毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達的製作方法

2023-11-04 01:53:12 1

專利名稱：毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線電波發射與接收探測目標方位、距離和速度的技術領域，具體是一種毫米 波隨機碼調相調幅船用防撞雷達。
背景技術：
當前，海洋航運和內陸江河湖泊航運、漁業迅速發展，船隻大量增多，港口、航道越來越 擁擠，常有船隻超載、超速，尤其兩船或多條船交匯時其慣性力衝擊掀起大波浪，影響航向， 不易正確操縱，致使船隻相互碰撞或撞擊橋墩，嚴重時沉船，甚至橋梁塌陷。在遇暴風雨等惡 劣天氣時引發事故概率更大。因此，海洋航運、漁業生產、江河湖泊航運應用雷達防撞保障航 行安全在迅速發展，迫切需要技術先進、功能完善的防撞雷達。從技術方面分析FM-CW調頻連 續波防撞雷達局限於檢測單一目標，調製信號僅用單一頻率的周期信號作為檢測標誌，不能對 觀察區域內所有目標同時無模糊測定距離和速度。相鄰多個目標回波相互交調、串擾使得很難 分辨其檢測數據，影響判斷。脈衝PD雷達發射脈寬，遮擋回波信號的接收，存在距離盲區不能 近距檢測防撞，缺少對多個可能碰撞目標檢測和跟蹤能力，船隻密集的水域應用防撞雷達抗相 互幹擾問題勢必解決，隨機信號連續波雷達雖有很高的抗幹擾能力，有望高性能環境電磁兼容 EMC，但因連續波雷達天線發射能量輻射洩漏阻塞，影響檢測回波接收信號，尤其弱小目標信號 難以檢測。防撞預警雷達作用距離較近，要求船體所處的水面具有全方位安全航行防撞功能。 此外，簡單顯示器對相鄰目標難以分辨，不能顯示多個目標全景圖像，相對位置、距離遠近及 移動速度欠缺預警。現有防撞雷達缺少用傳感器信號構成閉環控制的功能，缺少水域環境天線 自適應控制，缺少自動避障、減速和剎船的智能控制，能見度差或航行遇險情不能及時幫助司 機解危避免事故。

發明內容
本發明的目的是提供在同一水域相鄰多艘船隻航行互不幹擾、共存運行，全方位檢測所處 水域可能發生碰撞目標的亳米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達。
本發明技術方案設有環形器、中放、存儲器RAM、數位訊號處理器DSP、雙口存儲器 MM、微控制器MCU、接口 I/O、水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS、聲光 報警器、圖像顯示器CRT、方向舵控制器、減速器、點火/熄滅控制器、鍵盤，還設有收/發兩 用準光集成介質透鏡天線陣列、波束開關、頻率合成器、收/發開關T/R" T/R2、 T/R3、寬帶噪 聲發生器、隨機碼發生器A、調相器、倍頻與功放、隨機碼發生器B、調幅器、低噪聲高放、分 諧波混頻器、隨機序列異步選通門、數字中頻正交檢波器、數字脈壓相關器，天線裝設在船頂
5高位處，設成水平環形陣或環繞桅杆成圓環陣，DSP編碼脈衝分配序列接入波束開關、CRT，全 方位循環掃描探測水面可能碰撞的目標，頻率合成器可編程分頻器預置端、數控振蕩器數控 端、數字脈壓相關器可變延遲線數控端分別經接口 I/O與MCU相接，頻率合成器輸出fc3接入 DSP為時鐘信號，寬帶噪聲發生器噪聲譜接入隨機碼發生器A、隨機碼發生器B，頻率合成器輸 出fcu接入隨機碼發生器A為採樣時鐘信號，fc2接入隨機碼發生器B為採樣時鐘信號，生成相 互獨立的雙隨機碼，隨機碼發生器A輸出接入調相器、數字脈壓相關器，隨機碼發生器B輸出 隨機序列接入調幅器，隨機序列高電平邏輯"1"接入T/R2、 T/R3，低電平邏輯"0"接入T/R" 隨機序列異步選通門，收/發開關T/R2、 T/R3分別接在倍頻與功放的輸入/輸出端，調幅器串接 在倍頻與功放直流電源端，T/Ri接在環形器輸出至低噪聲高放輸入之間，隨機序列異步選通門 接在中放輸出至數字中頻正交檢波器輸入之間，頻率合成器輸出fN接入調相器為載頻一半或四 分之一頻率，調相射頻經倍頻與功放二或四倍頻、功放為雷達載頻fQ接至T/R2、環形器饋入天 線陣列發射，頻率合成器輸出ft接入分諧波混頻器為二或四內在倍頻本振信號fL、頻率合成器 輸出fi接入數字中頻正交檢波器為相干基準信號，f"為數字中頻正交檢波器模數轉換器A/D 採樣時鐘信號，fcs為數字中頻正交檢波器數字低通濾波器LPF時鐘信號，fc9為數字中頻正交 檢波器抽取器時鐘信號，回波射頻經天線陣列、波束開關、環形器、T/Rk低噪聲高放、分諧 波混頻器、中放，在隨機序列異步選通門選取再經數字中頻正交檢波器解調接入數字脈壓相關 器，相關輸出數據存入存儲器RAM後接入DSP數據總線，DSP與MCU數據總線、地址總線、控 制線經雙口存儲器RAM匯接並提供仲裁信號，MCU輸入/輸出經接口 I/O連接水面攝像傳感器、 本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS、聲光報警器、CRT、方向舵控制器、減速器、點火/熄滅 控制器、鍵盤，DSP軟體設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅立葉變換 FFT、距離旁瓣抑制、恆虛警處理CFAR， MCU系統軟體編程包括主程序和數據採集、藪據處理、 對象控制子程序，中放檢出自動增益控制電壓經濾波、放大接入低噪聲高放、中放自動增益 AGC控制端，頻率合成器、寬帶噪聲發生器、隨機碼發生器A、隨機碼發生器B，波束開關、環 形器、收/發開關T/R" T/R2、 T/R3、調相器、調幅器、倍頻與功放、低噪聲高放、分諧波混頻 器、中放集成一體，屏蔽；
其中，頻率合成器由恆溫晶振、晶振分頻器、高次倍頻放大鏈、混頻器、帶通濾波器、放 大器、壓控振蕩器VCO、鑑相器、環路濾波器、環路分頻器、注入諧波分頻器、數控振蕩器NCO 組成，VCO由砷化鎵高電子遷移率電晶體GaAsHEMT器件、介質諧振器反饋振蕩、變容管壓控調 諧，環路分頻器由前置分頻器和可編程分頻器組合，恆溫晶振輸出第一路信號經高次倍頻放大 鏈與VCO輸出信號接入混頻器，混頻後經帶通濾波器、放大器，再經環路分頻器接入鑑相器， 第二路信號經晶振分頻器接入鑑相器，鑑相輸出經環路濾波器壓控VCO鎖相頻率合成，VCO輸
出fN為雷達調相器載頻一半或四分之一頻率，fN經定向耦合器得到分諧波混頻器二或四內在倍
頻本振f"可編程分頻器輸出fC1為隨機碼發生器A採樣時鐘信號、fC2為隨機碼發生器B採樣 時鐘信號、fc3為DSP時鐘信號、f(M為MCU時鐘信號、fc5為數字脈壓相關器時鐘信號、fc6為回波數據存儲器RAM時鐘信號，fc7為數字中頻正交檢波器模數轉換器A/D採樣時鐘信號、fc8 為數字低通濾波器LPF時鐘信號，fc9為抽取器時鐘信號，第三路接注入諧波分頻器至DDS相位 步進寄存器、N位相位累加器、ROM正弦査找表存儲器形成的數控振蕩器NCO，輸出fic。s"。tn、 fi-sin"。tn為數字中頻正交檢波器相干基準信號，可編程分頻器預置端、數控振蕩器NCO數控端 分別經接口 1/0接入MCU;
收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列，由介質基片微帶雙偶極振子集成天線、介質透鏡、 陣列基座、防護罩構成，介質透鏡是一端面為半球體，另一端面為圓柱體截面，介質基片微帶 雙偶極振子集成天線緊密放置在介質透鏡的圓柱截面為饋源，介質透鏡半球端面為天線輻射 面，在船頂高位設成水平環形陣列或環繞桅杆圓環陣列，DSP編碼脈衝序列接入波束轉換開 關、光柵掃描圖像顯示器CRT坐標變換器；
波束開關是在接收天饋集成PIN 二極體或砷化鎵場效應管GaAsFET串、並、串連接的單刀 單擲開關SPST，控制天線陣列由多個SPST組合成單刀多擲開關，控制偏壓由數位訊號處理器 DSP編碼脈衝分配序列經低通網絡接入，收/發開關T/Ri、 T/R2、 T/R3由PIN 二極體或砷化鎵場 效應管GaAsFET組成串、並，串陣列式單刀單擲SPST開關，T/Ri接在環形器輸出至低噪聲高放 輸入之間，T/R2、 T/R3分別接在倍頻與功放的輸入/輸出端，控制偏壓由隨機碼發生器B輸出隨 機序列高電平邏輯"1"經低通網絡接入T/R2、 T/R3，低電平邏輯"0"經低通網絡接入T/R" 隨機序列異步選通門；
隨機碼發生器A、隨機碼發生器B由同一個寬帶噪聲源、微波寬帶放大器輸出，隨機碼發 生器A由SAW聲錶帶通濾波器、高速或超高速電壓比較器、高速或超高速採樣保持器、有源積 分器、高速雙穩態觸發器組成，隨機碼發生器B由SAW聲錶帶通濾波器、電壓比較器、採樣保 持器、有源積分器、雙穩態觸發器組成，寬帶噪聲源由PN結二極體晶片上設一 P或N擴散限 流環，串聯溫補二極體，恆流反向偏置為雪崩狀態，置於同軸腔或波導腔經微波寬帶放大器及 寬帶匹配過渡網絡輸出接入隨機碼發生器A、隨機碼發生器B，頻率合成器輸出fd接入隨機碼 發生器A為採樣時鐘信號，fc2接入隨機碼發生器B為採樣時鐘信號，隨機碼發生器A由SAW聲 錶帶通濾波器、高速或超高速電壓比較器至高速或超高速採樣保持器，經有源積分器反饋接回 高速電壓比較器為比較門限，再經高速雙穩態觸發器、低通網絡接入調相器、數字脈壓相關器 可變延遲線，隨機碼發生器B由SAW聲錶帶通濾波器、電壓比較器至採樣保持器，經有源積分 器反饋接回電壓比較器為比較門限，再經雙穩態觸發器、低通網絡接入調幅器，其高電平邏輯 "1"接入收/發轉換開關T/R2、 T/R3，低電平邏輯"0"接入收/發轉換開關T/R"隨機序列異 步選通門；
調相器由襯底未摻雜砷化鎵GaAs與未摻雜鋁基砷化鎵AlGaAs形成交界面的基片上，集成 兩組高電子遷移率電晶體HEMT器件對管、四個3dBLange定向耦合器及六個電阻構成兩路反射 式電橋調製器，兩組HEMT對管柵極分別串一電阻接入調製信號，源極接地，兩個3dBLange定 向耦合器分別接在兩組HEMT器件對管漏極，交叉耦合到其餘兩個3dBLange定向耦合器，匹配負載電阻，調相器輸入/輸出埠可互易，頻率合成器VCO輸出fN為雷達載頻一半或四分之一 頻率接調相器，隨機碼發生器A輸出經低通網絡接入兩路調製器HEMT對管柵極互補控制，生成 0、 Ji二進位BPSK調相信號；
倍頻與功放倍頻級由磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率InPGaAsHEMT電晶體柵極接入/4阻 抗變換微帶線及偏置電路，源極並聯在接地阻容，漏極微帶線抑制基波和三次諧波，調諧在二 次或四次諧頻為雷達載頻fo，功放級由InPGaAsHEMT器件柵極接入微帶阻抗變換和C類偏置， 源極接地，漏極微帶線調諧在fo，並與天線阻抗匹配，倍頻與功放直流電源端經低通網絡串接 調幅器； '
低噪聲高放由一個雙柵磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率電晶體InPGaAs冊MT、微帶網絡 構成，第一柵極接天線回波載頻匹配網絡，第二柵極為AGC自動增益控制端，接中放AGC檢出 電壓，源極阻容接地，漏極輸出匹配網絡接入分諧波混頻器SHP，兩個肖特基二極體反向並接 在本振信號fL匹配網絡與回波載頻信號fo匹配網絡之間，本振信號fL由頻率合成器輸出fN經 定向耦合器連接，中頻IF經帶通網絡在本振信號fL匹配網絡的一側取出；
數字中頻正交檢波器由模數轉換器A/D、同相I、正交Q兩路數字乘法器、數字低通濾波器 LPF、抽取器組成，頻率合成器輸出fc 為A/D採樣時鐘信號，fcs為LPF時鐘信號，fc9為抽取 器時鐘信號，中放帶通濾波器經隨機序列異步選通門選取接入A/D，其輸出分別接I、 Q支路兩
路數字乘法器輸入的一端，頻率合成器數控振蕩器NCO輸出信號fiCOS"。tn、 fi-Sin"。tn相應連
接I、 Q支路兩路乘法器另一輸入端，I、 Q兩路數字乘法器輸出串聯數字低通濾波器LPF、抽取 器接入數字脈壓相關器，數字脈壓相關器由I、 Q支路移位寄存器、延遲線、相關運算陣列、求 和相加器組成，延遲線是由抽頭移位寄存器及開關電路組成可變延遲線，開關電路控制端經接 口 I/O接入微控制器MCU，頻率合成器輸出fC5接入延遲線移位寄存器、I、 Q支路移位寄存器 為時鐘信號，隨機碼發生器A輸出接入數字脈壓相關器可變延遲線產生延時碼，數字中頻正交 檢波器經抽取器輸出信號在I、 Q支路移位寄存器循環移位，與可變延遲線延時碼對應接入相關 運算陣列至求和相加器，相關輸出數據存入存儲器RAM後接入數位訊號處理器DSP數據總線。
本發明技術方案由一個寬帶噪聲源產生兩個相互獨立碼元的隨機碼發生器，隨機碼發生器A 調相測距/測速，隨機碼發生器B幅度鍵控調相載頻二次調製，隨機序列異步控制收/發轉換開 關，高電平邏輯"1"前沿時T/R2、 T/R3接通倍頻與功放級發射，T/R!關斷接收，後沿時進入低 電平邏輯"0" T/R2、 T/R3關斷倍頻與功放，T/Ri接通接收，隨機序列異步選通門選取目標；調 相/調幅雙重隨機編碼異步檢測，大為增強不斷變化的隨機性，同一水域相鄰多艘船隻相對方向 航行，發射信號相互照射掃掠，儘管幹擾信號必然進入對方接收通道，其隨機信號是隨機變量 的時間過程早己發生變化，'起不了對目標回波相關處理幹擾作用，互不幹擾共存運行，不影響 對方雷達正常防撞，具有很強的抗幹擾環境電磁兼容性EMC，後沿檢測避免發射脈寬遮擋的盲 區，抑制發射能量洩漏提高接收靈敏度；準光集成介質透鏡天線陣列傳輸毫米波損耗小增益 高，機械性能堅固抗振動強、防塵防蝕，成本低；反射式電橋調相器相互抵消寄生參量引起的相幅誤差，精度高；數字中頻正交檢波器用一個A/D完成中頻相干採樣，其數控振蕩器NCO輸 出fi相干基準信號保證相位差90° ;頻率合成多個高穩頻基準頻率和時鐘信號，保障雷達載 頻收/發、脈位同步，載頻取二分之一或四分之一頻率，其諧頻與分諧波混頻本振內在倍頻組 合，少量器件獲得毫米波處端載頻測距測速高分辨力；DSP抑制虛警識別與本船最近距離的目 標，當前方無船由司機設速航行，出現船隻時雷達測其信號，跟蹤至最近船隻，控制本船速保 持安全距離，偏離安全距離聲光報警，逼近危險距離MCU指令方向舵控制器自動避障或啟動減 速器智能控制。如遇迎面相撞的險情，其時間是兩船速度之和，安全距離急劇縮短，要求駕駛 素質、經驗更高，相應地智能防撞雷達自適應控制系統反映速度為ms級，比人類反映快得多， 在無機械故障條件下人控是不能替代的，起到能見度差航行司機不易看清楚的避障功能，極大 提高防撞性能。


圖1本發明雷達技術方案原理圖
圖2雷達收/發信號時序圖
圖3頻率合成器
圖4雙隨機二相碼發生器
圖5調相/調幅電路
圖6回波信號提取電路 具體實施方法
參照圖1，本發明具體實施方法和實施例設有環形器3、中放6、存儲器RAM19、數字信 號處理器DSP20、雙口存儲器RAM21、微控制器MCU22、接口 1/024、水面攝像傳感器16、本船 速傳感器17、衛星定位傳感器GPS23、聲光報警器26、圖像顯示器CRT30、方向舵控制器27、 減速器28、點火/熄滅控制器29、鍵盤25，還設有收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列1、波 束開關2、頻率合成器9、收/發開關T/R" T/R2、 T/R3、寬帶噪聲發生器13、隨機碼發生器 A14、調相器11、倍頻與功放10、隨機碼發生器B15、調幅器12、低噪聲高放4、分諧波混頻 器5、隨機序列異步選通門7、數字中頻正交檢波器8、數字脈壓相關器18,天線陣列l裝設在 船頂高位處，設成水平環形陣或環繞桅杆成圓環陣，DSP20編碼脈衝分配序列接入波束開關2、 CRT30,全方位循環掃描探測水面可能碰撞的目標，頻率合成器9可編程分頻器預置端、數控振 蕩器數控端、數字脈壓相關器18可變延遲線數控端分別經接口 1/024與MCU22相接，頻率合成 器9輸出fc3接入DSP20為時鐘信號，寬帶噪聲發生器13噪聲譜接入隨機碼發生器A14、隨機 碼發生器B15，頻率合成器9輸出fd接入隨機碼發生器A14為採樣時鐘信號，fc2接入隨機碼 發生器B15為採樣時鐘信號，生成相互獨立的雙隨機碼，隨機碼發生器A14輸出接入調相器 11、數字脈壓相關器18，隨機碼發生器B15輸出隨機序列接入調幅器12,隨機序列高電平邏輯 "1"接入T/R2、 T/fo，低電平邏輯"0"接入T/R"隨機序列異步選通門7，收/發開關T/R2、 T/R3分別接在倍頻與功放10的輸入/輸出端，調幅器12串接在倍頻與功放10直流電源端，T/Ri接在環形器3輸出至低噪聲高放4輸入之間，隨機序列異步選通門7接在中放6輸出至數 字中頻正交檢波器8輸入之間，頻率合成器9輸出fN接入調相器11為載頻一半或四分之一頻 率，調相射頻經倍頻與功放10 二或四倍頻、功放為雷達載頻fo接至T/R2、環形器3饋入天線 陣列1發射，頻率合成器9輸出fN接入分諧波混頻器5為二或四內在倍頻本振信號fL、頻率合 成器9輸出fi接入數字中頻正交檢波器8為相干基準信號，fc7為數字中頻正交檢波器8模數 轉換器A/D採樣時鐘信號，fc8為數字中頻正交檢波器8數字低通濾波器LPF時鐘信號，fc9為 數字中頻正交檢波器8抽取器時鐘信號，回波射頻經天線陣列1、波束開關2、環形器3、 T/R!、低噪聲高放4、分諧波混頻器5、中放6,在隨機序列異步選通門7選取再經數字中頻正 交檢波器8解調接入數字脈壓相關器18，相關輸出數據存入存儲器RAM19後接入DSP20數據總 線，DSP20與MCU22數據總線、地址總線、控制線經雙口存儲器RAM21匯接並提供仲裁信號， MCU22輸入/輸出經接口 1/024連接水面攝像傳感器16、本船速傳感器17、衛星定位傳感器 GPS23、聲光報警器26、 CRT30、方向舵控制器27、減速器28、點火/熄滅控制器29、鍵盤 25， DSP20軟體設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅立葉變換FFT、距離 旁瓣抑制、恆虛警處理CFAR， MCU22系統軟體編程包括主程序和數據採集、數據處理、對象控 制子程序，中放6檢出自動增益控制電壓經濾波、放大接入低噪聲高放4、中放6自動增益AGC 控制端，頻率合成器9、寬帶噪聲發生器13、隨機碼發生器A14、隨機碼發生器B15，波束開關 2、環形器3、收/發開關T/R" T/R2、 T/R3、調相器11、調幅器12、倍頻與功放9、低噪聲高 放4、分諧波混頻器5、中放6集成一體，屏蔽。
收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列，在船頂高位設成水平環形陣列或環繞桅杆圓環陣 列，由DSP編碼脈衝序列控制波束轉換開關水平全方位逐次循環掃描發射、預警碰撞目標，DSP 編碼脈衝序列在所對應時間光柵掃描圖像顯示器CRT坐標變換器導出識別目標所處位置。其介 質透鏡半球體為輻射面，短圓柱體橫截面緊密放置介質基片微帶集成天線為饋源，模擬集成天 線無窮厚介質基片消除表面波，改變圓柱體長度可獲得合適的波束寬度的準光高斯束輻射高辨 力方向性，設物鏡能進一步得到合適的方向性。準光集成介質透鏡天線損耗小、增益高，收/發 互易性強，由於介質透鏡機械性能堅固抗振和防塵、防水霧腐蝕良好。
收/發轉換開關T/Rk T/R2、 T/R3為單刀單擲開關SPST，其中T/R2、 T/R3為雙連同步開 關，開關器件採用PIN 二極體或砷化鎵場效應管GaAsFET，隨機碼發生器B輸出隨機序列邏輯 "1"前沿時正偏為導通狀態，接通倍頻與功放，調幅器鍵控調相載頻，經環形器、波束開關、 天線陣列發射，同時T/Ri其PIN管或GaAsFET管處於反偏截止，切斷回波輸入信號，關斷接 收，當T/Ri其PIN管或GaAsFET管在隨機序列後沿時進入邏輯"0"正偏為導通狀態，接收回 波信號，T/R2、 T/R3的PIN,管或GaAsFET管處於反偏截止切斷倍頻與功放輸入/輸出信號。單管 開關隔離度和頻帶較小，多管串、並、串結構並與收、發隔離器組合得到所需性能。設T/R2、 T/R3控制倍頻與功放輸入/輸出，並在直流電源端串接調幅器，深度調幅鍵控和隔離度。
倍頻與功放採用磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率電晶體InPGaAsHEMT，有較寬的工作頻帶和較高的功率增益，器件功耗熱耗小，倍頻級源極阻容接地自給偏壓，漏極微帶網絡抑制基 波和奇次諧波，功放級按C類偏置有較高的效率。取雷達載頻一半或四分之一頻率接入調相 器，二或四倍頻與功放為雷達載頻fo，與分諧波混頻本振內在倍頻組合，降低頻率合成器輸出 高端毫米波頻率的要求，少量器件即達到雷達載頻收/發。
克服噪聲的影響，提高雷達弱小目標探測設低噪聲高放。防撞雷達作用距離近，增益10dB 即可，由於回波信號強弱起伏很大，防止混頻輸入大信號飽和阻塞，高放、中放均設自動增益 控制AGC，保持接收有足夠大的動態範圍，以適應檢測不同距離目標。雙柵器件第二柵控制Is 對gm變化特性，源極電阻自給偏壓，Is在其電阻壓降使柵極產生負偏壓，選取合適的Ib和 g ，加上AGC電壓可得到良好的控制特性，選用磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率雙柵器件 InPGaAsHEMT在毫米波高端頻率具有低噪聲特性，AGC控制範圍較大。
分諧波混頻器SPH是在鰭線或微帶線電路由兩個反向並接肖特基二極體，相互保護在過高 反壓時不被燒毀，回波載頻信號與本振信號相差甚遠，隔離大於30dB，電路簡單，無須耦合電 橋和直流電源，利用本振信號產生非線性諧波倍頻，與調相載頻同取一半或四分之一頻率，僅 少量毫米波器件可獲得高端載頻fo。
本發明雷達收/發電路集成一體，簡化電路連接，省略波導和同軸接頭，提高雷達自身工程 電磁兼容性和可靠性。
圖2雷達收/發脈衝*序圖，(a)是DSP編碼脈衝分配序列控制天線波束掃描的一個波形 Ts， (b)是隨機碼發生器B輸出隨機序列的波形，高電平邏輯"1"前沿時T/R2、 T/R3接通發 射，T/Ri關斷接收，後沿時進入低電平邏輯"0" T/R2、 T/R3關斷髮射，T/Ri接通接收，探測周 圍水面可能發生碰撞的船隻或其它漂浮物。(c)是雷達發射調相/調幅隨機序列波形，圖中(d)、 (e)、 (f)、 (g)淺色波形是發射隨機碼調相/調幅信號，深色波形為隨機序列異步接收到的目標 回波，漂浮目標，深色波形是時分異步接收目標回波脈衝，其中(d)收/發脈衝重疊吻合，回波 延時At^，目標距離為零時無回波產生，(g)回波延時At: max為雷達檢測目標最大的作用距 離，(e)、 (f)收/發脈衝的延時At〉0， At<max，可看到，不同距離目標At不同的延時。目標 距離產生延時，距離越近脈寬越窄，功率變小，而近區場輻射強，信噪比下降不大時仍可檢測 到目標回波。雷達收/發異步工作時間上完全隔離發射信號能量洩漏，極大提高檢測弱小目標信 號的能力。本發明採用同一個寬帶噪聲源產生相互獨立的兩個隨機碼，雷達載頻雙重隨機編碼 調相/調幅汽船防撞雷達，在同一水域環境相鄰船隻極低的碼元相關概率，船隻密集航行互不幹 擾高性能電磁兼容性EMC迖到隨機碼連續波雷達、脈衝雷達不具備的優點。
圖3頻率合成器，由恆溫晶振9a為基準源，輸出第一路信號由階躍管倍頻、放大器組成高 次倍頻鏈9b、 9c、 9d、 9e，與壓控振蕩器VC09i接入混頻器9n，混頻後經帶通濾波器、放大器 9m，再經由前置分頻器91、可編程分頻器9k組合的環路分頻器接入鑑相器9g;第二路信號經 晶振分頻器9f接入鑑相器9g，輸出經環路濾波器9h壓控VC09i鎖相頻率合成，VC09i輸出fN 毫米波雷達載頻fo的一半或四分之一頻率調相，經定向耦合器9j為分諧波混頻器6本振fL激
11勵內在倍頻混頻，可編程分頻器9k輸出fd為隨機碼發生器A採樣時鐘信號、fc2為隨機碼發生器B採樣時鐘信號，fc3為DSP時鐘信號，fc4為MCU時鐘信號、fcs為數字脈壓相關器時鐘信號、fc6為回波數據RAM時鐘信號，f"為A/D採樣時鐘信號，fc8為數字低通濾波器LPF時鐘信號，fc9為抽取器時鐘信號；第三路由注入諧波分頻器9o接至DDS數控振蕩器NC09p為時鐘信號，相位步進寄存器暫存頻率控制字的數據，N位相位累加器在時鐘作用下不斷地進行頻率控制字累加，對頻率2n周期內相位採樣，正弦查表存儲器ROM存有一個周期的正弦波數據，
查表地址對應形成輸出fi餘弦c。S。。tn、正弦-sin"。tn為數字中頻正交檢波器同相I支路、正交
Q支路基準信號，數控查表輸出fi相干基準信號相位差精確為90° ， VC09i鎖相輸出與晶振倍頻放大鏈混頻進行頻率反饋下移，減小環路前置分頻器91分頻比，改善相噪特性。採用恆溫晶振9a頻率合成頻穩度很高，確保收/發載頻起始相位、數字中頻正交檢波解調、A/D採樣等多個時鐘信號與其成整數倍關係，正確無誤。
圖4雙隨機二相碼發生器，寬帶噪聲源13在極寬的頻率範圍內生成均勻、平坦的噪聲，帶寬達數個至數十個倍頻程，抑制閃爍不可控噪聲的產生至關重要，故在噪聲器件PN結二極體其管芯設置P或N擴散限流環，使擊穿電壓比其高，限制擊穿範圍直接位於P區或N區，消除結區邊緣不可控微等離子區擊穿，得到PN結均勻擊穿抑制不可控閃爍噪聲的產生。管芯襯底基片置熱沉，降低結溫產生穩定的噪聲譜。恆流源反偏在雪崩擊穿區域，穩定的載流子雪崩倍增電流起伏產生隨機散彈噪聲，幅頻呈正態分布。由於噪聲產生受溫度影響碼元正負極性概率，串聯溫補二極體減少其影響。噪聲管和溫補管及偏置、微波寬帶放大器置於同軸腔或波導腔隔離外界電磁場的幹擾帶限放大噪聲頻譜，匹配寬帶網絡過渡傳輸線分別接入隨機碼產生器A14、隨機碼產生器B15。現以隨機碼產生器B14為例，SAW聲錶帶通濾波器a選取合適的碼頻與帶寬，SAW聲錶帶通濾波器a可供選用的中心頻率範圍廣，帶通濾波特性在頻域上十分陡峭，插入損耗小，經電壓比較器b選擇噪聲正負極性，頻率合成器輸出採樣時鐘信號fC1、 fc2控制採樣保持器c進行周期採樣、保啤，有源積分器d反饋回電壓比較器b為均值門限比較,輸出保持正負電平概率、隨機序列佔空比基本相等的隨機二相碼元，由雙穩態觸發器e輸出接外電路。隨機碼產生器A14用於調相器11雷達載頻發射和回波數字脈壓相關器18處理目標距離/速度信息，達到測距高分辨力碼頻與帶寬取值相對較大，採樣時間取值快，因此器件工作速度相應選高速或超高速。隨機碼產生器B15用於調幅器12幅度鍵控調相載頻，隨機序列高電平邏輯"1"前沿時收/發轉換開關T/R2、 T/R3接通倍頻與功放輸入/輸出發射信號，T/Ri關斷接收；後沿時進入低電平邏輯"0" T/R2、 T/R3關斷倍頻與功放輸入/輸出，T/Ri接通接收，隨機序列異步選通門7選取目標信號。
兩組隨機碼發生器碼頻與帶寬、採樣時鐘信號取值不同，產生相互獨立的雙隨機碼。基於隨機信號是隨機變量的時間過程，無周期性重複，調相/調幅雙重隨機編碼異步檢測，大大增強不斷變化的隨機性，同一水域相鄰環境多艘船隻相對方向行駛，允許使用寬波束天線，發射信號相互照射掃掠，儘管幹擾信號必然進入對方接收通道， 達雙隨機碼收/發信號變化極快，起不了對目標回波相關處理幹擾作用，因此互不幹擾共存運行。
圖5調相/調幅電路，隨機碼調相器11是在砷化鎵基片上集成兩組高電子遷移率電晶體HEMT對管、四個3dBLange定向耦合器及六個電阻構成兩路反射式調製器，是一種冷HEMT平衡推挽模式調製器，其調製電壓互補控制，兩路調製器輸出為複數相加，矢量合成0、 n二進位BPSK調相信號，輸入/輸出埠可互易。當一組對管柵極調製信號為正偏電壓時，管子導通呈短路，使其3dBLange定向耦合器射頻電壓反射係數為負，當柵極調製信號為夾斷電壓時，管子溝道夾斷呈開路，射頻電壓反射係數為正，反射波經3dBLange定向耦合器疊加輸出對應管子通、斷其相位差為0至3i變化，兩路反射式調製器相互抵消寄生參量引起振幅和相位的誤差，得到優良的BPSK調相，確保雷達高精度檢測。頻率合成器9輸出ft為調相器11載頻，隨機碼發生器A14選取寬帶噪聲發生器13輸出的合適碼頻與帶寬，相應採樣時鐘信號觸發生成隨機碼脈衝，控制調相器兩組HEMT對管柵極。柵路串聯電阻限流，偏壓經低通網絡阻止載頻進入。隨機碼發生器A14輸出同時還接入數字脈壓相關器18相關處理目標回波信號。選取寬帶噪聲發生器13合適碼頻與帶寬，相應採樣時鐘信號觸發生成隨機碼發生器B15隨機序列脈衝，驅動調幅器12鍵控倍頻與功放10，並控制收/發轉換開關T/R2、 T/R3。
圖6回波信號提取電路，數字中頻正交檢波器8是在回波信號數位化處理之前，將其中頻去掉，使回波信號進行零中頻的數字同相/正交相干檢波(或稱零中頻相參混頻)輸出零中頻基帶信號，用一個模數變換器A/D81對中頻回波信號採樣，其採樣時鐘信號fc7由頻率合成器輸出，採樣率應滿足奈奎斯特定理。I、 Q兩路乘法器82進行複數字下變頻，頻率合成器NCO輸
出fic。s"。tn、 fi-sin。。tn分別接入I、 Q兩路乘法器，相干基準信號相位差精確為90° ，數字低
通濾波器LPF83時鐘信號fcs、抽取器84時鐘信號fc9均由頻率合成器輸出。回波信號經數字低通濾波器LPF83濾波傳入抽取器84採樣率減少的轉換，數字脈壓相關器18將數字中頻正交檢波器8的抽取器84輸出信號，與隨機碼發生器A14、延遲線182為參考信號，在I、 Q支路移位寄存器181、相關運算陣列183、求和相加器184相關處理，相關輸出碼元出現最大值，即為數字脈壓相關器18主峰匹配獲取高信噪比尖銳圖釘函數信息的檢測。頻率合成器輸出時鐘信號fcs觸發I、 Q支路移位寄存器181、可變延遲線182， MCU接口 1/033與可變延遲線182數控端相接，可變延遲線在雷達探測目標最大作用距離範圍內MCU控制開關步進，改變脈壓係數衝擊響應可獲取不同距離、速度目標數據。
目標回波I/Q正交相干檢波和脈壓相關處理復調製信號被分解成實部和虛部，信號幅度和相位兩個信息都保存下來，此信號在回波數據存儲器RAM19暫存後，送到數位訊號處理器DSP20進行片內分組時分復用數據重排、快速傅立葉變換FFT譜分析、距離旁瓣抑制、動目標顯示MTI和恆虛警處理CFAR。 FFT等效於大量的距離門和都卜勒濾波器組，對目標相對運動差拍的距離和速度頻譜分析及距離旁瓣的抑制。完成FFT運算由恆虛警電路CFAR加以處理，根據剩餘雜波的強度自動調節檢測門限，使虛警概率保持在允許值內，超過門限的信號作出相關信息處理，以確定是否目標，如果是，則對目標的距離、速度及方位角度等數據送到圖像顯示 器。當前方無船由司機設定速度航行，出現船隻時雷達測其信號跟蹤至最近船隻，控制本船速 保持安全距離，偏離安全距離時聲光報警，逼近危險距離時MCU指令方向舵控制器智能避障或 啟動減速器減速，甚至熄滅發動機控制。這種控制是參考水面攝像船隻稀密度和本船速衛星定 位傳感器GPS提供本船當前所處位置信息作出抉擇數據處理控制執行機構。如遇迎面相撞的險 情，其時間是兩船速度之和，安全距離急劇縮短，.要求駕駛素質、經驗更高，相應地智能防撞 雷達自適應控制系統反映速度為ms級，比人類反映快得多，在無機械故障條件下人控是不能替 代的，極大提高防撞性能。，
數據放入數位訊號處理器DSP片外回波存儲器RAM， DSP執行運算速度大為提高，雙口存儲 器RAM使DSP與微控制器MCU交換數據雙方握手操作，每個數據在雙口 RAM中按字節由低到高 佔用，雙口 RAM提供仲裁信號避免DSP與MCU發生數據處理競爭。
本實施例在船頂高處設置環形天線陣列，介質透鏡天線波束水平方位角5.5° ，垂直方位角 5.2° ，天線增益34. 6dB，旁瓣_23. 7dB，數位訊號處理器DSP編碼脈衝分配序列全方位循環掃 描警戒可能碰撞的目標。調相碼元帶寬為1.2GHz，調幅脈寬10ns，頻率合成器輸出fN頻率 38. 250GHz調相，2倍頻與功放為76. 500GHz雷達發射載頻fo，輸出峰值功率2. 5W，分諧波混頻 本振內在2倍頻接收回波。波束開關掃描速率50ms/Hz，確保波束掃掠距離為500m處100 m寬 的水面更新，DSP抑制虛警識別與本船最近距離的目標，偏離安全距離時聲光報警，逼近危險 距離MCU指令避障器自動避障或啟動減速器、剎船器智能控制，極大提高防撞性能。雷達噪聲 係數Fnl7dB，毫米波載頻大氣傳輸損耗La和系統損耗Lsl6dB，雷達最大作用距離為1500 m， 最小作用距離15 m，最近召標識別時間〈560us,角度分辨力《3° ，距離分辨力《lm，速度 分辨力<1. 2km/h，本船時速70km/h能平穩制動。
權利要求
1、一種毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，設有環形器、中放、存儲器RAM、數位訊號處理器DSP、雙口存儲器RAM、微控制器MCU、接口I/O、水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS、聲光報警器、圖像顯示器CRT、方向舵控制器、減速器、點火/熄滅控制器、鍵盤，其特徵在於還設有收/發兩用準光集成介質透鏡天線陣列、波束開關、頻率合成器、收/發開關T/R1、T/R2、T/R3、寬帶噪聲發生器、隨機碼發生器A、調相器、倍頻與功放、隨機碼發生器B、調幅器、低噪聲高放、分諧波混頻器、隨機序列異步選通門、數字中頻正交檢波器、數字脈壓相關器，天線裝設在船頂高位處，設成水平環形陣或環繞桅杆成圓環陣，DSP編碼脈衝分配序列接入波束開關、CRT，全方位循環掃描探測水面可能碰撞的目標，頻率合成器可編程分頻器預置端、數控振蕩器數控端、數字脈壓相關器可變延遲線數控端分別經接口I/O與MCU相接，頻率合成器輸出fc3接入DSP為時鐘信號，寬帶噪聲發生器噪聲譜接入隨機碼發生器A、隨機碼發生器B，頻率合成器輸出fc1接入隨機碼發生器A為採樣時鐘信號，fc2接入隨機碼發生器B為採樣時鐘信號，生成相互獨立的雙隨機碼，隨機碼發生器A輸出接入調相器、數字脈壓相關器，隨機碼發生器B輸出隨機序列接入調幅器，隨機序列高電平邏輯「1」接入T/R2、T/R3，低電平邏輯「0」接入T/R1、隨機序列異步選通門，收/發開關T/R2、T/R3分別接在倍頻與功放的輸入/輸出端，調幅器串接在倍頻與功放直流電源端，T/R1接在環形器輸出至低噪聲高放輸入之間，隨機序列異步選通門接在中放輸出至數字中頻正交檢波器輸入之間，頻率合成器輸出fN接入調相器為載頻一半或四分之一頻率，調相射頻經倍頻與功放二或四倍頻、功放為雷達載頻f0接至T/R2、環形器饋入天線陣列發射，頻率合成器輸出fN接入分諧波混頻器為二或四內在倍頻本振信號fL、頻率合成器輸出fi接入數字中頻正交檢波器為相干基準信號，fc7為數字中頻正交檢波器模數轉換器A/D採樣時鐘信號，fc8為數字中頻正交檢波器數字低通濾波器LPF時鐘信號，fc9為數字中頻正交檢波器抽取器時鐘信號，回波射頻經天線陣列、波束開關、環形器、T/R1、低噪聲高放、分諧波混頻器、中放，在隨機序列異步選通門選取再經數字中頻正交檢波器解調接入數字脈壓相關器，相關輸出數據存入存儲器RAM後接入DSP數據總線，DSP與MCU數據總線、地址總線、控制線經雙口存儲器RAM匯接並提供仲裁信號，MCU輸入/輸出經接口I/O連接水面攝像傳感器、本船速傳感器、衛星定位傳感器GPS、聲光報警器、CRT、方向舵控制器、減速器、點火/熄滅控制器、鍵盤，DSP軟體設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅立葉變換FFT、距離旁瓣抑制、恆虛警處理CFAR，MCU系統軟體編程包括主程序和數據採集、數據處理、對象控制子程序，中放檢出自動增益控制電壓經濾波、放大接入低噪聲高放、中放自動增益AGC控制端，頻率合成器、寬帶噪聲發生器、隨機碼發生器A、隨機碼發生器B、波束開關、環形器、收/發開關T/R1、T/R2、T/R3、調相器、調幅器、倍頻與功放、低噪聲高放、分諧波混頻器、中放集成一體，屏蔽。
2、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於頻率合成 器由恆溫晶振、晶振分頻器、高次倍頻放大鏈、混頻器、帶通濾波器、放大器、壓控振蕩器VC0、鑑相器、環路濾波器、環路分頻器、注入諧波分頻器、數控振蕩器NCO組成，VC0由砷 化鎵高電子遷移率電晶體GaAsHEMT器件、介質諧振器反饋振蕩、變容管壓控調諧，環路分頻 器由前置分頻器和可編程分頻器組合，恆溫晶振輸出第一路信號經高次倍頻放大鏈與VC0輸 出信號接入混頻器，混頻後經帶通濾波器、放大器，再經環路分頻器接入鑑相器，第二路信 號經晶振分頻器接入鑑相器，鑑相輸出經環路濾波器壓控VCO鎖相頻率合成，VC0輸出fN為雷達調相器載頻一半或四分之一，fN經定向耦合器得到分諧波混頻器二或四內在倍頻本振fL，可編程分頻器輸出fcn為隨機碼發生器A採樣時鐘信號、fc2為隨機碼發生器B採樣時鐘信號、 fc3為DSP時鐘信號、fc4為MCLI時鐘信號、fc5為數字脈壓相關器時鐘信號、fc6為回波數據 存儲器RAM時鐘信號，fc7為數字中頻正交檢波器模數轉換器A/D採樣時鐘信號、fcs為數字 低通濾波器LPF時鐘信號，frt為抽取器時鐘信號，第三路接注入諧波分頻器至DDS相位步進 寄存器、N位相位累加器、ROM正弦査找表存儲器形成的數控振蕩器NCO，輸出fic。s"。tn、fi-sin 03。tn為數字中頻正交檢波器相干基準信號，可編程分頻器預置端、數控振蕩器NCO數控端分 別經接口 1/0接入MCU。
3、 根據權利要求1所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於收/發兩 用準光集成介質透鏡天線陣列，由介質基片微帶雙偶極振子集成天線、介質透鏡、陣列基座、 防護罩構成，介質透鏡是一端面為半球體，另一端面為圓柱體截面，介質基片微帶雙偶極振 子集成天線緊密放置在介質透鏡的圓柱截面為饋源，介質透鏡半球端面為天線輻射面，在船 頂高位設成水平環形陣列或環繞桅杆圓環陣列，DSP編碼脈衝序列接入波束轉換開關、光柵 掃描圖像顯示器CRT坐標變換器。
4、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於:.波束開關 是在接收天饋集成PIN二極體或砷化鎵場效應管GaAsFET串、並、串連接的單刀單擲開關SPST， 控制天線陣列由多個SPST組合成單刀多擲開關，控制偏壓由數位訊號處理器DSP編碼脈衝分 配序列經低通網絡接入，收/發開關T/Rk T/R2、 T/R3由PIN 二極體或砷化鎵場效應管GaAsFET 組成串、並，串陣列式單刀單擲SPST開關，T/Ri接在環形器輸出至低噪聲高放輸入之間，T/R2、 T/R3分別接在倍頻與功放的輸入/輸出端，控制偏壓由隨機碼發生器B輸出隨機序列高電平邏 輯"1"經低通網絡接入T/R2、 T/R3，低電平邏輯"0"經低通網絡接入T/R"隨機序列異步 選通門。 '
5、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於隨機碼發 生器A、隨機碼發生器B由同一個寬帶噪聲源、微波寬帶放大器輸出，隨機碼發生器A由SAW 聲錶帶通濾波器、高速或超高速電壓比較器、高速或超高速採樣保持器、有源積分器、高速 雙穩態觸發器組成，隨機碼發生器B由SAW聲錶帶通濾波器、電壓比較器、採樣保持器、有 源積分器、雙穩態觸發器組成，寬帶噪聲源由PN結二極體晶片上設一 P或N擴散限流環， 串聯溫補二極體，恆流反向偏置為雪崩狀態，置於同軸腔或波導腔經微波寬帶放大器及寬帶 匹配過渡網絡輸出接入隨機碼發生器A、隨機碼發生器B，頻率合成器輸出fd接入隨機碼發 生器A為採樣時鐘信號，fc2接入隨機碼發生器B為採樣時鐘信號，隨機碼發生器A由SAW聲 錶帶通濾波器、高速或超高速電壓比較器至高速或超高速採樣保持器，經有源積分器反饋接 回高速電壓比較器為比較門限，再經高速雙穩態觸發器、低通網絡接入調相器、數字脈壓相關器可變延遲線，隨機碼發生器B由SAW聲錶帶通濾波器、電壓比較器至採樣保持器，經有 源積分器反饋接回電壓比較器為比較門限，再經雙穩態觸發器、低通網絡接入調幅器，其高 電平邏輯"1"接入收/發轉換開關T/R2、 T/R3，低電平邏輯"0"接入收/發轉換開關T/R" 隨機序列異步選通門。
6、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於調相器由 襯底未摻雜砷化鎵GaAs與未摻雜鋁基砷化鎵AlGaAs形成交界面的基片上，集成兩組高電子 遷移率電晶體HEMT器件對管、四個3dBLange定向耦合器及六個電阻構成兩路反射式電橋調 制器，兩組HEMT對管柵極分別串一電阻接入調製信號，源極接地，兩個3dBLange定向耦合 器分別接在兩組HEMT器件對管漏極，交叉耦合到其餘兩個3dBLange定向耦合器，匹配負載 電阻，調相器輸入/輸出埠可互易，頻率合成器VCO輸出fN為雷達載頻一半或四分之一頻 率接調相器，隨機碼發生器A輸出經低通網絡接入兩路調製器HEMT對管柵極互補控制，生成 0、 n二進位BPSK調相信號。
7、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於倍頻與功 放倍頻級由磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率InPGaAs服MT電晶體柵極接x/4阻抗變換微帶 線及偏置電路，源極並聯在接地阻容，漏極微帶線抑制基波和三次諧波，調諧在二次或四次 諧頻為雷達載頻f。，功放級由InPGaAsHEMT器件柵極接入微帶阻抗變換和C類偏置，源極接 地，漏極微帶線調諧在f。，並與天線阻抗匹配，倍頻與功放直流電源端經低通網絡串接調幅 器。 '
8、 根據權利要求l所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於低噪聲高 放由一個雙柵磷化銦為襯底砷化鎵高電子遷移率電晶體InPGaAsHEMT、微帶網絡構成，第一 柵極接天線回波載頻匹配網絡，第二柵極為AGC自動增益控制端，接中放AGC檢出電壓，源 極阻容接地，漏極輸出匹配網絡接入分諧波混頻器SHP，兩個肖特基二極體反向並接在本振 信號fi匹配網絡與回波載頻信號fo匹配網絡之間，本振信號fL由頻率合成器輸出fN經定向 耦合器連接，中頻IF經帶通網絡在本振信號fi匹配網絡的一側取出。
9、 根據權利要求1所述的毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達，其特徵在於數字中頻 正交檢波器由模數轉換器A/D、同相I、正交Q兩路數字乘法器、數字低通濾波器LPF、抽取 器組成，頻率合成器輸出fc7為A/D採樣時鐘信號，fcs為LPF時鐘信號，fc9為抽取器時鐘信 號，中放帶通濾波器經隨機序列異步選通門選取接入A/D，其輸出分別接I、 Q支路兩路數字乘法器輸入的一端，頻率合成器數控振蕩器NC0輸出信號fiCOS。。tn、 fi-Sinw。tn相應連接l、Q支路兩路乘法器另一輸入端，I、 Q兩路數字乘法器輸出串聯數字低通濾波器LPF、抽取器 接入數字脈壓相關器，數字脈壓相關器由I、 Q支路移位寄存器、延遲線、相關運算陣列、求 和相加器組成，延遲線是由抽頭移位寄存器及開關電路組成可變延遲線，開關電路控制端經 接口 I/O接入微控制器MCU，頻率合成器輸出fc5接入延遲線移位寄存器、I、 Q支路移位寄 存器為時鐘信號，隨機碼發生器A輸出接入數字脈壓相關器可變延遲線產生延時碼，數字中 頻正交檢波器經抽取器輸出信號在I、 Q支路移位寄存器循環移位，與可變延遲線延時碼對應 接入相關運算陣列至求和相加器，相關輸出數據存入存儲器RAM後接入數位訊號處理器DSP 數據總線。
全文摘要
本發明涉及無線電定位技術領域，是一種毫米波隨機碼調相調幅船用防撞雷達。設準光介質透鏡天線環形陣列，由DSP循環掃描波束全方位警戒水面可能發生碰撞的目標，一個寬帶噪聲源產生兩個隨機碼發生器，隨機碼發生器A碼元調相測距/測速、隨機碼發生器B碼元調幅、收/發轉換及後沿檢測，雙隨機碼射頻經上變頻、R/T3、倍頻與功放、R/T2、隔離器、天線發射，回波經天線陣列、波束開關、隔離器、R/T1、高放、下變頻、中放、隨機序列異步選通門、數字中頻正交檢波器I/Q、數字脈壓相關器傳入DSP與MCU處理控制，本雷達相鄰多艘船隻航行互不幹擾共存運行，具有很高的環境電磁兼容性EMC，DSP抑制虛警確定目標方位、距離和相對速度，CRT顯示三維圖像，識別與本船最近距離的目標，小於安全距離聲光報警，接近危險距離智能避障或減速，顯著提高航行安全。
文檔編號G01S13/00GK101661105SQ200810120600
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者阮樹成 申請人:阮樹成