一種相參處理的安防監控雷達系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于雷達領域，具體涉及一種相參處理的安防監控雷達系統。
【背景技術】
[0002]隨著雷達電子技術的發展，雷達在安防監控系統中的應用越來越廣泛。雷達不僅僅要針對單個目標進行監控報警，而且還需要對區域內多個危險目標進行跟蹤，并顯示目標軌跡，以便迅速準確地將危險目標控制。傳統的安防監控雷達一般采用微波對射雷達、LFMCff雷達。微波對射雷達采用兩部雷達對立放置，兩部雷達間形成一道電子墻，當目標穿越電子墻時，雷達系統會發出報警信息。微波對射雷達只能對進入監控區域的目標進行報警，無法得到同時監控多個目標并對目標軌跡進行跟蹤。
[0003]基于LFMCW(線性調頻連續波)的安防雷達系統，可以對危險侵入目標進行檢測，在面臨多個目標時，存在目標距離和速度耦合的問題，這導致了距離分辨力的下降，而且會引起運動目標測距誤差。它采用的是三角波調頻連續波方式。
[0004]當雷達前方出現η個目標時，回波信號是多個點目標回波信號的疊加，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關系，實際上根本無法準確得到目標的距離、速度信息，無法解決多目標的跟蹤問題。
【發明內容】
[0005]為了解決傳統安防雷達同時多目標跟蹤、監控問題，本實用新型提供了一種相參處理的安防監控雷達系統。該系統主要通過對信號處理器的改進，實現了連續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的距離、速度的跟足示O
[0006]一種相參處理的安防監控雷達系統，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射天線，兩個接收天線和發射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發射天線位于下端。
[0007]進一步的，前端裝置包括信號調制器、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]進一步的，信號處理器主要包括DA轉換器、AD轉換器、晶振、DSP芯片、現場可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動態隨機存儲器、復位電路以及串口 232芯片。
[0009]進一步的，信號處理器主要處理芯片為DSP芯片，其型號為ADSP-21479 ;輔助處理芯片為現場可編程門陣列芯片，負責控制DA轉換器產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]進一步的，顯控計算機包括計算機系統和串口通訊電路，用于目標輸出軌跡信息的顯示。
[0011]進一步的，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]進一步的，信號處理器采用串口 232芯片與顯控計算機進行交互通訊。
[0013]有益效果:
[0014]本實用新型的安防監控雷達系統解決了安防監控過程中多個目標同時處理的問題，硬件系統設計簡單易實現，系統功能強大，設計成本低。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的安防監控雷達組成框圖
[0016]圖2為本實用新型的天線結構布局圖
[0017]圖3為本實用新型的信號處理器連接關系圖
[0018]圖4為本實用新型的安防監控雷達系統原理框圖
【具體實施方式】
[0019]下面結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控雷達系統進行說明。
[0020]一種相參處理的安防監控雷達系統包含天線、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，實現射頻信號的發射放大和接收放大，整個天線包含兩個接收天線和一個發射天線。具體的結構布局形式如圖2所示，接收天線和發射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發射天線位于下端。
[0021]發射時，前端裝置將基帶信號調制、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行放大、混頻到中頻，在進行中頻放大后輸出給信號處理器。前端裝置由信號調制器、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字處理，從而提取目標信息。信號處理器主要連接關系如圖3所示，主要包含DA轉換器(數字信號轉模擬信號)芯、AD轉換器(模擬信號轉數字信號)、晶振、DSP (數字信號處理)芯片、FPGA (現場可編程門陣列)芯片、程控衰減器、帶通濾波器、FLASH (閃存)、SDRAM (同步動態隨機存儲器)、復位電路以及串口 232芯片組成。信號處理器主要處理芯片為DSP，根據安防雷達需求，選擇了 ADSP-21479型號；輔助處理芯片為FPGA，負責控制DA轉換器產生三角波形式的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輸出軌跡信息的顯示，便于人進行監控。包含計算機系統和串口通訊電路組成。
[0024]相參處理的安防監控雷達系統原理框圖如圖4所示，以下對其中主要的連接關系進行說明。
[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產生的數字信號通過DA
[0027]轉換為模擬電壓信號送給信號調制器；
[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，該同步信號為系統相參的關鍵；
[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]的信號混頻后變為1、Q兩路信號，兩個接收通道信號則變為1、Q
[0032]共四路信號，經前端裝置中頻放大器放大后輸出給信號處理器的AD
[0033]轉換器模塊。
[0034]前端裝置的發射通道，通過VCO將信號調制后經功分器、功放后輸出給天線發射端；接收通道，將兩個接收天線接收的信號經低噪聲放大器、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，FPGA利用時鐘同步信號控制AD采樣，AD采樣后的數字信號進入FPGA、DSP中進行處理，其中DSP將時序控制的參數發送給FPGA，FPGA將FFT處理后的數字信號發送給FPGA。信號處理器采用串口 232芯片與顯控計算機進行交互通訊。
[0035]本實用新型的系統主要通過對信號處理器的改進，實現了連續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范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種相參處理的安防監控雷達系統，其特征在于，所述系統包括天線、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射天線，兩個接收天線和發射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發射天線位于下端。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，前端裝置包括信號調制器、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.如權利要求1所述的系統，其特征在于，信號處理器主要包括DA轉換器、AD轉換器、晶振、DSP芯片、現場可編程門陣列芯片、程控衰減器、帶通濾波器、閃存、同步動態隨機存儲器、復位電路以及串口 232芯片。4.如權利要求1所述的系統，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 ;輔助處理芯片為現場可編程門陣列芯片，負責控制DA轉換器產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.如權利要求1所述的系統，其特征在于，顯控計算機包括計算機系統和串口通訊電路，用于目標輸出軌跡信息的顯示。6.如權利要求1所述的系統，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.如權利要求1所述的系統，其特征在于，信號處理器采用串口232芯片與顯控計算機進行交互通訊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種相參處理的安防監控雷達系統，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射天線，兩個接收天線和發射天線呈倒三角布局，兩接收天線位于上端，一個發射天線位于下端。本實用新型主要通過對信號處理器的改進，實現了連續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的距離、速度的跟蹤。
【IPC分類】G01S13/66
【公開號】CN204731412
【申請號】CN201520465523
【發明人】秦屹, 柯常勇, 張恒
【申請人】南京森斯爾智能科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月1日