YZF-LB-MT-RC-5/120為X波段線性調(diào)頻連續(xù)波體制的多普勒定向多任務(wù)雷達(dá)。雷達(dá)具有高達(dá)5Hz的刷新率，120°全視角凝視功能，同時(shí)具有高精度的搜索和跟蹤能力，最大可搜索128個(gè)目標(biāo)，同時(shí)跟蹤64個(gè)目標(biāo)，可用于邊海防、重點(diǎn)設(shè)施、重點(diǎn)區(qū)域的無人機(jī)、人、車、船等動目標(biāo)入侵監(jiān)控。其關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。

表 1 ?YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

名稱	性能
距離（km）	目標(biāo)類型	60°	90°	120°
	無人機(jī)(RCS=0.01m²)	0.90	0.75	0.67
	行人(RCS=0.5m²)	2.4	2.0	1.8
	車(RCS=5m²)	4.2	3.5	3.2
	船(RCS=50m²)	5.5（最大量程5.5km）
角度覆蓋范圍	水平±60°，垂直±5°
測速范圍	0.36m/s～45m/s（1.3km/h～162km/h）
精度	角度精度±0.5°，距離精度±3m，速度±0.1m/s
刷新率	5Hz
供電	DC24V@1.5A，≤36W
通信接口	百兆以太網(wǎng)
外形尺寸（mm）	≤460x270x70
工作溫度	-40～+50℃
重量	≤7kg

YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)覆蓋范圍如圖1所示。

圖1 YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)覆蓋范圍

YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)照片如圖2所示。

圖2 ?YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)照片

2.?? 雷達(dá)原理

2.1. 功能介紹

YZF-LB-MT-RC-5/120為X波段線性調(diào)頻連續(xù)波體制的多普勒定向多任務(wù)雷達(dá)，收發(fā)天線分置，其基本原理框圖如圖3所示，根據(jù)主要功能，雷達(dá)可分為信號處理模塊、射頻通道、收發(fā)天線、天線罩和結(jié)構(gòu)件幾個(gè)部分。

圖3 YZF-LB-MT-RC-5/120原理框圖

2.1.1.?? 收發(fā)天線

發(fā)射天線用來發(fā)射雷達(dá)波，接收天線用來接收目標(biāo)反射回來的雷達(dá)波。收發(fā)天線之間要有足夠的隔離度，否則發(fā)射信號會直接泄露到接收通道中，容易造成接收通道飽和或雷達(dá)靈敏度下降。

2.1.2.?? 射頻通道

射頻通道包含發(fā)射信號的本振產(chǎn)生、混頻濾波、功率放大、接收信號的低噪聲放大、接收混頻放大等幾個(gè)部分。

梳狀譜發(fā)生器具有非常低的相位噪聲，并且?guī)缀鯖]有額外的雜散信號，本振采用梳狀譜發(fā)生器可能產(chǎn)生非常純凈的雷達(dá)發(fā)射信號，有利于提高雷達(dá)系統(tǒng)對小目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)能力。

混頻濾波主要功能是將信號處理模塊輸入的基帶信號上變頻到X波段，滿足天線發(fā)射所需的頻率。

功率放大器是將信號放大到足夠的強(qiáng)度，雷達(dá)探測距離與該模塊密切相關(guān)。

低噪聲模塊是接收通道的第一個(gè)模塊，采用低噪聲放大目的是盡量降低雷達(dá)系統(tǒng)的本身的電子噪聲，提高雷達(dá)的靈敏度。

接收混頻放大模塊是將接收信號和發(fā)射信號直接混頻，從而得到頻率很低的差拍信號，供信號處理分析。

2.1.3.?? 信號處理模塊

信號處理模塊是雷達(dá)的核心，又可分為通信模塊、FPGA、DAC和ADC幾個(gè)部分。通信模塊用來與上位機(jī)的雷達(dá)軟件進(jìn)行通信，接收上位機(jī)的控制命令和配置參數(shù)；向上位機(jī)發(fā)送雷達(dá)狀態(tài)信息和探測到的目標(biāo)信息；FPGA為信號處理的運(yùn)算和控制平臺，目標(biāo)檢測算法由FPGA完成；DAC用來產(chǎn)生發(fā)射基帶信號；ADC用來采集射頻通道混頻輸出的差拍信號。

2.1.4.?? 天線罩和結(jié)構(gòu)件

天線罩和結(jié)構(gòu)件是用來保護(hù)雷達(dá)天線及電路模塊免保護(hù)天線系統(tǒng)免受風(fēng)雨、冰雪、沙塵和太陽輻射等的影響，使天線系統(tǒng)工作性能比較穩(wěn)定可靠，同時(shí)減輕天線系統(tǒng)的磨損、腐蝕和老化，延長使用壽命。

2.2. 多普勒測速原理

當(dāng)雷達(dá)發(fā)射一定頻率的雷達(dá)波對目標(biāo)掃描時(shí)，如遇到運(yùn)動目標(biāo)，回波的頻率與發(fā)射波的頻率出現(xiàn)頻率差，稱為多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率的大小，可測出目標(biāo)對雷達(dá)的徑向相對運(yùn)動速度。

用頻率過濾方法檢測目標(biāo)的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達(dá)從強(qiáng)雜波中分辨出目標(biāo)信號。所以多普勒雷達(dá)比普通雷達(dá)的抗雜波干擾能力強(qiáng)，能探測出隱蔽在背景中的活動目標(biāo)。其基本原理如圖4所示。

圖4 多普勒測速原理

2.3. FMCW測距原理

FMCW雷達(dá)在掃頻周期內(nèi)發(fā)射頻率隨時(shí)間變化的掃頻信號，該信號被目標(biāo)反射后的回波與發(fā)射信號之間有一定時(shí)間延遲，從而經(jīng)過混頻濾波后輸出一個(gè)與該延時(shí)有關(guān)的差頻信號，通過測量該頻率可以獲得目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離信息，差頻信號頻率較低，因此硬件處理相對簡單、適合數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行數(shù)字信號處理，其基本原理如圖5所示。

圖5 FMCW測距原理

2.4. 測角原理

為了進(jìn)一步提高雷達(dá)的定位能力和叫角分辨率，在雷達(dá)主要波束范圍內(nèi)可利用多個(gè)接收天線之間的相位關(guān)系計(jì)算目標(biāo)所在的方位角。其基本原理如圖6所示。

圖6 測角原理

3.?? 軟件介紹

上位機(jī)雷達(dá)處理軟件是雷達(dá)系統(tǒng)不可或缺的一部分，主要完成雷達(dá)控制、工作參數(shù)的配置和調(diào)整、接收和顯示雷達(dá)的狀態(tài)信息、接收并顯示目標(biāo)信息、完成點(diǎn)跡凝聚、航跡處理、地圖顯示等功能。

雷達(dá)處理軟件主界面如圖7所示。

圖7 YZF-LB-MT-RC-5/120雷達(dá)處理軟件

3.1. 雷達(dá)控制

上位機(jī)雷達(dá)處理軟件可用來啟動或停止雷達(dá)，可設(shè)置雷達(dá)掃描角度范圍和檢測距離范圍，可設(shè)置工作頻率和波形參數(shù)，如圖8所示。

圖8 雷達(dá)工作參數(shù)設(shè)置

3.2. 雷達(dá)狀態(tài)

在軟件界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前雷達(dá)的工作狀態(tài)，如圖9所示。

圖9 雷達(dá)工作狀態(tài)

3.3. 目標(biāo)信息顯示

雷達(dá)軟件可以顯示雷達(dá)監(jiān)測到的目標(biāo)點(diǎn)跡，并顯示目標(biāo)信息。包含距離、方位角、速度、以及信噪比等值，具體如圖10所示。

圖10 目標(biāo)信息顯示

3.4. 目標(biāo)航跡擬合，地圖顯示

根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)跡的信息，進(jìn)行凝聚，然后擬合出目標(biāo)的運(yùn)動軌跡，并在地圖上實(shí)時(shí)顯示出來，如圖11所示。

圖11 地圖與航跡顯示

4.?? 應(yīng)用說明

4.1. 覆蓋范圍

雷達(dá)正?？筛采w范方位120°、俯仰10°范圍內(nèi)的運(yùn)動目標(biāo)，最大作用距離5.5km，最大可覆蓋面積31.68平方公里。推薦安裝高度不低于5m，安裝時(shí)盡量保持雷達(dá)左右水平，天線面豎直。以下情況可能會影響雷達(dá)探測的效果：

稀疏的樹木會影響雷達(dá)的作用距離，如圖12所示；

圖12 稀疏的樹木影響雷達(dá)作用距離

可能會丟失凹坑內(nèi)的目標(biāo)，如圖13所示；

圖13 凹坑環(huán)境

丘陵、山坡、鐵絲網(wǎng)或高大建筑物背后可能會被遮擋，如圖14所示；

圖14 高大物體遮擋背后目標(biāo)

巨大平面（圍墻、近處圍擋或者大型建筑）的多徑反射可能造成虛警(目標(biāo)鏡像位置)，如圖15所示。

圖15 多徑虛警示意圖

4.2. 關(guān)鍵設(shè)施周邊監(jiān)控

采用三部雷達(dá)，可監(jiān)控最大半徑為5.5km范圍內(nèi)的運(yùn)動目標(biāo)。通常用于重點(diǎn)設(shè)施的周邊監(jiān)控。其示布置意圖如圖16所示。

圖16 重點(diǎn)設(shè)施周邊監(jiān)控布置

4.3. 重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控

采用多部雷達(dá)，組成防御圈，可監(jiān)控更大范圍內(nèi)的目標(biāo)。常用于營區(qū)、水庫、重點(diǎn)區(qū)域的入侵監(jiān)控。其示布置意圖如圖17所示。

圖17 重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)控布置

4.4. 沿線監(jiān)控

采用多部雷達(dá)，首尾相連，可以形成平均寬度超過1km的電子圍欄。常用于邊境線、天路沿線、輸油管道、運(yùn)河沿線的入侵監(jiān)控。其示布置意圖如圖13所示。

圖18 沿線監(jiān)控布置

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