专利名称：一种无人直升机雷达系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无人直升机雷达系统，有空中和地面两个组成部分； 利用无人直升机将雷达升空，使雷达能够探测目标的可视距离比雷达在地面设 置时更远；利用地空无线通信来传送雷达探测数据，简化雷达空中单元的组成。
背景技术：
由于受地面影响和地球曲率的影响，设置在地面的雷达系统无法探测到低 空、超低空飞行以及地球曲率遮挡之下的目标，造成雷达探测的盲区，尽量抬 高雷达离地面的高度能增大雷达可探测目标的距离。现在，人们将雷达安装在 高山上或飞机上，其目的就是为了增大雷达可探测目标的距离。将雷达安装在 高山上，雷达站的建设施工需要花费很多资金；将雷达安装在飞机上可以得到 更远的探测距离，但飞机雷达的安装不但有很高的技术要求，而且雷达的使用 费用也很高。不论雷达在地面上还是在飞机上工作时，为实现对不同方向上的 目标进行探测，雷达天线波束需要在方位进行扫描。雷达天线实现方位扫描需 要一种称为"旋转关节"的部件，"旋转关节"能保证发射机的射频能量在天线 转动时馈送到雷达天线上和将接收的目标回波信号馈送到接收机。"旋转关节" 增加了雷达的复杂性，也使雷达发射和接收的射频功率遭受到一定的损耗。
发明内容
为了提高雷达的工作高度，减少将雷达安装在高山上和安装在飞机上的施 工困难和减少雷达的使用费用、简化雷达组成单元、免去雷达使用"旋转关节" 带来的射频损耗，本实用新型提供了一种无人直升机雷达系统，既能使雷达升 到空中，增大视距，又能简化雷达组成单元，免去"旋转关节"造成的射频损耗。
本实用新型采取的技术方案是有空中和地面两部分，空中部分有和无人 直升机固定在一起的雷达接收发射机和天线，高频发射机，雷达天线转动角度 的方位传感器和空间位置传感器。地面部分有接收空中部分高频发射机发送的 雷达探测目标信号、雷达天线转动和空间位置数据的高频接收机，有将空中部 分的坐标转换成地面部分三维坐标数据的转换装置。
利用一个无人直升机将雷达升到高空。雷达高度与目标通视的距离可以用 下面公式进行计算-
L=4.12 X (H,1/2+ H21/2) (Km) 其中，1一雷达到目标的通视距离+ H,—雷达高度(m) H2—目标高度(m)
例如，当雷达的架设高度和目标的飞行高度均为100m时，则雷达到目标的 最大视线距离为82. 4Km;当无人直升机雷达的高度为3000m和目标的飞行高度 为100m时，则雷达到目标的最大视线距离为266. 86Km。
无人直升机的升力是由旋翼转动产生的，而旋翼转动时产生一个反转力矩, 使直升机做与旋翼相反方向的转动。为了平衡这个反转力矩，直升机都有一个 产生平衡力矩的尾桨。如果尾桨产生的力矩与旋翼产生的反转力矩相等，则直 升机保持一种固定的姿态；如果尾桨产生的力矩与旋翼产生的反转力矩不等， 则直升机保持一种围绕垂直轴转动的姿态。改变尾桨所产生力矩的大小，可以 改变直升机体转动的速度和方向。
在结构上，雷达天线固定安装在直升机机体上，雷达天线与雷达本体之间不再使用"旋转关节"。为了实现雷达天线的旋转扫描，控制尾桨产生的力矩使 雷达天线产生围绕垂直轴的转动，形成雷达天线波束的方位扫描。
利用无线通信线路将目标反射信号直接以射频形式向地面传送，雷达目标 信号的下变频、中频放大、信号解调、雷达数据处理、显示控制终端等常规雷 达所必须的信号流程都在地面进行。
本实用新型有益效果是，无人直升机提升了雷达高度，增大了雷达的可视 探测距离；控制尾桨产生的力矩使雷达天线产生围绕垂直轴的转动，形成雷达 天线波束的方位扫描，省去了 "旋转关节"，去除了因"旋转关节"造成的射频 损失；地空无线数据传输简化了雷达空中单元的组成。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附
图1为无人直升机雷达系统的组成方框图，图中，1-卫星定位接收机天 线，2-无人直升机机体，3-雷达天线，4-雷达对地数据通信天线，5-卫星定位 接收机天线，6-地面站对空中雷达的数据通信天线，7-雷达系统地面站。
附图2为雷达系统空中部分原理方框图，图中，1-卫星定位接收机天线，3-雷达天线，4-对地数据通信天线，8-雷达收发开关，9-发射机，10-雷达定时器， ll-接收机，12-变频器，13-调制器，14-放大器，15-卫星定位接收机，16-数 据综合处理器，17-雷达波束方位磁传感器，18-直升机飞行控制。
附图3为雷达系统地面部分原理方框图，图中，5-卫星定位接收机天线， 6-对空数据通信天线，19-数据接收机，20-变频器，21-数据解调器，22-雷达 数据处理器，23-雷达显示控制终端，24-卫星定位接收机。
具体实施方式
在图1中，在无人直升机旋翼产生的升力与雷达空中部分的重量相平衡的
预定高度上，控制直升机尾桨旋转产生的力矩，使与直升机机体2 —起的雷达 天线3产生一个旋转力，天线绕通过重心的垂直轴进行水平转动，实现天线波 束的水平扫描。雷达天线3用于雷达探测信号的发射和目标反射信号的接收， 卫星定位接收机天线1接收卫星定位信号，然后送到卫星定位接收机进行雷达 三维位置(经纬度、高程)的实时解算，雷达对地数据通信天线4将雷达目标 的反射信号，以及雷达三维位置(经纬度、高程)、定时信号、目标方位直接以 射频信号形式发射到雷达系统的地面部分。
在图2中，雷达天线3用于雷达探测信号的发射和目标反射信号的接收； 雷达收发开关8在雷达发射机工作时将雷达天线接到发射机，在发射机工作结 束后将天线接到雷达接收机；发射机9产生雷达探测所需要的信号形式和必要 的射频功率；雷达定时器10为雷达设定发射信号的时间同步，定时器的时间同 步信号将以射频形式与目标反射信号、雷达三维位置数据、目标磁方位数据一 起经对地数据通信天线4发送到雷达的地面部分；雷达接收机11接收目标的反 射信号，并进行适当放大；然后送到变频器12进行变频，形成与雷达发射频率 不同的一个数据传输工作频率；调制器13用于将定时器的定时信号、天线波束
扫描时的实际磁方位值和雷达三维位置数据调制为具有射频载波的信号；放大 器14将调制器13的输出信号进行放大，将定时信号、雷达天线波束指向的磁 方位值和雷达三维位置数据连同目标反射信号一起，送到对地数据通信天线4 发射到雷达的地面部分；卫星定位接收机天线1用来接收卫星定位信号，定位 卫星可以是现在已经正常运行的定位卫星系统的任意一个或几个的组合；卫星 定位接收机15将卫星定位接收机天线所接收的定位信号进行定位解算，得到雷 达空中部分的三维位置(经纬度、高程)数据；雷达波束方位磁传感器17用于指示雷达波束扫描时的实际磁方位值;数据综合处理器16用于将雷达定时信号、 定位信号、天线波束扫描时的实际磁方位值和三维位置(经纬度、高程)数据 进行综合，然后送到调制器13，经过放大器14放大后送天线4发射到地面。
在图3中，对空数据通信天线6接收雷达空中部分发送的数据高频信号； 数据接收机19将所接收的高频信号进行放大；变频器20将接收的高频信号进 行变频，成为中频信号后放大，送数据解调器21;数据解调器21将得到中频信 号进行解调，得到雷达空中部分天线波束扫描的方位角度、空中雷达的三维位 置和雷达时间同步数据、目标的视频信号；雷达数据处理器22用来对所接收的 数据进行处理，根据定时同步信号和目标视频信号得到雷达到目标的距离，根 据方位传感器的指示得到目标相对的磁方位角，根据空中雷达的三维位置和地 面部分的三维位置进行坐标变换，将雷达空中部分的极坐标(雷达天线扫描方 位角和到目标的距离)统一为地面部分的直角坐标；雷达显示终端23用于对无 人直升机雷达系统所探测的目标进行显示；卫星定位接收机天线5用来接收定 位卫星的定位信号；卫星定位接收机24通过定位卫星的定位信号得到雷达地面 部分的三维位置(经纬度、高程)数据。
权利要求1、 一种无人直升机雷达系统，其特征是有空中和地面两部分，空中部分有和无人直升机固定在一起的雷达接收发射机和天线，高频发射机，雷达天线转动角度的方位传感器和空间位置传感器。
2、 根据权利要求1所述无人直升机雷达系统，其特征是在地面部分有接收 空中部分高频发射机发送的雷达探测目标信号、雷达天线转动和空间位置 数据的高频接收机。
3、 根据权利要求1所述无人直升机雷达系统，其特征是地面部分有将空中 部分的坐标转换成地面部分三维坐标数据的转换装置。
专利摘要本实用新型涉及一种无人直升机雷达系统，有空中和地面两个部分，空中部分有与无人直升机固定在一起的雷达接收发射机、高频发射机、雷达天线转动角度的方位传感器和空间位置传感器。地面部分有接收空中部分以射频传送的雷达目标反射信号、雷达天线转动角度和空间位置数据，这些数据与地面部分的三维位置数据一起进行雷达的坐标变换，实现雷达所探测目标数据在地面处理和显示。
文档编号G01S13/02GK201133935SQ20072014157
公开日2008年10月15日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者勃 甘 申请人:勃 甘