[发明专利]大气波导实时探测和诊断方法及终端

说明书

技术领域

本发明涉及雷达探测领域，具体而言涉及一种配置在岸基或舰载高性能雷达之上，使之具备大气波导探测、诊断能力的大气波导实时探测和诊断方法及终端。

背景技术

战场环境效应的作战应用研究一直为各军事大国所重视。最近几十年，战场环境效应利用已经成为兵力的“倍增器”。复杂海洋大气环境对雷达探测能力影响十分显著，利用海洋上空的大气波导能够显著提升雷达的实际探测效能，实现对远程目标超视距探测、警戒、跟踪。利用大气波导探测能获得显著的作战效益，基于真实战场环境下雷达大气波导探测性能对舰艇海上作战各环节的作战能力具有显著影响。

微波雷达在进行探测时，经常会出现电磁波的异常传播，电磁波受到大气折射的影响，会部分地陷获在一定厚度的大气薄层里，就像电磁波在金属波导管中传播一样，这种现象称为大气波导传播，形成波导传播的大气薄层称为大气波导层。大气波导现象使得雷达有可能观测到数倍于雷达视距的目标，实现超视距探测，但同时也可能使雷达探测出现大面积盲区。

大气波导主要是由于大气修正折射率的负梯度所引起，而大气修正折射率与大气的温度、湿度和压强相关。因此，目前国内对大气波导的常规观测主要采用发射探空火箭、探空气球或在陆地建设探空铁塔等方法探测大气温度、气压、湿度随高度的变化，进而获取测点的大气波导传播条件。或者利用传统的历史资料统计，来估计当前大气波导的传播条件。

然而，常规观测手段难以连续获取大范围大气波导要素，与实际应用需求差距较大；利用历史资料统计的方法，不能真实地反应当前的大气波导条件。在实际应用中，都存在着不可避免的局限性。

因此，大气波导实时探测和诊断已经成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题的缺陷，提出一种配接在岸基或舰载雷达上的大气波导探测终端设备，完成海上大气波导探测、诊断任务，与主雷达设备同步工作，在不影响配接雷达正常任务的前提下，实现雷达扫描区域内，连续自动进行大气波导探测、诊断。

本发明是一种独立设备，配接在其他现役雷达之上，在不影响岸基或舰载雷达工作和性能的前提下，使其具备大气波导探测、诊断能力。本发明的特点：充分利用配接雷达现有的功能，不影响配接雷达的正常使用，改装成本低，加装方便，可靠性高。本发明适用于X波段、C波段、S波段的雷达。

本发明提供一种大气波导实时探测和诊断终端，包括：基于CPCI总线的工作站(或服务器)、接口模块、中频采样数字接收机和高速数字信号处理器，并与相关软件的集成(包括反演模块和显示模块)。

本发明的另一目的在于提供一种大气波导实时探测和诊断方法，包括：由配接雷达进行指定方位的低仰角扫描，扫描得到的信号分出一路来，通过大气波导探测终端的接口模块，送至大气波导探测终端内；接口模块将来自配接雷达的中频信号(中频回波信号)、同步脉冲、时钟信号、波束角数据、和工作模式编码等信号等送至中频采样数字接收机内；中频采样数字接收机对接收到的中频信号(中频回波信号)进行采样和变换，得到I/Q信号，并将I/Q信号送至高速数字信号处理器内；高速数字信号处理器对收到的I/Q信号进行处理，滤除天气回波、地物杂波、干扰信号等信号，得到纯净的海杂波功率数据，将数据传送给大气波导反演软件，进行大气波导反演；大气波导反演软件反演得到的结果，送至终端显示软件进行三维显示。

根据本发明，提供一种大气波导实时探测和诊断终端，配接于岸基或舰载雷达上，其特征在于包括：CPCI总线，连接基于CPCI总线的工作站或服务器，接口模块，中频采样数字接收机，高速数字信号处理器，以及大气波导反演模块；所述接口模块接收来自所述岸基或舰载雷达的原始信号，经隔离、放大后转送至中频采样数字接收机；所述中频采样数字接收机对从所述接收模块接收到的信号进行采样，并进行A/D变换，再经处理转换为I/Q信号，并将其送至高速数字信号处理器；所述高速数字信号处理器对采样得到的I/Q信号进行处理，滤除干扰信号，并对得到的相对纯净的海杂波数据，并测算海杂波功率数据，然后将所述海杂波功率数据传送给大气波导反演模块；所述大气波导反演模块进行大气波导反演，得到探测和诊断结果，即大气波导参数。

根据本发明的优选实施例，其中所述来自所述岸基或舰载雷达的原始信号包括：所述岸基或舰载雷达采集得到的中频回波信号，以及所述岸基或舰载雷达本身的同步脉冲和时钟信号。

根据本发明的优选实施例，其中所述高速数字信号处理器还对从接口模块接收到的天线波束角数据和工作模式编码信号进行处理。