[发明专利]一种用于无人机目标探测的组网雷达系统和探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及目标探测领域，尤其涉及一种用于无人机目标探测的组网雷达系统和探测方法。

背景技术

无人机也称做无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

其中微型无人机由于体积小、飞行操控方便等自身特点在带来很多应用上的方便与优越性的同时，也带来了一系列安全问题，例如误闯机场、飞行安全等情况，因此有必要对无人机进行有效的监控。而实时监控困难是无人机飞行监管长期存在的问题，现有技术中的无人机监视设备，由于城市环境特殊性，楼层遮挡严重，导致监视设备在城市中架设条件受到极大的限制。例如监视设备要求设备架设使用点在楼顶等开阔区域，有稳定的供电系统，安装位置和外设不能扰民，并且区域内的站点信息能够综合。这些综合因素导致现有设备对无人机探测距离近，探测效果差，缺乏组网综合监控，无法实现大范围长期的实时监视。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的一系列问题，提供了一种用于空中目标探测的组网雷达探测系统和相应的探测方法，能实现多站组网和无人值守的对无人机等空中目标自动实时监控，探测精度高，覆盖范围广，并在监控中心实时在城市地图上显示，实现在城市中对无人机等空中目标的大范围监视，保障城市防护安全。

具体的，本发明提供一种用于目标探测的组网雷达系统，所述雷达系统包括以下模块：组网模块，用于在通讯基站铁塔上架设探测雷达，构建雷达组网；天线模块，采用收发分置的形式，1行14列组成，每列天线后接移相网络，最终合成一路至发射和接收，发射和接收天线根据雷达的时序控制，通过改变移相器的移相码实现对不同方位指向目标的探测；发射模块，发射采用固态分布式，并用于发射锯齿线性调频连续波信号信号处理模块，用于数据处理和信号处理；监控中心，用于接收目标探测数据，并对探测数据进行综合处理，从而对目标进行识别和定位。

其中信号处理模块包括以下单元：

(1)信号I/Q数据采集获取单元：用于中频信号的采集、DDC、滤波；

(2)信号检测单元：包括FFT，MTD，CFAR和输出目标信息；

(3)检测结果输出单元，用于点迹打包传输；

(4)数据处理单元：接收目标信息，进行二门限检测，点迹处理和航迹处理，最终形成目标航迹信息输出；

(5)数据交户单元：与控制中心进行交互，将目标信息数据无线传输给指挥控制中心。

每个基站的GPS坐标信息在建站时测量，并对该基站进行编号并录入雷达组网数据库，监控中心收到目标坐标信息后，根据基站编号和包括坐标在内的目标信息，即可换算出目标在整个组网环境中所处的位置，并根据城市地图确定目标的具体位置。

雷达对目标进行探测包括方位测量、距离测量和高度测量，其中方位测量采用相扫实现，距离测量通过发射锯齿线性调频连续波信号实现，高度测量通过采用多站点测得的目标方位、距离信息结合基站站点GPS坐标信息综合计算获得。

另一方面，本发明提供一种基于组网雷达系统的用于目标探测的探测方法，所述方法包括以下步骤：在通讯基站铁塔上架设探测雷达，构建雷达组网；雷达天线按照收发分置的形式，采用固态分布式发射锯齿线性调频连续波信号对目标进行探测；通过信号处理模块将探测信号数据传输给监控中心；其中雷达天线为1行14列组成，每列天线后接移相网络，最终合成一路至发射和接收，发射和接收天线根据雷达的时序控制，通过改变移相器的移相码实现对不同方位指向目标的探测；监控中心接收目标探测数据，并对探测数据进行综合处理，从而对目标进行识别和定位。

其中信号处理系统包括以下单元：

(1)信号I/Q数据采集获取单元：用于中频信号的采集、DDC、滤波；

(2)信号检测单元：包括FFT，MTD，CFAR和输出目标信息；

(3)检测结果输出单元，用于点迹打包传输；

(4)数据处理单元：接收目标信息，进行二门限检测，点迹处理和航迹处理，最终形成目标航迹信息输出；

(5)数据交户单元：与控制中心进行交互，将目标信息数据无线传输给指挥控制中心。

其中每个基站的GPS坐标信息在建站时测量，并对该基站进行编号并录入雷达组网数据库，监控中心收到目标坐标信息后，根据基站编号和目标信息，即可换算出目标在整个组网环境中所处的位置，并根据城市地图确定目标的具体位置。