一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于雷達(dá)領(lǐng)域，具體涉及一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著雷達(dá)電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)在安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。雷達(dá)不僅僅要針對單個目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控報警，而且還需要對區(qū)域內(nèi)多個危險目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并顯示目標(biāo)軌跡，以便迅速準(zhǔn)確地將危險目標(biāo)控制。傳統(tǒng)的安防監(jiān)控雷達(dá)一般采用微波對射雷達(dá)、LFMCff雷達(dá)。微波對射雷達(dá)采用兩部雷達(dá)對立放置，兩部雷達(dá)間形成一道電子墻，當(dāng)目標(biāo)穿越電子墻時，雷達(dá)系統(tǒng)會發(fā)出報警信息。微波對射雷達(dá)只能對進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行報警，無法得到同時監(jiān)控多個目標(biāo)并對目標(biāo)軌跡進(jìn)行跟蹤。
[0003]基于LFMCW(線性調(diào)頻連續(xù)波)的安防雷達(dá)系統(tǒng)，可以對危險侵入目標(biāo)進(jìn)行檢測，在面臨多個目標(biāo)時，存在目標(biāo)距離和速度耦合的問題，這導(dǎo)致了距離分辨力的下降，而且會引起運動目標(biāo)測距誤差。它采用的是三角波調(diào)頻連續(xù)波方式。
[0004]當(dāng)雷達(dá)前方出現(xiàn)η個目標(biāo)時，回波信號是多個點目標(biāo)回波信號的疊加，對上升沿頻段頻譜分析可以得到η個譜峰，同理對下降沿頻段頻譜分析也可以得到η個譜峰，由于無法得到兩族譜各譜線的對應(yīng)關(guān)系，實際上根本無法準(zhǔn)確得到目標(biāo)的距離、速度信息，無法解決多目標(biāo)的跟蹤問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決傳統(tǒng)安防雷達(dá)同時多目標(biāo)跟蹤、監(jiān)控問題，本實用新型提供了一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過對信號處理器的改進(jìn)，實現(xiàn)了連續(xù)波信號的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時對多個目標(biāo)的距離、速度的跟足示O
[0006]一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，包括天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機四部分，天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機依次相連，其中，天線包括兩個接收天線和一個發(fā)射天線，兩個接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發(fā)射天線位于下端。
[0007]進(jìn)一步的，前端裝置包括信號調(diào)制器、壓控振蕩器、功分器、功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器。
[0008]進(jìn)一步的，信號處理器主要包括DA轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器、晶振、DSP芯片、現(xiàn)場可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動態(tài)隨機存儲器、復(fù)位電路以及串口 232芯片。
[0009]進(jìn)一步的，信號處理器主要處理芯片為DSP芯片，其型號為ADSP-21479 ;輔助處理芯片為現(xiàn)場可編程門陣列芯片，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的壓控振蕩器控制電壓，以及同步信號、時序控制信號。
[0010]進(jìn)一步的，顯控計算機包括計算機系統(tǒng)和串口通訊電路，用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示。
[0011]進(jìn)一步的，前端裝置與信號處理器之間通過6根信號線交互連接，6根信號線分別為:第I根為AGC電壓信號線；第2根為同步信號線；第3、4、5、6根為兩路1、Q信號線。
[0012]進(jìn)一步的，信號處理器采用串口 232芯片與顯控計算機進(jìn)行交互通訊。
[0013]有益效果:
[0014]本實用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)解決了安防監(jiān)控過程中多個目標(biāo)同時處理的問題，硬件系統(tǒng)設(shè)計簡單易實現(xiàn)，系統(tǒng)功能強大，設(shè)計成本低。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)組成框圖
[0016]圖2為本實用新型的天線結(jié)構(gòu)布局圖
[0017]圖3為本實用新型的信號處理器連接關(guān)系圖
[0018]圖4為本實用新型的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)原理框圖
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型所提供的一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0020]一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)包含天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機四部分，如圖1所示。其中，天線具有較大的增益，實現(xiàn)射頻信號的發(fā)射放大和接收放大，整個天線包含兩個接收天線和一個發(fā)射天線。具體的結(jié)構(gòu)布局形式如圖2所示，接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發(fā)射天線位于下端。
[0021]發(fā)射時，前端裝置將基帶信號調(diào)制、放大后通過天線輻射出去。接收時，前端裝置將天線收到的信號進(jìn)行放大、混頻到中頻，在進(jìn)行中頻放大后輸出給信號處理器。前端裝置由信號調(diào)制器、VCO(壓控振蕩器)、功分器和功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器組成。
[0022]信號處理器用于中頻回波信號的數(shù)字處理，從而提取目標(biāo)信息。信號處理器主要連接關(guān)系如圖3所示，主要包含DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)字信號轉(zhuǎn)模擬信號)芯、AD轉(zhuǎn)換器(模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號)、晶振、DSP (數(shù)字信號處理)芯片、FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)芯片、程控衰減器、帶通濾波器、FLASH (閃存)、SDRAM (同步動態(tài)隨機存儲器)、復(fù)位電路以及串口 232芯片組成。信號處理器主要處理芯片為DSP，根據(jù)安防雷達(dá)需求，選擇了 ADSP-21479型號；輔助處理芯片為FPGA，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的VCO控制電壓，以及同步信號、時序控制信號。
[0023]顯控計算機用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示，便于人進(jìn)行監(jiān)控。包含計算機系統(tǒng)和串口通訊電路組成。
[0024]相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)原理框圖如圖4所示，以下對其中主要的連接關(guān)系進(jìn)行說明。
[0025]天線與前端裝置之間通過三個通道連接，三個通道分別為一個發(fā)射通道和兩個接收通道。前端裝置與信號處理器之間通過6根信號線交互連接，6根信號線連接方式分別為:
[0026]1、第I根為AGC電壓信號線，由FPGA產(chǎn)生的數(shù)字信號通過DA
[0027]轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號送給信號調(diào)制器；
[0028]2、第2根為同步信號線，由VCO提供時鐘信號輸出給FPGA作為
[0029]時序控制的同步信號，該同步信號為系統(tǒng)相參的關(guān)鍵；
[0030]3、第3、4、5、6根為兩路1、Q信號線，前端裝置將每個接收通道
[0031]的信號混頻后變?yōu)?、Q兩路信號，兩個接收通道信號則變?yōu)?、Q
[0032]共四路信號，經(jīng)前端裝置中頻放大器放大后輸出給信號處理器的AD
[0033]轉(zhuǎn)換器模塊。
[0034]前端裝置的發(fā)射通道，通過VCO將信號調(diào)制后經(jīng)功分器、功放后輸出給天線發(fā)射端；接收通道，將兩個接收天線接收的信號經(jīng)低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器輸出給信號處理器。前端裝置將時鐘同步信號輸出給信號處理器FPGA，F(xiàn)PGA利用時鐘同步信號控制AD采樣，AD采樣后的數(shù)字信號進(jìn)入FPGA、DSP中進(jìn)行處理，其中DSP將時序控制的參數(shù)發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA將FFT處理后的數(shù)字信號發(fā)送給FPGA。信號處理器采用串口 232芯片與顯控計算機進(jìn)行交互通訊。
[0035]本實用新型的系統(tǒng)主要通過對信號處理器的改進(jìn)，實現(xiàn)了連續(xù)波信號的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時對多個目標(biāo)的距離、速度的跟蹤。
[0036]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機四部分，天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機依次相連，其中，天線包括兩個接收天線和一個發(fā)射天線，兩個接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發(fā)射天線位于下端。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，前端裝置包括信號調(diào)制器、壓控振蕩器、功分器、功放、低噪聲放大器、混頻器和中頻放大器。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號處理器主要包括DA轉(zhuǎn)換器、AD轉(zhuǎn)換器、晶振、DSP芯片、現(xiàn)場可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動態(tài)隨機存儲器、復(fù)位電路以及串口 232芯片。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號處理器的主要處理芯片為DSP芯片，其型號為ADSP-21479 ;輔助處理芯片為現(xiàn)場可編程門陣列芯片，負(fù)責(zé)控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生三角波形式的壓控振蕩器控制電壓，以及同步信號、時序控制信號。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，顯控計算機包括計算機系統(tǒng)和串口通訊電路，用于目標(biāo)輸出軌跡信息的顯示。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，前端裝置與信號處理器之間通過6根信號線交互連接，6根信號線分別為:第I根為AGC電壓信號線；第2根為同步信號線；第3、4、5、6根均為兩路1、Q信號線。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，信號處理器采用串口232芯片與顯控計算機進(jìn)行交互通訊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種相參處理的安防監(jiān)控雷達(dá)系統(tǒng)，包括天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機四部分，天線、前端裝置、信號處理器、顯控計算機依次相連，其中，天線包括兩個接收天線和一個發(fā)射天線，兩個接收天線和發(fā)射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發(fā)射天線位于下端。本實用新型主要通過對信號處理器的改進(jìn)，實現(xiàn)了連續(xù)波信號的相參積累處理，降低了解距離速度耦合的難度，從而完成同時對多個目標(biāo)的距離、速度的跟蹤。
【IPC分類】G01S13/66
【公開號】CN204731412
【申請?zhí)枴緾N201520465523
【發(fā)明人】秦屹, 柯常勇, 張恒
【申請人】南京森斯?fàn)栔悄芸萍加邢薰?br>【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月1日