基于5G基站的MIMO三维雷达系统的制作方法

本实用新型涉及微波雷达及毫米波通信
技术领域：
，具体涉及一种基于5g基站的mimo三维雷达系统。
背景技术：
：雷达是侦测各种移动目标的一个重要设备，特别是对各种飞行器的侦测。传统上雷达作为军用和民航对各种飞行器进行区域管控的主要方式，它基本上是作为独立设备在其探测能力范围内首先完成对目标信息的采集，然后通过有线无线手段实现信息的分享。为了实现区域性的探测，除了雷达本身要有优越的性能，包括探测距离/速度/角度等覆盖能力，以及速度、距离、角度甚至大小外形等雷达散射截面的分辨率外，还需要通过雷达的移动和多部雷达的组网实现雷达探测能力的延伸。现有雷达特别是多普勒雷达是利用发射信号和接收信号的多普勒频移来计算被探测目标的距离，速度和角度。在现行的低小慢飞行器管控市场中，大部分采用独立的雷达和光电系统去发现移动目标，进而对其实现管控。由于低、小、慢飞行器其反射截面小，速度慢等特点，现有用于机场对民航飞机或者超音速战斗机等进行管控的雷达基本上不能发挥作用。而独立部署的可侦测低小慢飞行器的雷达和光电系统，普遍存在探测距离近和对小目标识别率低等问题，如果广泛部署将存在成本高，但是效率不高的问题。技术实现要素：针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种利用现有4g/5g网络基站设备或者直放站设备实现对低小慢飞行器进行探测的mimo三维雷达系统。为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于5g基站的mimo三维雷达系统，包括组成mimo三维雷达网络的多个微波宏基站、毫米波基站及毫米波微蜂窝通信终端，其中各个毫米波基站之间、各个毫米波微蜂窝通信终端之间、毫米波基站与毫米波微蜂窝通信终端之间、微波宏基站与毫米波基站之间、微波宏基站与毫米波微蜂窝通信终端之间通过los和nlos通信方式链接。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站均采用基于tdd体制的4g/5g通信基站。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的单信道带宽设置为20mhz至400mhz。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的数量设置为4x4及以上。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的发射阵列和接收阵列采用一个共址雷达上的发射阵列和接收阵列，或采用不同共址雷达上的发射阵列和接收阵列。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的接收阵列采用共址和分布式结构。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的发射阵列和接收阵列均由多个发射单元或接收单元组成，并采用相控方式控制发射单元发射正交信号。可选地，所述微波宏基站和毫米波基站的发射阵列的特定发射信道在空域、时间和频率三个域上进行自主正交配置，形成可发射的正交波形。本实用新型具有以下有益效果：(1)本实用新型采用现有4g/5g网络基站设备或者直放站设备，特别是核心射频设备，大幅节约了设备采购和设备铺设的成本；(2)本实用新型通过有选择的配置电信设备，组成分布式mimo雷达网络，实现对覆盖区域的移动目标的测速，测距和测向，达到对低小慢飞行器的监控；并且可通过配置电信网络的中心基站，实现在较大范围内对低小慢飞行器的覆盖性监测。附图说明图1为本实用新型基于5g基站的mimo三维雷达系统结构示意图；图2为本实用新型实施例中多发多收阵列结构示意图；图3为本实用新型实施例中mimo通信基站设备原理图；图4为本实用新型实施例中mimo雷达系统工作原理图。具体实施方式下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本
技术领域：
的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本
技术领域：
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。为了最大程度的解决对低小慢飞行器进行识别的问题，本实用新型提供了一种利用现有4g/5g网络基站设备或者直放站设备实现对低小慢飞行器进行探测的mimo三维雷达系统。本实用新型利用微波宏基站、毫米波基站及毫米波微蜂窝通信终端构成mimo雷达的基本核心设备，形成分布式mimo雷达网络，实现区域覆盖和侦测能力，实现了在三维空间中对被测移动目标相对于基站的距离、速度和方向甚至大小形状等散射截面信息的收集，从而实现结合4g/5g网络的分布特性形成在特定空域对低小慢飞行器的三维空间布局。如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种基于5g基站的mimo三维雷达系统，包括组成mimo三维雷达网络的多个微波宏基站、毫米波基站及毫米波微蜂窝通信终端，其中各个毫米波基站之间、各个毫米波微蜂窝通信终端之间、毫米波基站与毫米波微蜂窝通信终端之间、微波宏基站与毫米波基站之间、微波宏基站与毫米波微蜂窝通信终端之间通过los和nlos通信方式链接。在本实用新型的一个可选实施例中，本实用新型采用tdd体制的4g/5g通信基站中的微波基站、毫米波基站和毫米波微蜂窝作为各共址雷达的发射机和接收机，并基于北斗/gps或者局域网进行收发同步配置，组成分布式mimo雷达网络，各个基站之间、基站与终端之间、终端与终端之间采用los和nlos传输。本实用新型可以根据使用需求，自主配置多部电信网络设备，形成局部的mimo雷达网络，实现对覆盖区域的移动目标的测速，测距和测向，达到对低小慢飞行器的监控。可通过配置电信网络的中心基站，实现在较大范围内对低小慢飞行器的覆盖性监测。在本实用新型的一个可选实施例中，为了有效地识别低小慢飞行器，本实用新型基于tdd体制的4g/5g通信基站，设置微波宏基站和毫米波基站的单信道带宽设置为20mhz至400mhz，微波宏基站和毫米波基站的数量设置为4x4及以上，在信道带宽和接收机数量满足总频道带宽的要求下，基于4g/5g电信网络的mimo雷达技术，可以有效的对低小慢飞行器进行侦察，进而可以在一个更广阔的三维空域范围对低小慢飞行器进行管控，克服了现有单纯基于雷达的低小慢飞行器管控系统的局限性。如表1所示，为本实用新型实施例设计的mimo雷达电性能。表1、mimo雷达电特性主要参数最小值最大值4g/5g基站/直放站信道物理带宽20mhz到400mhz天线数(基站)4x4或16天线数(基于垂直正交发射的直放站)116目标散射截面rcs(1公里探测距离)2m2移动目标速度范围8km/h200km/h在本实用新型的一个可选实施例中，如图3所示，本实用新型中微波宏基站和毫米波基站的发射阵列和接收阵列采用一个共址雷达上的发射阵列和接收阵列，或采用不同共址雷达上的发射阵列和接收阵列，以使接收阵列接收并处理发射阵列发射回来的波束信号。通过链路配置和同步后，接收阵列就可以接受并处理发射阵列发射回来的波束信号。在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，本实用新型中微波宏基站和毫米波基站的接收阵列采用共址和分布式结构，发射阵列和接收阵列都进行了同步处理，经过同步处理后的设备可以组网，形成分布式mimo雷达网络，实现区域覆盖和侦测能力。在本实用新型的一个可选实施例中，如图4所示，本实用新型中微波宏基站和毫米波基站的发射阵列和接收阵列均由多个发射单元或接收单元组成，并采用相控方式控制发射单元发射正交信号，以及接收单元的正交和信道化接收。为了使得天线阵列满足对1000米以下空域的覆盖，对于天线阵列特别是方向性很强的天线阵列需要有一定的电相控或者机械相控能力，以满足区域覆盖的要求。在本实用新型的一个可选实施例中，本实用新型中微波宏基站和毫米波基站的发射阵列的特定发射信道在空域、时间和频率三个域上进行自主正交配置，形成可发射的正交波形，使得共址雷达的发射单元之间或接收单元之间形成正交波束信号，从而确保mimo雷达发射机的时空正交性、可靠性，实时性和有效性。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。当前第1页12