一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統技術方案

本發明專利技術涉及航海雷達技術領域，具體是一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統。所述系統包括雷達發射機、雷達接收機、目標檢測處理單元、感知存儲器單元、場景認知單元、工作存儲器單元和控制執行單元。本發明專利技術實現了雷達發射信號與雷達工作環境間的有效匹配，提高了雷達的工作效率，降低了雷達輻射對環境的污染，兼顧了近距離和遠距離目標的探測與分辨力間的矛盾，解決了傳統的的船舶導航雷達遠近目標的監視與跟蹤不能同時兼顧的問題，可獲得更強的雜波抑制能力和目標檢測性能。

【技術實現步驟摘要】
一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統
本專利技術涉及航海雷達
，具體是一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統。
技術介紹
目前，不管是傳統的磁控管脈沖雷達還是近年剛開始推廣應用的脈內線調頻脈沖壓縮雷達，其工作模式一直是采用發射脈寬和脈沖重復頻率等參數隨工作量程手動改變而變換的固定參數工作模式，波形參數和信號特性完全未能響應探測空間的目標及其鄰近雜波分布特性和水域地理環境特性。近量程下的窄脈沖模式雷達探測距離有限，導致對較距離目標無法進行可靠的跟蹤監視，而轉大量程監視遠距離目標時，對遠距離目標需要重新建立跟蹤，遠近目標的監視與跟蹤難以兼顧，全方位的目標有效監測能力受到限制。進一步地，工作在不同類型水域時，目標環境特性不同，航海雷達常常不必要地向很多空間發射探測脈沖，同時在探測很多目標時也常常不必要地使用了過多的能量，雷達效能無法針對各個目標加以優化，未能實現高效節能的探測，未能盡可能地減小雷達對環境電磁輻射影響。為此，依據認知雷達的技術思想，航海雷達應對目標環境的感知信息具有認知分析能力，并依此對發射信號參數進行選擇控制，以使雷達的工作模式相應其探測環境的特性，以與環境友好的綠色方式進行目標探測，在結構上應具形成接收到發射的反饋控制結構。近年來，認知雷達技術的研究發展迅速，研究成果層出不窮，特別是在全自適應波形最優化研究和一些對成本不敏感的軍事應用領域，在航海雷達等一些對成本較為敏感的普通民用應用領域尚未引起足夠的重視。
技術實現思路
為解決現有技術存在的上述問題，本專利技術的目的是提供一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種認知型脈內線調頻脈沖壓縮航海雷達系統，包括雷達發射機、雷達接收機、目標檢測處理單元、感知存儲器單元、場景認知單元、工作存儲器單元和控制執行單元。A、所述的雷達發射機用以發射波形參數隨雷達環境變化的由三個線性調頻子脈沖構成的組合脈沖微波信號；B、所述的雷達接收機用以接收由發射及發射信號經反射產生的回波信號，通過匹配接收和加窗處理，實現脈沖壓縮和時間旁瓣抑制；C、所述的目標檢測處理單元用以對經脈沖壓縮后的回波數字視頻信號進行子脈間和組合脈沖間的非相參積累處理和雜波抑制處理即目標檢測處理；并利用電子海圖信息和AIS信息實現陸地回波掩膜及目標檢測；給出雷達目標空間分布特性的感知、雷達雜波統計特性參數估計和陸地回波分布等，并將這些感知信息存入感知存儲器；D、所述的感知存儲器單元以方位為索引，用以存儲目標空間分布的感知信息和雷達雜波強度及弱目標的目標回波強度及雷達工作水域地理環境的感知信息，并在感知工作期間完成靜態背景的檢測處理，作為陸地感知信息進行記錄，所存信息按天線掃描周期進行更新；E、所述的場景認知單元針對來自感知存儲器的目標感知信息，利用AIS和GIS輔助信息和岸線檢測與陸地區域判定算法，對陸地區域進行認知，對目標空間分布特性、雜波分布特性進行參數化的認知分析，實現雷達系統對目標分布區域及雜波環境及非雷達探測區域的認知功能，并將認知信息以方位為索引存入工作存儲器；F、所述的工作存儲器單元用以存儲全部目標存在方位上的有關目標距離分布狀態及其雜波環境的認知信息；G、所述的控制執行單元器基于來自工作存儲器的認知信息，根據波形選擇準則，產生波形控制參數，控制發射機產生所需的發射信號，并計算各子脈沖的最小作用距離和最大作用距離以及可實現的組合脈沖積累數，將這些參數送接收機的非相參積累檢測處理器，控制實現對回波信號的非相參積累處理和目標檢測處理。此外，控制執行器還換控制實現對雷達的感知工作狀態和認知控制工作狀態的轉換控制。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：1、由于收發環節間的感知認知與控制的反饋結構，實現了雷達發射信號與雷達工作環境間的有效匹配；2、雷達的發射信號波形參數與雷達工作環境相匹配，減少了不必要的發射，提高了雷達的工作效率，降低了雷達輻射對環境的污染；3、兼顧了近距離和遠距離目標的探測與分辨力間的矛盾；4、解決了傳統的的船舶導航雷達遠近目標的監視與跟蹤不能同時兼顧的問題；5、可獲得更強的雜波抑制能力和目標檢測性能。附圖說明圖1本專利技術認知船舶導航雷達系統組成框圖；圖2本專利技術雷達發射信號子組合脈沖波形圖；圖3本專利技術雷達發射脈沖組群結構圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術進行進一步地描述。一種認知型線調頻脈沖航海雷達系統，包括雷達發射機、雷達接收機、目標檢測處理單元、感知存儲器單元、場景認知單元、工作存儲器單元和控制執行單元，如圖1所示；A、所述的雷達發射機用以發射波形參數隨雷達環境變化的由三個線性調頻子脈沖構成的組合脈沖微波信號，組合脈沖信號形式如圖2所示；B、雷達發射機在控制紙箱單元的控制下連續發射由M個組合脈沖構成的沒發射脈沖組群，如圖3所示，M為但當前波形參數情況下可實現的脈沖組積累數；C、所述的雷達接收機用以接收來自監測區域內的探測回波，通過匹配接收實現脈沖壓縮；D、所述的目標檢測處理單元用以對經脈沖壓縮后的回波數字視頻信號進行子脈間和組合脈沖間的非相參積累處理和雜波抑制處理即目標檢測處理；并利用電子海圖信息和AIS信息實現陸地回波掩膜及目標檢測，或通過P幀雷達視頻圖像的幀間積累獲得靜態的陸地回波圖，儀表與認知單元進行陸地區域的認知分析，通過以上處理，檢測處理單元可給出雷達目標空間分布特性的感知、雷達雜波統計特性參數估計和陸地回波分布等，并將這些感知信息存入感知存儲器；E、所述的感知存儲器單元以方位為索引，用以存儲目標空間分布的感知信息和雷達雜波強度及弱目標的目標回波強度及雷達工作水域地理環境的感知信息，并在感知工作期間完成靜態背景的檢測處理，作為陸地感知信息進行記錄，所存信息按天線掃描周期進行更新；F、所述的場景認知單元針對來自感知存儲器的目標感知信息，利用AIS和GIS信息作為輔助信息和岸線檢測與陸地區域判定算法，對陸地區域進行認知，對目標空間分布特性、雜波分布特性進行參數化的認知分析，實現雷達系統對目標分布區域及雜波環境及非費雷達探測區域的認知功能，并將認知信息以方位為索引存入工作存儲器；G、所述的工作存儲器單元用以存儲全部目標存在方位上的有關目標距離分布狀態及其雜波環境的認知信息；H、所述的控制執行單元基于來自工作存儲器的認知信息，根據波形選擇準則，產生波形控制參數，控制發射機產生所需的發射信號，并計算個子脈沖的最小作用距離和最大作用距離以及可實現的組合脈沖積累數M，將這些參數送目標檢測處理器單元，控制實現對回波信號的非相參積累處理和目標檢測處理；此外，控制執行器還控制實現對雷達的感知工作狀態和認知控制工作狀態的轉換控制。發射波形參數控制包含感知和認知兩個基本階段；雷達場景感知階段的基本過程為：1)系統初始探測和控制參數初始設置；2)基于有DIS信息的陸地區域和非雷達檢測區域的雷達回波信號掩膜處理；3)目標空間分布特性分析；4)更新感知存儲器的信息記錄并經分析處理后更新工作存儲器；5)結束此感知階段的感知探測。機發射信號分為兩個基本階段，即場景感知發射階段和場景認知發射階段：雷達場景感知階段的基本過程是：1)系統初始探測和控制參數初始設置并發射脈沖群組；2)檢測處理單元基于有GIS信息的陸地區域和非雷達檢測區域本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種認知型線調頻脈沖航海雷達系統，包括雷達發射機、雷達接收機、目標檢測處理單元、感知存儲器單元、場景認知單元、工作存儲器單元和元控制執行單元；A、所述的雷達發射機用以發射波形參數隨雷達環境變化的由三個線性調頻子脈沖構成的組合脈沖微波信號；B、所述的雷達接收機用以接收由發射機發射信號經反射產生的回波信號，通過匹配接收和加窗處理，實現脈沖壓縮和時間旁瓣抑制；C、所述的目標檢測處理單元用以對經脈沖壓縮后的回波數字視頻信號進行子脈間和組合脈沖間的非相參積累處理和雜波抑制處理即目標檢測處理；并利用電子海圖信息和AIS信息實現陸地回波掩膜及目標檢測；給出雷達目標空間分布特性的感知、雷達雜波統計特性參數估計和陸地回波分布等，并將這些感知信息存入感知存儲器單元；D、所述的感知存儲器單元以方位為索引，用以存儲目標空間分布的感知信息和雷達雜波強度及弱目標的目標回波強度及雷達工作水域地理環境的感知信息，并在感知工作期間完成靜態背景的檢測處理，作為陸地感知信息進行記錄，所存信息按天線掃描周期進行更新；E、所述的場景認知單元針對來自感知存儲器的目標感知信息，利用AIS和GIS輔助信息和岸線檢測與陸地區域判定算法，對陸地區域進行認知，對目標空間分布特性、雜波分布特性進行參數化的認知分析，實現雷達系統對目標分布區域及雜波環境及費雷達探測區域的認知功能，并將認知信息以方位為索引存入工作存儲器；F、所述的工作存儲器單元用以存儲全部目標存在方位上的有關目標距離分布狀態及其雜波環境的認知信息；G、所述的控制執行單元基于來自工作存儲器的認知信息，根據波形選擇準則，產生波形控制參數，控制發射機產生所需的發射信號，并計算個子脈沖的最小作用距離和最大作用距離以及可實現的組合脈沖積累數，將這些參數送接收機的非相參積累檢測處理器，控制實現對回波信號的非相參積累處理和目標檢測處理；此外，控制執行器還控制實現對雷達的感知工作狀態和認知控制工作狀態的轉換控制。...

【技術特征摘要】
1.一種認知型線調頻脈沖航海雷達系統，包括雷達發射機、雷達接收機、目標檢測處理單元、感知存儲器單元、場景認知單元、工作存儲器單元和元控制執行單元；A、所述的雷達發射機用以發射波形參數隨雷達環境變化的由三個線性調頻子脈沖構成的組合脈沖微波信號；B、所述的雷達接收機用以接收由發射機發射信號經反射產生的回波信號，通過匹配接收和加窗處理，實現脈沖壓縮和時間旁瓣抑制；C、所述的目標檢測處理單元用以對經脈沖壓縮后的回波數字視頻信號進行子脈間和組合脈沖間的非相參積累處理和雜波抑制處理即目標檢測處理；并利用電子海圖信息和AIS信息實現陸地回波掩膜及目標檢測；給出雷達目標空間分布特性的感知、雷達雜波統計特性參數估計和陸地回波分布等，并將這些感知信息存入感知存儲器單元；D、所述的感知存儲器單元以方位為索引，用以存儲目標空間分布的感知信息和雷達雜波強度及弱目標的目標回波強度及雷達工作水域地理環境的感知信息，并在感知工作期間完成靜...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柳毅，張淑芳，索繼東，
申請(專利權)人：柳毅，
類型：發明
國別省市：遼寧,21