本發(fā)明涉及一種雷達(dá)裝置，具體涉及一種基于云計算的組網(wǎng)雷達(dá)。

背景技術(shù)：

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，民用無人機(jī)正逐漸走進(jìn)消費(fèi)領(lǐng)域，然而無人機(jī)監(jiān)管的空缺使無人機(jī)事故頻繁出現(xiàn)?！昂陲w”、不當(dāng)操作、不熟悉相關(guān)法規(guī)以及不可預(yù)測的惡意企圖等問題，已經(jīng)引起相關(guān)部門和公眾的普遍憂慮。提升無人機(jī)管控能力迫在眉睫。

雷達(dá)作為目標(biāo)探測的有力工具，可以完成低空無人機(jī)目標(biāo)全天候、全天時探測的任務(wù)。然而，由于無人機(jī)飛行高度低，單個雷達(dá)的探測距離有限，因此需要多部雷達(dá)采用組網(wǎng)的方式進(jìn)行探測，通過控制中心進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，形成大范圍全面性的覆蓋網(wǎng)，實現(xiàn)最優(yōu)化協(xié)同運(yùn)作，共同完成覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)探測、定位與跟蹤。

雷達(dá)組網(wǎng)是將不同頻段、不同體制、不同功能的多部雷達(dá)進(jìn)行優(yōu)化綜合使用，充分發(fā)揮各站雷達(dá)功能，達(dá)到監(jiān)測空間擴(kuò)展和情報信號融合與共享等目的。近年來，雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)在氣象預(yù)報、航空航天、國防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，隨著組網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的雷達(dá)站數(shù)量不斷增加，設(shè)備的分布區(qū)域隨之迅速拓展，各雷達(dá)站提供的數(shù)據(jù)和信號，越來越難以滿足發(fā)展的需要了。雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)管理需要了解更詳細(xì)的雷達(dá)工作狀態(tài)信號，另外在多源信號融合處理等方面，各雷達(dá)工作的細(xì)節(jié)情況越來越被重視。

現(xiàn)有的組網(wǎng)雷達(dá)由于體積龐大，十分笨重，不僅不利于布站，而且造價較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于云計算的組網(wǎng)雷達(dá)，其通過將雷達(dá)的大部分功能集中在云服務(wù)中心，只將必要的設(shè)備放在雷達(dá)前端，不僅使前端十分輕便，而且可以大大的減少成本。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

基于云計算的組網(wǎng)雷達(dá)，包括云服務(wù)中心、雷達(dá)前端、網(wǎng)絡(luò)接口和天線，所述云服務(wù)中心和雷達(dá)前端均與網(wǎng)絡(luò)接口連接，雷達(dá)前端還與天線連接；所述天線用于發(fā)射和接收信號。本發(fā)明通過將雷達(dá)的大部分功能集中在云服務(wù)中心，只將必要的設(shè)備放在雷達(dá)前端，不僅使前端十分輕便，而且可以大大的減少成本。

進(jìn)一步地，所述云服務(wù)中心包括云控制中心、云計算中心、云存儲中心和基帶信號控制器；所述云存儲中心用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收并存儲雷達(dá)前端傳送的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)送到云計算中心；所述云計算中心用于接收云存儲中心傳送的數(shù)據(jù)并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)處理結(jié)果或需求，發(fā)送信號給云控制中心；所述云控制中心用于接收云計算中心發(fā)送的信號并處理，然后發(fā)送信號給基帶信號控制器；所述基帶信號控制器用于接收云控制中心發(fā)送的信號并通過網(wǎng)絡(luò)接口將信號發(fā)送給雷達(dá)前端。本發(fā)明中，通過云控制中心的軟件虛擬實現(xiàn)雷達(dá)的基帶控制功能，實現(xiàn)對各站雷達(dá)發(fā)射信號的波形、帶寬、工作頻段等參數(shù)的控制。云控制中心控制雷達(dá)網(wǎng)中的所有雷達(dá)所占帶寬，可以有效降低干擾；云計算中心利用既定的規(guī)則對各雷達(dá)前端采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次和多方位的融合處理，實現(xiàn)對覆蓋區(qū)域內(nèi)低空目標(biāo)的探測。除此之外，云計算中心還可以根據(jù)計算結(jié)果，通過云控制中心動態(tài)的調(diào)整不同雷達(dá)的資源分配，例如，云計算中心通過對所有雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理得知A區(qū)域內(nèi)目標(biāo)較多，就可以通過云控制中心給A區(qū)域內(nèi)的雷達(dá)分配較大的帶寬，而目標(biāo)很少的B區(qū)域就可以適量減小所占帶寬；云存儲中心由高速讀寫的磁盤陣列和與其他模塊的接口組成，云存儲中心接收光纖(云服務(wù)中心和雷達(dá)前端可以通過光纖與網(wǎng)絡(luò)接口連接)傳輸來的所有雷達(dá)前端探測數(shù)據(jù)，記錄在磁盤陣列中，并將接收到的數(shù)據(jù)送到云計算中心；具體工作中，云控制中心通過基帶信號控制器給相應(yīng)的雷達(dá)前端發(fā)送指令，使其產(chǎn)生不同帶寬、不同頻段的發(fā)射信號。

進(jìn)一步地，所述雷達(dá)前端包括信號生成和采集模塊，還包括通用射頻模塊；所述信號生成和采集模塊用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收云服務(wù)中心傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給通用射頻模塊，還用于接收通用射頻模塊傳送的信號并處理，然后將信號通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給云服務(wù)中心；所述通用射頻模塊用于接收信號生成和采集模塊傳送的信號并處理，然后將信號送給天線，還用于接收天線傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給信號生成和采集模塊。

進(jìn)一步地，所述信號生成和采集模塊包括基帶信號生成器、D/A轉(zhuǎn)換模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述基帶信號生成器用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收云服務(wù)中心傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換模塊；所述D/A轉(zhuǎn)換模塊用于接收基帶信號生成器傳送的信號并處理，然后將信號傳送給通用射頻模塊；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊用于接收通用射頻模塊傳送的信號并處理，然后將信號通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給云服務(wù)中心。為簡化雷達(dá)前端，設(shè)計中盡可能將大部分的功能集中在云服務(wù)中心實現(xiàn)，其中包括信號處理功能、波形產(chǎn)生控制功能，但是考慮到長距離傳輸模擬信號會使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，將基帶單元中的基帶信號生成、A/D、D/A功能保留在前端，組成信號生成和采集模塊；發(fā)射信號時，基帶信號生成器根據(jù)云服務(wù)中心傳送的信號，產(chǎn)生相應(yīng)的基帶數(shù)字信號，D/A模塊將基帶信號生成器產(chǎn)生的基帶數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，送與通用射頻模塊；接收信號時，A/D模塊快速采集通用射頻模塊送來的基帶模擬信號，并將采集到模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給云服務(wù)中心。

進(jìn)一步地，所述通用射頻模塊包括本振信號發(fā)生器、第一混頻器、功率放大器、低噪聲放大器和第二混頻器；所述本振信號發(fā)生器同時與第一混頻器和第二混頻器連接，第一混頻器還與功率放大器的輸入端連，功率放大器的輸出端與環(huán)形器連接，環(huán)形器的輸出端與低噪聲放大器的輸入端連接，低噪聲放大器的輸出端與第二混頻器連接；環(huán)形器還與天線連接；第一混頻器的一端作為通用射頻模塊的輸入端與信號生成和采集模塊連接；第二混頻器的一端作為通用射頻模塊的輸出端與信號生成和采集模塊連接。發(fā)射信號時，混頻器將從信號生成和采集模塊接收來的信號與本振信號發(fā)生器產(chǎn)生的本振信號混頻，得到射頻信號，經(jīng)功率放大器后通過環(huán)形器送到天線端發(fā)射；接收到天線端的信號時，接收信號通過環(huán)形器、低噪聲放大器之后，再與本振信號混頻得到基帶信號，并將基帶信號送到信號生成和采集模塊進(jìn)行采集。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：1、雷達(dá)的大部分功能集中于后臺可以極大地簡化前端，使布站方式更加靈活，極簡的雷達(dá)前端可以方便于雷達(dá)組網(wǎng)的優(yōu)化布局，增大雷達(dá)網(wǎng)的覆蓋空域和監(jiān)視范圍，同時擴(kuò)大了垂直覆蓋和水平覆蓋范圍，組網(wǎng)方式靈活且規(guī)劃方便，可滿足各種場景需求；2、基于云架構(gòu)的后臺及模塊化的前端，可使雷達(dá)網(wǎng)建設(shè)成本、維護(hù)成本及運(yùn)營成本大大降低，易于實現(xiàn)，方便大面積覆蓋，有望大規(guī)模應(yīng)用。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為通用射頻模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為信號生成和采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1、圖2和圖3所示，本實施例提供一種基于云計算的組網(wǎng)雷達(dá)，包括云服務(wù)中心、雷達(dá)前端、網(wǎng)絡(luò)接口和天線，云服務(wù)中心和雷達(dá)前端均與網(wǎng)絡(luò)接口連接，雷達(dá)前端還與天線連接；所述天線用于發(fā)射和接收信號。

本實施例中，云服務(wù)中心包括云控制中心、云計算中心、云存儲中心和基帶信號控制器；云存儲中心用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收并存儲雷達(dá)前端傳送的數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)送到云計算中心；云計算中心用于接收云存儲中心傳送的數(shù)據(jù)并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)處理結(jié)果或需求，發(fā)送信號給云控制中心；云控制中心用于接收云計算中心發(fā)送的信號并處理，然后發(fā)送信號給基帶信號控制器；基帶信號控制器用于接收云控制中心發(fā)送的信號并通過網(wǎng)絡(luò)接口將信號發(fā)送給雷達(dá)前端。雷達(dá)前端包括信號生成和采集模塊，還包括通用射頻模塊；信號生成和采集模塊用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收云服務(wù)中心傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給通用射頻模塊，還用于接收通用射頻模塊傳送的信號并處理，然后將信號通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給云服務(wù)中心；通用射頻模塊用于接收信號生成和采集模塊傳送的信號并處理，然后將信號送給天線，還用于接收天線傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給信號生成和采集模塊。

其中，信號生成和采集模塊包括基帶信號生成器、D/A轉(zhuǎn)換模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊；基帶信號生成器用于通過網(wǎng)絡(luò)接口接收云服務(wù)中心傳送的信號并處理，然后將信號發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換模塊；D/A轉(zhuǎn)換模塊用于接收基帶信號生成器傳送的信號并處理，然后將信號傳送給通用射頻模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊用于接收通用射頻模塊傳送的信號并處理，然后將信號通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給云服務(wù)中心。通用射頻模塊包括本振信號發(fā)生器、第一混頻器、功率放大器、低噪聲放大器和第二混頻器；本振信號發(fā)生器同時與第一混頻器和第二混頻器連接，第一混頻器還與功率放大器的輸入端連，功率放大器的輸出端與環(huán)形器連接，環(huán)形器的輸出端與低噪聲放大器的輸入端連接，低噪聲放大器的輸出端與第二混頻器連接；環(huán)形器還與天線連接；第一混頻器的一端作為通用射頻模塊的輸入端與信號生成和采集模塊連接；第二混頻器的一端作為通用射頻模塊的輸出端與信號生成和采集模塊連接。

本實施例中的雷達(dá)前端可以根據(jù)實際需要設(shè)置多個。

實施本實施例時，通過云控制中心的軟件虛擬實現(xiàn)雷達(dá)的基帶控制功能，實現(xiàn)對各站雷達(dá)發(fā)射信號的波形、帶寬、工作頻段等參數(shù)的控制，云控制中心控制雷達(dá)網(wǎng)中的所有雷達(dá)所占帶寬，可以有效降低干擾；云計算中心利用既定的規(guī)則對各雷達(dá)前端采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次和多方位的融合處理，實現(xiàn)對覆蓋區(qū)域內(nèi)低空目標(biāo)的探測，除此之外，云計算中心還可以根據(jù)計算結(jié)果，通過云控制中心動態(tài)的調(diào)整不同雷達(dá)的資源分配，例如，云計算中心通過對所有雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理得知A區(qū)域內(nèi)目標(biāo)較多，就可以通過云控制中心給A區(qū)域內(nèi)的雷達(dá)分配較大的帶寬，而目標(biāo)很少的B區(qū)域就可以適量減小所占帶寬；云存儲中心由高速讀寫的磁盤陣列和與其他模塊的接口組成，云存儲中心接收光纖(云服務(wù)中心和雷達(dá)前端可以通過光纖與網(wǎng)絡(luò)接口連接)傳輸來的所有雷達(dá)前端探測數(shù)據(jù)，記錄在磁盤陣列中，并將接收到的數(shù)據(jù)送到云計算中心；具體工作中，云控制中心通過基帶信號控制器給相應(yīng)的雷達(dá)前端發(fā)送指令，使其產(chǎn)生不同帶寬、不同頻段的發(fā)射信號。

為簡化雷達(dá)前端，設(shè)計中盡可能將大部分的功能集中在云服務(wù)中心實現(xiàn)，其中包括信號處理功能、波形產(chǎn)生控制功能，但是考慮到長距離傳輸模擬信號會使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，將基帶單元中的基帶信號生成、A/D、D/A功能保留在前端，組成信號生成和采集模塊；發(fā)射信號時，基帶信號生成器根據(jù)云服務(wù)中心傳送的信號，產(chǎn)生相應(yīng)的基帶數(shù)字信號，D/A模塊將基帶信號生成器產(chǎn)生的基帶數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，送與通用射頻模塊；接收信號時，A/D模塊快速采集通用射頻模塊送來的基帶模擬信號，并將采集到模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送給云服務(wù)中心。另外，發(fā)射信號時，混頻器將從信號生成和采集模塊接收來的信號與本振信號發(fā)生器產(chǎn)生的本振信號混頻，得到射頻信號，經(jīng)功率放大器后通過環(huán)形器送到天線端發(fā)射；接收到天線端的信號時，接收信號通過環(huán)形器、低噪聲放大器之后，再與本振信號混頻得到基帶信號，并將基帶信號送到信號生成和采集模塊進(jìn)行采集。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。