一種基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣象風險預警領域,尤其涉及一種基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前海上風險預警系統(tǒng)主要是依靠單獨的氣象傳感器和海洋傳感器,氣象雷達和衛(wèi)星系統(tǒng)會用來感知氣象災害,然后通過自動識別系統(tǒng)或電臺將風險警告發(fā)送給所有位于危險區(qū)域的所有海上船只或海上作業(yè)平臺,然后由船長根據(jù)他們自己船只的位置來定位壞天氣的具體位置并自行脫離危險地帶。
[0003]當前風險預警系統(tǒng)的主要缺點是由于地球的曲率目前傳統(tǒng)的氣象感應雷達尚不具備探測短距離、中低高度快速形成的危害氣象的能力。且衛(wèi)星傳感器不能提供可實時和及時更新的天氣變化。
[0004]對于航海安全來說,船只或海上作業(yè)平臺大多依靠自己的海上導航雷達、岸基雷達或與帶有自動識別系統(tǒng)的海岸警衛(wèi)隊巡邏船聯(lián)絡來觀察他們航路周圍的環(huán)境。港口和航海管理部門使用安裝在海岸或海岸警衛(wèi)隊船只上的雷達來進行監(jiān)測、維護治安,同時也執(zhí)行搜索和救援任務。位于岸基和船用雷達多為非相參性,單極化的雷達,他們工作在S或X頻段,而且是機械旋轉(zhuǎn),這些雷達通常缺乏對目標的三維定位。因為具有非相參性,這些雷達無法使用多普勒處理,這使得這些雷達容易受到海洋雜波的影響,進而極大地破壞在漲潮的惡劣天氣條件下進行的探測效果。因此他們在在惡劣天氣條件下執(zhí)行搜索和救援具有非常大的局限性,此外還缺乏準確的氣象探測能力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種集氣象監(jiān)測和海上風險預警一體的基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明提供一種基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng),包括至少一個向探測區(qū)域發(fā)射脈沖信號的海洋雷達系統(tǒng),其中,海洋雷達系統(tǒng)包括收發(fā)單元、上變頻單元、發(fā)射單元、陣列天線、接收單元、下變頻單元、控制單元和第一通訊單元,收發(fā)單元將脈沖信號進行調(diào)制,上變頻單元接收由收發(fā)單元輸出的調(diào)制后的脈沖信號,發(fā)射單元接收由上變頻單元輸出的上變頻后的脈沖信號,陣列天線接收由發(fā)射單元輸出的功率放大后的脈沖信號,陣列天線向探測區(qū)域發(fā)射功率放大后的脈沖信號,接收單元用于通過陣列天線接收回波脈沖信號,下變頻單元接收由接收單元輸出的回波脈沖信號,收發(fā)單元接收由下變頻單元輸出的下變頻后的回波脈沖信號,控制單元接收由收發(fā)單元輸出的解調(diào)后的回波脈沖信號,控制單元對回波脈沖信號進行處理并得出氣象信息和海洋目標位置信息,控制單元根據(jù)氣象信息和海洋目標位置信息生成預警信號,控制單元通過第一通訊單元向海洋目標輸出預警信號。
[0007]由上述方案可見,通過采用相控陣雷達的海洋雷達,并利用相控陣陣列天線向探測區(qū)域發(fā)射脈沖信號,再通過控制單元分析反射回來的回波脈沖信號,并分析處理得出探測區(qū)域的氣象信息以及海洋目標位置信息,隨后控制單元根據(jù)氣象信息和海洋目標位置信息生成預警信號,即判斷海洋目標所在位置是否存在危險,如存在危險則向該海洋目標發(fā)射預警信號,使得如船只或海上作業(yè)平臺等海洋目標能夠及時地得知附件海域的氣象情況,及時作出相關措施避免財產(chǎn)和人員的損失,繼而實現(xiàn)集氣象監(jiān)測和海上風險預警一體的并基于海洋雷達系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)。
[0008]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)還包括多個海洋雷達系統(tǒng)和中央控制單元,多個海洋雷達系統(tǒng)分別對不同探測區(qū)域發(fā)射脈沖信號,每一個海洋雷達系統(tǒng)通過通訊單元向中央控制單元輸出氣象信息和海洋目標位置信息,中央控制單元根據(jù)多個氣象信息和海洋目標位置信息對每一個海洋目標生成對應的預警信號。
[0009]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)還包括第二通訊單元,中央控制單元通過第二通訊單元向預警信號對應的海洋目標輸出預警信號。
[0010]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)還包括顯示裝置,中央控制單元根據(jù)多個氣象信息和多個海洋目標位置信息進行數(shù)據(jù)融合并將融合后的數(shù)據(jù)在顯示裝置顯示。
[0011]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)包括設置在中央控制單元和海洋雷達系統(tǒng)之間的第一防火墻。
[0012]由上可見,通過設置中央控制單元收集多個海洋雷達系統(tǒng)采集的氣象信息,并對多個氣象信息進行信息融合,有利于提高氣象探測范圍和準確度,以及掌握多個海上目標的位置信號,能夠?qū)Χ鄠€海上目標進行監(jiān)測,一旦遇上壞天氣,則根據(jù)海上目標的位置生成對應的預警信號,并將該預警信息發(fā)送到相應的海上目標上。
[0013]更進一步的方案是,控制單元可通過第一通訊單元接收由中央控制單元輸出的控制信號。
[0014]更進一步的方案是,海洋雷達系統(tǒng)還包括人機控制界面,人機控制界面向控制單元輸出控制信號。
[0015]由上可見,在控制方式方面除了可采用人機控制界面實現(xiàn)簡便的控制外,還可以通過遠程通訊的方式對海洋雷達系統(tǒng)進行控制,實現(xiàn)預警系統(tǒng)的智能化。
[0016]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)還包括第三通訊單元,中央控制單元通過第三通訊單元向陸上接收單元輸出預警信號。
[0017]更進一步的方案是,預警系統(tǒng)包括設置在中央控制單元和陸上接收單元之間的第二防火墻。
[0018]由上可見,當海上目標遇上壞天氣后,除了向海上目標發(fā)送預警信號外,還可將該預警信號發(fā)送至陸上接收單元,而陸上接收單元是設置在港口管理部門、海警、海監(jiān)、保衛(wèi)部門等,該救援部門通過陸上接收單元以無線通訊或有線通訊的形式接收預警信號后可根據(jù)氣象信息和海上目標位置信息實施救援或指導。
【附圖說明】
[0019]圖1是基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)實施例中的海洋雷達系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0020]圖2是基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)實施例中的海洋雷達系統(tǒng)探測示意圖。
[0021]圖3是基于海洋雷達監(jiān)測技術(shù)的預警系統(tǒng)實施例的系統(tǒng)框圖。
[0022]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1和圖2,圖1是海洋雷達系統(tǒng)I的系統(tǒng)框圖,圖2是海洋雷達系統(tǒng)I探測時的原理圖,海洋雷達系統(tǒng)I可采用的雷達是相控陣雷達或機械掃描雷達,雷達朝向探測區(qū)域發(fā)射
海洋雷達系統(tǒng)I包括收發(fā)單元15、上變頻單元16、發(fā)射單元12、陣列天線11、下變頻單元14、接收單元13、第一通訊單元18和控制單元19和人機控制界面17,收發(fā)單元15包括激勵模塊151和波束發(fā)生模塊152。
[0024]操作人員可通過人機控制界面17向控制單元19輸出控制信號繼而實現(xiàn)控制,并使控制單元19向收發(fā)單元15輸出控制信號,收發(fā)單元15為調(diào)制解調(diào)收發(fā)器,收發(fā)單元15將需要向探測區(qū)域發(fā)射的脈沖信號進行調(diào)制,具體地,在激勵模塊151和波束發(fā)生模塊152的相互配合下產(chǎn)生脈沖波形,收發(fā)單元15將調(diào)制后的脈沖信號輸出到上變頻單元16中,上變頻單元16將調(diào)制后的脈沖信號進行上變頻,使得脈沖信號移到所需要的較高載波頻率上。隨后上變頻單元16將上變頻后的脈沖信號輸出到發(fā)射單元12。
[0025]發(fā)射單元12包括功率放大模塊121、模擬數(shù)字模塊122、電源模塊123和散熱處理模塊124。模擬數(shù)字模塊122由振幅調(diào)制電路、相位調(diào)制電路和波束控制電路組成,模擬數(shù)字模塊122將變頻后的脈沖信號根據(jù)預設波束角對振幅和相位進行調(diào)節(jié),隨后將調(diào)節(jié)完畢的脈沖信號輸出到功率放大模塊121中,功率放大模塊121將脈沖信號轉(zhuǎn)化到最大輸出功率并通過陣列天線11向探測區(qū)域發(fā)射脈沖信號。電源模塊123為放大模塊121、模擬數(shù)字模塊122和散熱處理模塊124提供電源。散熱處理模塊124設置有散熱器和溫度檢測器,由于脈沖信號功率放大和脈沖發(fā)射時將產(chǎn)生大量廢熱,所以溫度檢測器可對發(fā)射單元12的溫度進行檢測,當溫度高于預設值時,可啟動散熱器對發(fā)射單元12進行散熱。
[0026]脈沖信號在與探測區(qū)域的海浪、云、颶風、