船用导航雷达新技术及发展趋势

[ 摘要] 介绍当今船舶导航雷达、 A R P A以及组合船桥系统中的新技术, 国外著名厂家最新产品的特点, 分析存在的问题并预测未来的发展趋势.

第2卷 4

第3期

大连海事大学学报J u n l o la a i me Un v r i o r a fDa n M rt i e st i i y

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19年8 98月

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[要]摘介绍当今船舶导航雷达、R A以及组合船桥系统中的新技术，外著名厂家最新产品的特点， AP国分析存在的问题并预测未来的发展趋势 .

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船舶导航雷达出现至今已半个世纪，和其它电子设备一样，历了电子管、经晶体管、集成电路三个时期，已发展到了超大规模集成电路 ( 1、波集成电路和微处理器时代.现 VL C)微今天的船舶导航雷达的功能已远远超过最初的目标探测和测距，已成为船舶不可缺少的导航和避碰设备之一，对保障船舶航行安全具有举足轻重的意义.不仅大型、洋船舶必须安装，远渔船、艇等各种小型船舶也已普遍安装导航雷达.游

1当今船用雷达的特点 自从第二次世界大战出现舰载雷达至今，船用雷达经历了以下几个时期.第一时期： 0 4年代至5年代末 . 0这一时期的主要特征是器件全部为电子管，天线均为抛物面型 .二时期：第

6年代 . 0这一时期的主要特征是半导体器件大量取代真空管器件，隙缝波导天线取代抛物面天线以及真运动显示的出现.第三时期：0代.成电路芯片应用于雷达接收机和显示器 . 7年集 出现了采用小型机和微型机的避碰雷达.四时期：0代至今 . I微处理器、用第 8年 VL C、通

C U、号处理专用芯片、 P信以及微波集成电路芯片的应用，得各种复杂的信号处理和数据使处理功能得以实现，船用雷达的功能大大增加. P设备已经普及. AR A 目前船用雷达的主要特点可归纳为： 1全机固态化. ()除磁控管、 RT等少数部件外， C其它器件已全部固态化 . 2 ( )高亮度光栅扫描显示.目前船用雷达和 A A都已采用光栅扫

RP描显示器代替 P I P显示器.免了使用遮光罩，于观测. 3结构简单、避便 ()可靠性提高 .由于普

遍采用 VLC、 I可编程器件、 C以及信号处理专用芯片，成度大大提高， MI集元器件和电路板的数量大大减少，使得整机可靠性提高 . 4增加导航功能. ()不仅 AR A具有丰富的导航功 P

+收稿日期：9 6 l— 1;改日期：98 4 1 19一 1 3修 1 9一O— 9齐国清：男，9 0生，教授： 16年副

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齐国清等：舶导航雷达新技术及发展预测船

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能，些普通船用雷达也具有目标跟踪、一显示简易海图、险判断、警、线设计等功能，危报航给驾驶员带来更大的方便.

2船用雷达中的新技术 经过近半个世纪的发展过程，当今的船用雷达采用了各种新技术，主要体现在： 1天 ()线.隙缝波导天线的分布理论更加成熟，可设计出主瓣更窄、副瓣电平更低的天线，并可在一个天线上实现多种极化方式.微带天线技术更加成熟，在小型雷达中得到应用.了适应对为快速运动船舶的跟踪，线转速也有所提高. 2发射机.天 ()磁控管的寿命更长，期失效率降早低， E V的磁控管的寿命已达3 0 . S R以及 MO F T做调制开关，得电路简如 E 0 0h用 C SE使单，靠性提高.其是 MOS E的开关速度快，利于形成更窄的脉冲.可尤 FT有整个发射机除磁

控管外，全部固态化.得发射机的故障率大大降低，使体积减小 .因而很多雷达将发射机移至室外与天线和为一体，实现两单元结构. 3接收机. ()船用雷达接收机中主要出现了以下新技术：微波场效应放大管 .期采用的低噪音电子管和低噪音晶体管的噪音系数为 9 1①早~ 0d Ga s微波场效应管的噪音系数为 5 B, B, A~6d噪音系数改善了3 B,高了接收机灵敏~4d提

度，从而发射机功率可减少一倍.避免了大功率带来的一系列问题，高了系统的信噪比，提改善了显示效果.微波集成电路 ( C .② MI )集混频器、振和微波场放为一体的 MI本 C器件的应用进一步简化了接收机设计，善了接收机性能，高了系统可靠性 .小

信号增强技术.改提③通

过对小信号的幅度进行提升和脉冲展宽，高小目标的观测效果和发现概率 .普遍采用对提④数中放代替线性中放.数中放不仅可以增加接收机的动态范围，且有利于实现 C AR对而 F 处理 . 4显示器.示器单元为船用雷达中变化最大的部分 .用雷达显示器已实现除 ()显船 C T外全部器件的固态化 .其是 VL C, P R尤 I F GA、 P D等可编程器件， EL以及 D P等信号处 S

理专用芯片的应用，使得显示器的电路结构大大简化，时显示的信息大大增加 .普通雷同①达显示器：通雷达显示器虽不要求具有像 ARP那样高的数据处理功能，有些雷达，普 A但如古野的 AUT P O TE O L T R和 VI E L TT R,已具有了目标跟踪、线设计等功能 . D OP O E也航

高亮度光栅扫描显示器已被普遍采用.普通采用杂波处理和视频处理技术改善显示效果。另外，心扫描和数据显示也被普遍采用。 AR A显示器和数据处理单元： P出现至今偏② P AR A仅仅 2年，也经历很大的变化 . 0但目标跟踪能力：MO关于 AR A的标准规定 AR A的目 I P P标跟踪数目最少2个， 0目前一些 AR A的目标跟踪数目达到 3~ 5个.踪算法也从早期 P 0 0跟的固定参数 (组 )—滤波器变成自适应 a 滤波器以及双波门跟踪算法等 .分 a—显示方式：

目前 AR A已普遍采用光栅扫描显示器， P不仅实现了高亮度显示，方便了数据、形和各种图符号的显示，同时可以使用标准的图形显示终端，化了显示器设计 .机界面：简人除专用键和

跟踪球外，单方式已被普遍采用.外，摸屏显示器也在 AR A中得到了应用 (P R菜另触 P SE—R Y RAS AR 3 0 M )杂波处理能力：字式的 C AR处理方法已被普遍采用.由于 C 4 0 .数 F D RAM读写速度的提高以及容量的大幅度提高，片甚至一片 D AM就可以存储一幅雷几 R达图像，因此，杂波处理不仅采用发射脉冲间的(wept—wep解相关处理， s e— s e ) o天线扫描间的

(cnt—cn解相关处理也被采用 .号数字化损失

: sa— sa ) o信随着 I c速度和集成度以及微处理器处理能力的提高，达信号的采样频率和幅度分层数都得到提高.雷目前，采样频率一般为3 0 MHz幅度量化一般为4bt i助航功能：, i和8bt .除具有试操船功能外，具有航线设计等功还能.电子海图显示：期的视频地图已被功能更全的电子海图所取代.早电子海图具有分层显

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示现场编辑等功能 .合信息显示系统 (合船桥，人驾驶台)组合船桥系统是集雷达、综组一：电子海图、 P、经、 G S罗计程仪、以及机舱数据为一体的综合信息显示系统.包括雷达显示器、海图显示器、数据显示器等，得驾驶员对船舶本身及周围的情况一目了然. E L、 VR使双 B双 M和电子光标：般都具有两条电子方位线、个活动距标圈，一两且具有偏心功能，可用来测量目标之间以及目标与本船间的距离和方位. NME接口：了实现与其它导航设备互相传递 A为

数据， …… 此处隐藏：7729字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……