一种船用固态导航雷达的过温过载保护系统的制作方法

本实用新型属于船用固态导航雷达技术领域，具体是一种船用固态导航雷达的过温过载保护系统。

背景技术：

固态雷达是一种采用全固态发射机的雷达。固态雷达具有发射峰值功率低、无预热时间和寿命长等特点，是今后船舶导航雷达的发展趋势。船用导航雷达安装在各类船舶上，为船舶驾驶员提供直观的目标距离、方位信息与航行方向，规避危险障碍物，引导船舶按航道行驶。

由于船用导航雷达一般工作在海洋环境下，而在这种环境下稳定工作，必须适应高温、由风浪带给雷达天线的转动阻力、高强度的上下震动等恶劣环境。同时，实际的雷达系统存在着各种非线性因素，比如，天线受力非线性、噪声非线性、传输延时抖动等，容易出现雷达某一个单元过负荷工作的情况，导致系统的跟踪误差发生偏差。在当前情况下，采用全固态发射机的船用导航雷达还并不是主流雷达，在保护措施尤其是保护系统这一方面的效果不佳。鉴于此，针对雷达工作情况下各种非理想因素造成的雷达工作误差，本实用新型提出一种专门用于船用固态导航雷达的过温过载保护系统。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种船用固态导航雷达的过温过载保护系统，该过温过载保护系统能够及时消除雷达运行过程中的不稳定因素，实现船用固态导航雷达在各种非理想因素下的自我保护，有效延长固态导航雷达的使用寿命。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种船用固态导航雷达的过温过载保护系统，包括控制单元、电源管理单元、伺服驱动单元、伺服电机、信号收发单元、信号处理单元、电流反馈单元、速度反馈单元、温度检测单元和工作记录单元；

所述的控制单元分别与所述的电源管理单元、伺服驱动单元、信号收发单元、信号处理单元、电流反馈单元、速度反馈单元、温度检测单元和工作记录单元连接；所述的电源管理单元分别与所述的信号收发单元、信号处理单元和伺服驱动单元连接；所述的伺服驱动单元分别与所述的伺服电机和电流反馈单元连接；所述的伺服电机与所述的速度反馈单元连接；

所述的电源管理单元用于为所述的控制单元、伺服驱动单元、信号收发单元和信号处理单元供电；

所述的伺服驱动单元用于驱动所述的伺服电机；

所述的伺服电机用于带动雷达的横杆天线转动；

所述的信号收发单元用于发射与接收雷达脉冲信号并反馈给所述的控制单元；

所述的信号处理单元用于接收所述的控制单元传输的雷达脉冲信号，对雷达脉冲信号进行计算处理并将计算结果传输给所述的控制单元；

所述的电流反馈单元用于检测所述的伺服驱动单元传输的驱动电流，并将电流信号转换为电压信号后传输给所述的控制单元；

所述的速度反馈单元用于检测所述的伺服电机的转动速度和转动角度并将其反馈给所述的控制单元；

所述的温度检测单元用于检测雷达内部的工作温度并将其传输给所述的控制单元；

所述的工作记录单元用于记录过温过载保护系统各单元的实时工作状态；

所述的控制单元用于根据雷达的工作温度、伺服电机的转动速度和转动角度以及各单元的工作状态实时调整各单元的工作参数。

本实用新型提供的船用固态导航雷达的过温过载保护系统，通过电流反馈单元和速度反馈单元采集伺服电机的运行参数，通过工作记录单元记录过温过载保护系统各单元的实时工作状态，实时监控雷达设备内部工作参数，基于雷达的工作温度、伺服电机的转动速度和转动角度以及各单元的工作状态，实现对船用固态导航雷达过温过载的严格环境下的保护。

当雷达天线受到强大的外力，比如风力、波浪的冲击力等由于其他客观因素而意外叠加的外力时，在相同转动速度下，伺服驱动单元传输的驱动电流将成倍提升，当电流反馈单元检测到伺服驱动单元传输的驱动电流超过伺服电机的最大驱动电流，则控制单元通过减小伺服驱动单元传输的驱动电流，降低伺服电机转速或者使伺服电机进入待机状态。当温度检测单元检测到雷达内部的工作温度超过可控温度范围时，发送标志位到雷达的终端显示器，如果出现过高的温度，则提醒船舶驾驶人员降低雷达当前工作效率或者使雷达进入待机状态。当控制单元监控发现信号收发单元和/或信号处理单元的工作状态出现不可控范围的错误时，控制信号收发单元和/或信号处理单元进入待机状态。当电源管理单元的工作状态出现不可控范围的误差时，控制单元控制电源管理单元停止工作，同时使信号收发单元和信号处理单元进入待机模式，并上报给雷达的终端显示器。

作为优选，所述的控制单元通过通信网络与所述的信号收发单元和所述的信号处理单元连接。

进一步地，所述的通信网络采用LAN8720A芯片，通过RJ45网口连接到交换机，同时采用UDP客户端模式和HX1188NL网络变压器。

作为优选，所述的电源管理单元向所述的伺服驱动单元提供一路+12V供电，向所述的信号处理单元提供+12V、+5V和-12V三路供电，向所述的控制单元提供+5V和+3.3V两路供电，同时将一路电压模拟信号和一路电流模拟信号传输给所述的控制单元。

作为优选，所述的伺服驱动单元采用IR2136驱动单元和IRFR2405功率管搭建而成的三相桥电路驱动所述的伺服电机。

作为优选，所述的电流反馈单元通过合金采样电阻将电流信号转换为电压信号，再经过以OP07运放芯片为主的运放电路放大，该放大后的电压信号传输给所述的控制单元。

作为优选，所述的速度反馈单元通过角度编码器检测所述的伺服电机的转动速度和转动角度。

作为优选，所述的工作记录单元采用SPI总线驱动SD卡。SD卡将各单元的实时工作状态记录其中，为以后的维护提供更详细的数据。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的船用固态导航雷达的过温过载保护系统，通过电流反馈单元和速度反馈单元采集伺服电机的运行参数，实时监控雷达设备内部工作参数，基于雷达的工作温度、伺服电机的转动速度和转动角度以及各单元的工作状态，实现了对船用固态导航雷达过温过载的严格环境下的保护。该过温过载保护系统能够及时消除雷达运行过程中的不稳定因素，实现船用固态导航雷达在各种非理想因素下的自我保护，有效延长固态导航雷达的使用寿命。

附图说明

图1为实施例的船用固态导航雷达的过温过载保护系统的结构连接示意框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1的船用固态导航雷达的过温过载保护系统，如图1所示，包括控制单元1、电源管理单元2、伺服驱动单元3、伺服电机4、信号收发单元5、信号处理单元6、电流反馈单元7、速度反馈单元8、温度检测单元9和工作记录单元10；

控制单元1分别与电源管理单元2、伺服驱动单元3、信号收发单元5、信号处理单元6、电流反馈单元7、速度反馈单元8、温度检测单元9和工作记录单元10连接；电源管理单元2分别与信号收发单元5、信号处理单元6和伺服驱动单元3连接；伺服驱动单元3分别与伺服电机4和电流反馈单元7连接；伺服电机4与速度反馈单元8连接；

电源管理单元2用于为控制单元1、伺服驱动单元3、信号收发单元5和信号处理单元6供电；

伺服驱动单元3用于驱动伺服电机4；

伺服电机4用于带动雷达的横杆天线转动；

信号收发单元5用于发射与接收雷达脉冲信号并反馈给控制单元1；

信号处理单元6用于接收控制单元1传输的雷达脉冲信号，对雷达脉冲信号进行计算处理并将计算结果传输给控制单元1；

电流反馈单元7用于检测伺服驱动单元3传输的驱动电流，并将电流信号转换为电压信号后传输给控制单元1；

速度反馈单元8用于检测伺服电机4的转动速度和转动角度并将其反馈给控制单元1；

温度检测单元9用于检测雷达内部的工作温度并将其传输给控制单元1；

工作记录单元10用于记录过温过载保护系统各单元的实时工作状态；

控制单元1用于根据雷达的工作温度、伺服电机4的转动速度和转动角度以及各单元的工作状态实时调整各单元的工作参数。

本实施例中，控制单元1通过通信网络与信号收发单元5和信号处理单元6连接。

本实施例中，通信网络采用LAN8720A芯片，通过RJ45网口连接到交换机，同时采用UDP客户端模式和HX1188NL网络变压器。

本实施例中，电源管理单元2向伺服驱动单元3提供一路+12V供电，向信号处理单元6提供+12V、+5V和-12V三路供电，向控制单元1提供+5V和+3.3V两路供电，同时将一路电压模拟信号和一路电流模拟信号传输给控制单元1。

本实施例中，伺服驱动单元3采用IR2136驱动单元和IRFR2405功率管搭建而成的三相桥电路驱动伺服电机4。

本实施例中，电流反馈单元7通过合金采样电阻将电流信号转换为电压信号，再经过以OP07运放芯片为主的运放电路放大，该放大后的电压信号传输给控制单元1。

本实施例中，速度反馈单元8通过角度编码器检测伺服电机4的转动速度和转动角度。

本实施例中，工作记录单元10采用SPI总线驱动SD卡。

上述船用固态导航雷达的过温过载保护系统的工作原理：当雷达天线受到强大的外力，比如风力、波浪的冲击力等由于其他客观因素而意外叠加的外力时，在相同转动速度下，伺服驱动单元3传输的驱动电流将成倍提升，当电流反馈单元7检测到伺服驱动单元3传输的驱动电流超过伺服电机4的最大驱动电流，则控制单元1通过减小伺服驱动单元3传输的驱动电流，降低伺服电机4转速或者使伺服电机4进入待机状态。当温度检测单元9检测到雷达内部的工作温度超过可控温度范围时，发送标志位到雷达的终端显示器，如果出现过高的温度，则提醒船舶驾驶人员降低雷达当前工作效率或者使雷达进入待机状态。当控制单元1监控发现信号收发单元5和/或信号处理单元6的工作状态出现不可控范围的错误时，控制信号收发单元5和/或信号处理单元6进入待机状态。当电源管理单元2的工作状态出现不可控范围的误差时，控制单元1控制电源管理单元2停止工作，同时使信号收发单元5和信号处理单元6进入待机模式，并上报给雷达的终端显示器。

上述过船用固态导航雷达的过温过载保护系统能够及时消除雷达运行过程中的不稳定因素，实现船用固态导航雷达在各种非理想因素下的自我保护，有效延长固态导航雷达的使用寿命。