[0036]图2是接收机的结构框图。在本实施例中，接收机22包括分别接受和路信号和差路 信号的第一接收机221和第二接收机222。第一接收机221和第二接收机222都包括限幅低噪 放模块、下变频模块和滤波放大模块。限幅低噪放模块接收天线阵面11的信号并传递给下 变频模块，下变频模块连接滤波放大模块，滤波放大模块连接采样预处理板23。第一接收机 221和第二接收机222两个独立的接收通道分别对接收的目标回波信号进行低噪声放大与 下变频处理，进行采样、数字下变频等信号预处理工作后，通过采样预处理板23将信号送往 处理机3中进行后续处理。
[0037]采样预处理板23对信号进行采样和数字下变频处理。
[0038] 频综器24包括功分241、晶振242、滤波放大243、上变频244、时钟245、上变频本振 246、下变频本振247、控制板248、第一定时同步249、DDS模块240。晶振242连接功分241的输 入端，功分241包括三个输出端，分别连接时钟245、上变频本振246和下变频本振247。时钟 245包括两个输出端，分别连接DDS模块240和采样预处理板23 ADS模块240和上变频本振 246的输出端都连接上变频244,上变频244的输出端连接滤波放大243,滤波放大243的两个 输出端分别连接发射机21和天线阵面11中的校准口 111。下变频本振247的输出端连接接收 机22ADS模块240的输出端还连接PC 332中的收发模块3321和接收机22。第一定时同步249 的输出端连接FPGA3311中的第二定时同步33111。
[0039]频综器24通过控制板248按照雷达波形参数产生规定带宽和调频斜率的线性调频 脉冲信号，经DDS模块240输入至上变频244处理后作为发射激励信号和校准测试信号;频综 器24通过时钟245、上变频本振246和下变频本振247为各单元提供基准时钟信号和本振信 号
[0040] 处理机3包括伺服控制器31、电源模块32和处理模块33。
[0041 ]电源模块32为雷达系统的各个部分供电。
[0042] 伺服控制器31包括伺服控制311和驱动模块312。伺服控制311接收PC 332的处理 指令并传递给驱动模块312，驱动模块312控制伺服机构12。在伺服机构12中，电机121控制 传动机构122,传动机构122控制天线阵面11进行多方向的扫描。伺服机构12还接收天线阵 面的角度信号，反馈给信号处理板331。
[0043]图3是处理模块的结构框图。处理模块包括PC 332和信号处理板331。
[0044]信号处理板331 包括FPGA 3311 和DSP 3312。
[0045] DSP 3312包括目标点迹处理模块33121、角度模块33122、目标检测模块33123以及 FFT模块33124;FPGA 3311包括第二定时同步33111、脉冲压缩模块33112以及数据记录模块 33113。
[0046] PC 332包括收发模块3321、扫描模块3322、目标航迹处理模块3323、目标航迹合并 模块3324、鸟击风险评估模块3325以及数据打包模块3326。
[0047] 第二定时同步33111连接频综器24中的第一定时同步249。采样预处理版23连接脉 冲压缩模块33112。脉冲压缩模块33112包括两个输出端，分别连接数据记录模块33113和 FFT模块33124。FFT模块33124包括两个输出端，分别连接目标检测模块33123和角度模块 33122。 角度模块33122的输出端连接目标点迹处理模块33121，目标点迹处理模块33121、目 标航迹处理模块3323、目标航迹合并模块3324、鸟击风险评估模块3325、数据打包模块3326 依次连接。
[0048] 数据打包模块3326通过以太网连接机场监控室。数据记录模块33113通过数据记 录光纤连接数据记录仪。实现了外界和雷达系统之间的数据交换，方便对雷达系统进行监 控和操作。
[0049] 其中处理模块33中的信号处理板331以PCIe板卡的形式插在PC 332的PCIe扩展槽 中，处理模块33主要完成信号处理和数据处理等任务，从接收目标回波信号中解算出目标 定位信息，并完成对鸟群目标的有效跟踪处理；另外，处理模块33也完成雷达整机的管理、 与机场监控室间的数据和控制信息交互等功能。
[0050] 扫描模块3322连接所述伺服控制311并向伺服控制311传递天线阵面扫描指令。伺 服控制311连接驱动模块312，驱动模块312连接电机121，电机121控制传动机构122，传动机 构122控制天线阵面11进行方位扫描。伺服机构12还接收天线阵面11的角度信号，反馈给信 号处理板331。
[0051] 发射机21连接天线阵面11并向天线阵面11发射信号，天线阵面11通过和差器112 将所接受信号转换为和路信号和差路信号并传递给接收机22,接收机22连接采样预处理板 23，采样预处理板23连接脉冲压缩模块33112。
[0052]飞鸟探测雷达的目标检测、跟踪及鸟击飞机风险评估等主要功能均通过处理机3 来实现。处理机3中的信号处理板331中的脉冲压缩模块33112首先对目标回波进行脉冲压 缩，之后FFT模块33124对目标回波进行多普勒维度的FFT处理，之后通过目标检测模块 33123、 角度模块33122和目标点迹处理模块33121对目标回波进行固定门限和浮动门限的 时/频域的二维CFAR目标检测。图4是实施例中固定门限的时/频域的二维CFAR目标检测结 果图。图5是实施例中浮动门限的时/频域的二维CFAR目标检测结果图。
[0053] 之后将检测结果通过PCIe总线送往PC 332中。PC 332中的目标航迹处理模块3323 和目标航迹合并模块3324进行目标相关处理并实现对目标的稳定跟踪，对目标点迹数据进 行TWS状态下波束内数据相关处理，建立并跟踪目标航迹，并通过仿真对目标点迹数据进行 TWS状态下波束内数据相关处理，建立并跟踪目标航迹，给出跟踪鸟群目标的航向、航速的 估计值，并对未来的航迹进行预测。图6是实施例中测量目标航迹图。图7是实施例中预测跟 踪效果仿真图。可通过图6和图7看出本发明的跟踪效果。
[0054]对飞鸟目标进行航迹跟踪起始前，计算机软件先对飞鸟目标特征进行识别，剔除 地面杂波、地面飞机及空中飞机目标的干扰，以降低虚警率。本发明通过鸟击风险评估模块 3325通过对和路、差路信号处理来完成对鸟群目标的高度估计，并结合鸟群航向、航速的估 计值，以及机场飞机起飞、降落通道，自动计算出飞鸟撞击飞机的风险评估等级。数据打包 模块3326将数据打包整理，通过以太网传递给机场监控室，将结果上报给空管中心并显示 告警信息。
[0055] 本发明所涉及的各种算法，如时/频域的二维CFAR目标检测、目标航迹处理和合并 等算法均为现有技术，可直接调用软件中的现有计算模块实现。
[0056] 鸟群对飞机撞击的风险最高、危害性最大，空中单只飞鸟撞击飞机的概率较小， 但也是飞鸟探测雷达的探测、跟踪目标。根据有关资料，空中单只飞鸟的飞行速度一般15~ 20m/s;鸟群的飞行速度一般10~15m/s，在微波频段，鸟的目标反射截面积(RCS)与其体积 或质量有关，可用公式表示为：
[0057] o = 〇.55ff1/3A,A/ff1/3<5.4
[0058] 上式中：W为鸟的重量(g) ;λ为雷达工作波长(cm) ;〇为鸟的RCS(cm2)。由上式可见， 在S波段鸟的RCS大于X波段，这也是本系统工作选取为S波段的原因之一。
[0059] 雷达工作在S波段时，按上式计算：重量为50g小鸟的RCS约为-27dBsm(0.