一种小型机场异物检测雷达系统及方法与流程

本发明涉及一种小型机场异物检测雷达系统及方法。

背景技术：

机场跑道异物泛指可能损伤飞机的某种外来物质。机场跑道异物会危及飞机和乘客的生命，造成航班延误、中断起飞，引起巨大的经济损失。要实现对跑道上这些小物体自动检测非常困难的。

我国机场对机场跑道异物的监测都是靠人工定时巡视，靠人眼近距离搜寻,这种落后的方法效率低，可靠性差，而且大大占用了宝贵的跑道使用时间，使航班次数被迫减少。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种小型化机场跑道异物检测毫米波雷达系统，可安装于机场跑道灯上，解决现有主要依靠人工巡视进行异物检测，效率低可靠性差的问题。

有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种小型机场异物检测雷达系统，其特征在于，包括：收发天馈子系统，变频子系统，信号处理子系统，所述变频子系统连接信号处理子系统与收发天馈子系统，所述变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经所述收发天馈子系统发射，回波信号经所述收发天馈子系统接收，经所述变频子系统进入所述信号处理子系统完成异物检测。

本发明的另一目的在于提供一种小型机场异物检测雷达系统的检测方法，其特征在于，包括：

由变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统发射，回波信号经所述收发天馈子系统接收，经所述变频子系统进入信号处理子系统完成异物检测，所述变频子系统连接信号处理子系统与收发天馈子系统。

本发明实现了以下显著的有益效果：

实现简单，所述系统包括：收发天馈子系统，变频子系统，信号处理子系统，随动子系统。变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统发射，回波信号经收发天馈子系统接收，经变频子系统，进入信号处理子系统完成异物检测。所述方法包括由变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统发射，回波信号经所述收发天馈子系统接收，经所述变频子系统进入信号处理子系统完成异物检测，所述变频子系统连接信号处理子系统与收发天馈子系统。能够解决现有主要依靠人工巡视进行异物检测，效率低可靠性差的问题。系统安装在机场跑道灯上，改动量小，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的一种小型化机场异物检测雷达系统框图。

附图标记示意

1.信号处理子系统2.变频子系统3.收发天馈子系统4.随动子系统

5.信号产生模块6.多功能芯片a7.多功能芯片b8.发射天线9.接收天线

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1，本发明的一种小型机场异物检测雷达系统，包括：收发天馈子系统3，变频子系统2，信号处理子系统1，所述变频子系统2连接信号处理子系统1与收发天馈子系统3，所述变频子系统2产生宽带调频毫米波信号，经所述收发天馈子系统2发射，回波信号经所述收发天馈子系统2接收，经所述变频子系统3进入所述信号处理子系统1完成异物检测。

在一个实施例中，所述收发天馈子系统3，变频子系统2，信号处理子系统1均安装于随动子系统4之上，所述随动子系统4与所述信号处理子系统1进行通讯，根据信号处理子系统1的指令对跑道进行全方位的扫描或者对重点区域进行扫描，同时回传转动的位置信息。

在一个实施例中，所述收发天馈子系统3，包括：发射天线8和接收天线9。

在一个实施例中，所述变频子系统2，包括：信号产生模块5，多功能芯片a6和多功能芯片b7，所述信号产生模块5连接所述多功能芯片a6，所述多功能芯片a6连接多功能芯片b7。

在一个实施例中，所述信号处理子系统1的输出端口a与信号产生模块5的输入端口a连接，信号产生模块5的输出端口b与多功能芯片a6的输入端口a连接，多功能芯片a6的输出端口b与发射天线8的输入端口a连接，多功能芯片a6的输出端口c与多功能芯片b7的输入端口c连接，接收天线9的输出端口a与多功能芯片b7的输入端口a连接，多功能芯片b7的输出端口b与信号处理子系统1的输入端口b连接，信号处理子系统1的通讯端口c与随动子系统4的通讯端口a连接。

在一个实施例中，所述多功能芯片a6内部集成12倍频及放大功能，用于将低频窄带调频连续波信号生成e波段毫米波宽带线性调频连续波信号。

在一个实施例中，所述多功能芯片b7内部集成放大、混频、抗混叠滤波功能。

本发明还提供一种小型机场异物检测雷达系统的检测方法，包括：由变频子系统2产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统2发射，回波信号经所述收发天馈子系统2接收，经所述变频子系统3进入信号处理子系统1完成异物检测，所述变频子系统2连接信号处理子系统1与收发天馈子系统3。

在一个实施例中，进一步包括：由信号处理子系统1提供时基信号进入信号产生模块5，信号产生模块5通过dds及锁相环方式产生低频窄带调频连续波信号，低频窄带调频连续波信号进入多功能芯片a6，多功能芯片a6内部集成12倍频及放大功能将低频窄带调频连续波信号生成e波段毫米波宽带线性调频连续波信号，e波段毫米波宽带线性调频连续波信号经发射天线8后向外辐射；回波信号经接收天线9进入多功能芯片b7，多功能芯片b7内部集成放大、混频、抗混叠滤波功能，其混频的本振信号由多功能芯片a6提供，回波信号经过多功能芯片b7经过混频滤波后生成基带回波信号，基带回波信号进入信号处理子系统1通过解算，获得不同距离单元的能量信息，当回波能量高于所设的门限值时，则向机场的处理显控系统发出异物报警，并给出方位距离等信息。

在一个实施例中，还包括：由随动子系统4与信号处理子系统1进行通讯，根据信号处理子系统的指令对跑道进行全方位的扫描或者对重点区域进行扫描，同时回传转动的位置信息。

作为具体的实施例，本发明的一种小型化机场异物检测雷达系统，采用宽带调频连续波的工作方式。包括：收发天馈子系统3，变频子系统2，信号处理子系统1，随动子系统4。其中，所述的天馈子系统3，包括：发射天线8和接收天线9；其中所述变频子系统2，包括：信号产生模块5，多功能芯片a6和多功能芯片b7。

在一个实施例中，信号处理子系统1的输出端口a与信号产生模块5的输入端口a连接，信号产生模块5的输出端口b与多功能芯片a6的输入端口a连接，多功能芯片a6的输出端口b与发射天线8的输入端口a连接，多功能芯片a6的输出端口c与多功能芯片b7的输入端口c连接，接收天线9的输出端口a与多功能芯片b7的输入端口a连接，多功能芯片b7的输出端口b与信号处理子系统1的输入端口b连接，信号处理子系统1的通讯端口c与随动子系统4的通讯端口a连接。

雷达系统工作时，信号处理子系统1提供时基信号进入信号产生模块5，信号产生模块5通过dds及锁相环方式产生低频窄带调频连续波信号，低频窄带调频连续波信号进入多功能芯片a6，多功能芯片a6内部集成12倍频及放大功能将低频窄带调频连续波信号生成e波段毫米波宽带线性调频连续波信号，e波段毫米波宽带线性调频连续波信号经发射天线8后向外辐射。

回波信号经接收天线9进入多功能芯片b7，多功能芯片b7内部集成放大、混频、抗混叠滤波功能，其混频的本振信号由多功能芯片a6提供，回波信号经过多功能芯片b7经过混频滤波后生成基带回波信号，基带回波信号进入信号处理子系统1通过解算，获得不同距离单元的能量信息，当回波能量高于所设的门限值时，则向机场的处理显控系统发出异物报警，并给出方位距离等信息。

以上所有设备均安装于随动子系统4之上，随动子系统4与信号处理子系统1进行通讯，可根据信号处理子系统的指令对跑道进行全方位的扫描或者对重点区域进行扫描，同时回传转动的位置信息。

作为具体的实施例，本发明的一种小型化机场异物检测雷达系统，采用宽带调频连续波的工作方式。包括：收发天馈子系统，变频子系统，信号处理子系统，随动子系统。其中，所述的天馈子系统，包括：发射天线和接收天线；其中所述变频子系统，包括：信号产生模块，多功能芯片a和多功能芯片b。

信号处理子系统的输出端口a与窄带信号产生模块的输入端口a连接，窄带信号产生模块的输出端口b与多功能芯片a的输入端口a连接，多功能芯片a的输出端口b与发射天线的输入端口a连接，多功能芯片b的输出端口c与多功能芯片b的输入端口c连接，接收天线的输出端口a与多功能芯片b的输入端口a连接，多功能芯片b的输出端口b与信号处理子系统的输入端口b连接，信号处理子系统的通讯端口c与随动子系统的通讯端口a连接。

雷达系统工作时，信号处理子系统提供时基信号进入窄带信号产生模块，信号产生模块通过dds及锁相环方式产生低频窄带调频连续波信号，低频窄带调频连续波信号进入多功能芯片a，多功能芯片a内部集成12倍频及放大功能将低频窄带调频连续波信号生成毫米波宽带线性调频连续波信号，毫米波宽带线性调频连续波信号经发射天线后向外辐射。

回波信号经接收天线进入多功能芯片b，多功能芯片b内部集成放大、混频、抗混叠滤波功能，其混频的本振信号由多功能芯片a提供，回波信号经过多功能芯片b经过混频滤波后生成基带回波信号，基带回波信号进入信号处理子系统通过解算，获得不同距离单元的能量信息，当回波能量高于所设的门限值时，则向机场的处理显控系统发出异物报警，并给出方位距离等信息。

以上所有设备均安装于随动子系统之上，随动子系统与信号处理子系统进行通讯，可根据信号处理子系统的指令对跑道进行全方位的扫描或者对重点区域进行扫描，同时回传转动的位置信息。

本发明实现了以下显著的有益效果：

实现简单，所述系统包括：收发天馈子系统，变频子系统，信号处理子系统，随动子系统。变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统发射，回波信号经收发天馈子系统接收，经变频子系统，进入信号处理子系统完成异物检测。所述方法包括由变频子系统产生宽带调频毫米波信号，经收发天馈子系统发射，回波信号经所述收发天馈子系统接收，经所述变频子系统进入信号处理子系统完成异物检测，所述变频子系统连接信号处理子系统与收发天馈子系统。能够解决现有主要依靠人工巡视进行异物检测，效率低可靠性差的问题。系统安装在机场跑道灯上，改动量小，可靠性高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围。