆蓋空域的高度范圍。
[0028]優(yōu)選的，所述毫米波雷達(dá)探測器的天線采用一維相控陣形式，俯仰向電子掃描，方位向在雷達(dá)伺服器控制下360度機(jī)械掃描。
[0029]優(yōu)選的，所述毫米波雷達(dá)探測器工作在Ka波段。
[0030]優(yōu)選的，所述毫米波雷達(dá)探測器的信號帶寬最大值為1.25GHz，距離分辨率優(yōu)于0.1m0
[0031]優(yōu)選的，在工作過程中，毫米波雷達(dá)用于大范圍搜索，視頻探測器和紅外探測器用于重點(diǎn)范圍的搜索，以及特定目標(biāo)的持續(xù)跟蹤。
[0032]所述主控計算機(jī)，具有人機(jī)交互界面，控制伺服系統(tǒng)協(xié)調(diào)雷達(dá)與紅外/光學(xué)系統(tǒng)的探測范圍，控制雷達(dá)與紅外/光學(xué)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，處理雷達(dá)與紅外光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主控計算機(jī)一方面控制各探測器的運(yùn)行狀態(tài)，另一方面處理各探測器的探測信號，將處理結(jié)果反饋給操作員。
[0033]本發(fā)明為采用多種探測器的組合低空探測解決方案，利用不同探測器的優(yōu)勢，能夠有效地探測、定位并識別低空中的各類目標(biāo)。
[0034]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0035]1、雷達(dá)+光學(xué)+紅外組合低空探測，綜合各種傳感器的優(yōu)點(diǎn)。
[0036]由于低空環(huán)境復(fù)雜，采用單一的傳感器技術(shù)進(jìn)行探測，都會由于其自身的缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)實(shí)需求。采用毫米波雷達(dá)為與圖像檢測相結(jié)合的綜合探測系統(tǒng)，彌補(bǔ)了單一技術(shù)的劣勢，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提高了在各種天氣條件下的檢測性能和檢測可靠性。
[0037]2、基于雜波圖+檢測前跟蹤的雜波抑制方法。
[0038]低空雷達(dá)探測主要難點(diǎn)有2個:一是地雜波影響明顯，二是小目標(biāo)后向散射系數(shù)較低，回波信號能量小。擬采用雜波圖檢測和檢測前跟蹤的綜合檢測方法。利用雜波圖估計雜波的統(tǒng)計特性，對回波信號進(jìn)行預(yù)處理，抑制大部分雜波；然后利用檢測前跟蹤技術(shù)對目標(biāo)能量進(jìn)行積累，提高信雜比，并利用雜波圖估計檢測門限，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的有效檢測。
[0039]3、雷達(dá)、紅外/光學(xué)組合探測策略及資源調(diào)度方法。
[0040]采用以雷達(dá)為主、光學(xué)為輔的探測策略。雷達(dá)系統(tǒng)具有覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，可實(shí)時連續(xù)掃描，實(shí)現(xiàn)廣域探測。待發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后，利用光學(xué)系統(tǒng)對可疑區(qū)域進(jìn)行圖像確認(rèn)，可以極大地降低虛警。在確認(rèn)目標(biāo)后，可以進(jìn)一步將圖像進(jìn)行放大(光學(xué)放大)，從而方便管制員進(jìn)行確認(rèn)。
[0041]本發(fā)明還具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0042]1、綜合雷達(dá)與紅外/光學(xué)的特點(diǎn)，雷達(dá)系統(tǒng)可全天時、全天候工作，覆蓋空域廣，紅外/光學(xué)系統(tǒng)可提供高分辨二維圖像信息，便于目標(biāo)識別與確認(rèn)，二者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)高距離與角度測量精度。
[0043]2、綜合雷達(dá)與紅外/光學(xué)的自動目標(biāo)識別，雷達(dá)信號可根據(jù)目標(biāo)尺寸、輪廓信息實(shí)現(xiàn)粗識別，在獲取圖像?目息后進(jìn)行精識別。
[0044]3、模塊化設(shè)計、體積重量較小，便于部署。
【附圖說明】
[0045]圖1是本發(fā)明的示意圖；
[0046]圖2是毫米波雷達(dá)的示意圖；
[0047]圖3是紅外探測器的示意圖。
[0048]圖4是本發(fā)明工作流程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0050]本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案是:
[0051]如圖1所示，一種光電復(fù)合低空預(yù)警探測系統(tǒng)，包括如下模塊:毫米波雷達(dá)探測器、光學(xué)探測器、綜合伺服控制器、數(shù)字分機(jī)、制冷機(jī)、電源分機(jī)，以及具有人機(jī)交互界面的主控計算機(jī)；
[0052]如圖2所示，所述毫米波雷達(dá)探測器包括:雷達(dá)伺服器、天線、射頻前端、信道分機(jī)；
[0053]所述天線，其由雷達(dá)伺服器承載，并在雷達(dá)伺服器驅(qū)動下運(yùn)動；
[0054]所述射頻前端，其固定于天線背面，隨天線一起運(yùn)動；所述射頻前端包