VTS-Radar LW-R30-SH-1
Einführung in das Radar LW-R30-SH-1
1. Systemübersicht
Das Radar LW-R30-SH-1 ist ein von Anhui Outlook Technology Co., LTD. eigenständig entwickeltes Oberflächenzielüberwachungsradar. Das Radar verwendet Wellenleiter-Rissantenne, Festkörperemission, Impulskompression, Zeitdiversität, Frequenzdiversität, Vorerkennungsverfolgung und andere fortschrittliche Technologien sowie Algorithmen zur Unterdrückung von Seegangs- und Wetterstörungen. Mit seiner hervorragenden Störungsunterdrückung und den Fähigkeiten zur Erkennung und Verfolgung kleiner Ziele für komplexe Seegangssysteme ist es das zentrale Sensorgerät, das in Schiffsverkehrsmanagementsystemen (VTS), Küstenüberwachungssystemen (CSS) oder Überwachungssystemen für Offshore-Windkraftanlagen verwendet wird. Das Radar LW-R30-SH-1 kann auch an Küstenbeobachtungsposten oder Außenposten installiert werden, um verschiedene Arten illegaler Aktivitäten in Küstennähe zu überwachen und so die Wachsamkeit der Strafverfolgungsbehörden zu verbessern.
2. Hauptanwendungen
Das VTS-System besteht im Allgemeinen aus Kommunikationsgeräten, VTS-Radar, Automatischem Identifikationssystem (AIS) und Videoüberwachungsanlage.
(CCTV), hydrometeorologische Ausrüstung, VTS-Datenverarbeitungssystem und andere Ausrüstung. Als zentrale Sensorausrüstung von VTS wurde das Radar LW-R30-SH-1 in strikter Übereinstimmung mit den Anforderungen an die Radarerkennungsleistung in der IALAV.128-Empfehlung für VTS der International Lighthouse Navigation Association entwickelt. Das Radar LW-R30-SH-1 kann die Position, Geschwindigkeit, Richtung und andere Parameter des sich an der Oberfläche bewegenden Schiffs verfolgen und überwachen, die von GPS- oder Beidou-Standardkalibrierungszeitinformationen begleitet werden. Gleichzeitig kann das Radar auch die Position von verankerten Schiffen, Leuchttürmen und Bojen verfolgen und überwachen und grundlegende Daten für das VTS-System bereitstellen.
Das Radar LW-R30-SH-1 kann auch an Küstenbeobachtungsposten oder Außenposten installiert werden, um verschiedene Arten illegaler Aktivitäten in Küstennähe zu überwachen und so die Wachsamkeit der Strafverfolgungsbehörden zu verbessern. Ziele illegaler Aktivitäten können sein: Schmuggel-Schnellboote, illegale Einwanderungsschiffe, Piratenboote, illegale Fischereifahrzeuge, Umweltverschmutzungsschiffe usw.
3. Technische Merkmale
3.1 Flexible Konfiguration
Die Hardware des LW-R30-SH-1-Radars, das als CSS-Radar oder VTS-Radar verwendet wird, ist genau gleich. Der Unterschied besteht darin, dass unterschiedliche Anwendungssoftware für die Datenverarbeitung konfiguriert werden muss. Darüber hinaus kann der Radar-Transceiver-Kanal (einschließlich Signalverarbeitung und Datenverarbeitung) als kostengünstiges Einkanalsystem oder als Zweikanalsystem mit besserer Missionszuverlässigkeit konfiguriert werden.
In der praktischen Anwendung werden VTS-Systeme in drei Stufen unterteilt: Basis (Informationsdienste für VTS und mögliche Navigationshilfedienste) und Standard (alle Arten von VTS gemäß Definition der IMO – Informationsdienste, Navigationshilfedienste und Verkehrsorganisationsdienste in Gebieten mit mäßiger Verkehrsdichte und ohne größere Navigationsgefahren), erweitert (geeignet für Dienste in Gebieten mit hoher Verkehrsdichte und bestimmten mehreren Navigationsgefahren). Das Radar LW-R30-SH-1 kann entsprechend den tatsächlichen Anwendungsanforderungen und durch unterschiedliche Konfigurationen von Radarprodukten ausgewählt werden, um ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis zu erzielen.
3.2 Geformtes und zirkular polarisiertes Antennendesign
Die Radarantenne ist eine Wellenleiter-Wanderwellen-Arrayantenne mit geringer Nebenkeule und geringer Kreuzpolarisation. Die sehr geringe Nebenkeule kann das azimutorientierte falsche Ziel gut unterdrücken. Das invertierte Cosecans-Quadrat-Design wird in der Antennen-Neigungsebene übernommen, was die Erfassungsabdeckung des Radar-Nahbereichs effektiv verbessert. Das zirkulare Polarisationsdesign verbessert die Leistung bei der Unterdrückung von Wetterstörungen.
3.3 Vollfestkörpersender
Vollständig mit Halbleitersendern ausgestattete Sender lösen das Problem, dass Magnetronsender ihre Magnetrons regelmäßig austauschen müssen. Die hohe Zuverlässigkeit von Halbleitersendern reduziert effektiv die Lebenszykluskosten des Radarsystems und sorgt für höhere Wirtschaftlichkeit. Zusatzpol
Durch die niedrige Spitzenleistung des Senders werden zudem Funkstörungen des Radarsystems im Perimeter verringert.
3.4 Vollphasenbeteiligungspulskompression
Die hochstabile Empfängerfrequenzquelle synchronisiert die Phase von Sender und Empfänger. Durch Vergleichen der Phasenänderung des Zielechos mit der Impulskompressionstechnologie können die Doppler-Informationen des entsprechenden Ziels gewonnen werden. Durch die überlegene Leistung des Impulsdruck-Sublobes wird die Zielentfernungsrichtung des falschen Ziels gut unterdrückt.
3.5 Frequenzdiversität und Zeitdiversität
Eine wichtige Funktion des VTS- oder CSS-Radars besteht darin, die Auswirkungen von Seestörungen auf die Zielerkennungsleistung zu verringern. Das Radar LW-R30-SH-1 sendet elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Frequenz im selben Strahl, und die Schwankungskorrelation der erhaltenen Zielreflexionsechos ist schwächer als die von Zielechos, die mit derselben Frequenz ausgestrahlt werden. Das Signal-zu-Störungs-Verhältnis von Ziel zu Seestörungen kann durch Empfang und Verarbeitung verbessert werden. Um die Erkennungsleistung zu verbessern, wird diese Methode als Frequenzdiversitätsverarbeitung bezeichnet.
Das Radar LW-R30-SH-1 sendet innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zweimal elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Frequenz für denselben Bereich aus. Dieses Zeitintervall ist größer als die Korrelationszeit des Seerauschens, sodass das Seerauschen relativ unabhängig ist und die Korrelation der Echofluktuation des Seerauschens schwach wird, während die Fluktuationseigenschaften des Ziels nahezu unverändert bleiben. Das Signal-zu-Fluktuation-Verhältnis des Ziels zum Seerauschen kann durch Akkumulationserkennung effektiv verbessert werden. Um die Erkennungsleistung zu verbessern, wird diese Methode als Zeitdiversitätsverarbeitung bezeichnet.
3.6 Zielerkennung und -verfolgung
Großer dynamischer Empfänger, IF-Hochgeschwindigkeitsabtastung, Impulskompression, konstante Falschalarmverarbeitung, feine Unordnung, Verfolgung vor der Erkennung, Real Aperture Imaging und andere Technologien ermöglichen es dem Radar LW-R30-SH-1, klare hochauflösende Radarechobilder bereitzustellen, und das Radarsystem kann kleine und große Schiffe bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten gleichzeitig erkennen und verfolgen, ohne dass eine manuelle Bedienung erforderlich ist.
3.7 Radaranzeigesteuerung
Das Radaranzeige- und -steuerungsterminal verfügt über die Funktionen der Radarechobildanzeige, der Zielpunktverfolgungsanzeige, der Aufzeichnungswiedergabe, der Radargerätesteuerung, der Radarparameterkonfiguration, der Radarfehleranzeige usw. und bietet eine benutzerfreundliche interaktive Mensch-Computer-Anzeigeschnittstelle.
3.8 Externe Ports
Die externe Radarschnittstelle verwendet eine Standardnetzwerkschnittstelle, die Radarvideo, Zielverfolgung, Flugroute, Geräteüberwachung und andere Informationen bereitstellt. Das Radarsystem kann auch eine herkömmliche Videoschnittstelle bereitstellen.
4. Radarzusammensetzung und -konfiguration
4.1 Zweikanal- und Einkanal-Radarsystemkonfiguration
Das Radar LW-R30-SH-1 kann je nach Benutzeranforderungen als Zweikanalsystem oder Einkanalsystem konfiguriert werden. Die Konfiguration des Zweikanalsystems ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Zweikanal-Transceiversystem ist mit einem Satz Antenne, Drehscheibe, Servosteuerung und Anzeigesteuerterminal konfiguriert, während Sender, Empfänger, Signalverarbeitung und Datenverarbeitungsgeräte mit zwei Sätzen konfiguriert sind. Wenn ein Transceiverkanal ausfällt, kann automatisch auf den anderen Kanal umgeschaltet werden, um weiterzuarbeiten. Diese Konfiguration bietet eine höhere Aufgabenzuverlässigkeit, aber auch die Systemkosten sind höher.
Im Einkanalradarsystem wird nur ein Satz Antenne, Drehteller, Servosteuerung, Sender, Empfänger, Signalverarbeitung, Datenverarbeitung und Anzeigesteuerterminal konfiguriert, und das Systemkonfigurationsdiagramm ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Vorteil des Einkanalradars besteht darin, dass die Baukosten relativ niedrig und die Steuerung relativ einfach sind und es für Anwendungen mit geringen Datenschutzanforderungen geeignet ist.
5. Hauptleistungsindikatoren des Produkts
Das Design der wichtigsten Leistungsindizes des Radars LW-R30-SH-1 ist streng gemäß den Anforderungen der Empfehlung IALAV.128 für VTS geplant und gestaltet. Die spezifischen Indizes sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 Hauptleistungsindikatoren des Radars LW-R30-SH-1
| Indikatorname | Einschränkungen | VTS-Standardanforderungen | Radarspezifikationen |
| Erfassungsdistanz | Sonniger Tag, Seegang 4, Radarantenne 20 m über dem Meeresspiegel, Ziel 1 m über dem Meeresspiegel, RCS = 1 m2 | Grundanforderung: Keine Standardanforderung: Keine Erweiterte Anforderung: 5 sm/9,26 km | 5,4 sm/10 km |
| Sonniger Tag, Seegang 6, Radarantenne 20 m über dem Meeresspiegel, Zielhöhe 3 m, RCS = 10 m2 | Grundtypanforderung: 7 sm/13 km Standardtypanforderung: 8 sm/15 km Erweiterte Typanforderung: 9 sm/16,7 km | 15 sm/27,78 km | |
| Entfernungsgenauigkeit und Auflösung | <5 sm/9,26 km | Anzeige: 15 m Verfolgung: 25 m | Anzeige: 6 m Verfolgung: 18 m |
| Horizontale Strahlbreite | Gemessen bei -3dB | Basistyp erfordert ≤0,7° Standardtyp erfordert ≤0,45° Verbesserter Typ erfordert ≤0,4° | ≤0,44° |
| Unterdrückung von Antennennebenkeulen | Unterdrückung der ersten Nebenkeule | Grundanforderung: -26dB Standardanforderung: -27dB Erweiterte Anforderung: -28dB | -27 dB |
Tabelle 1 (Fortsetzung) Hauptleistungsindikatoren des Radars LW-R30-SH-1
| Indikatorname | Einschränkungen | VTS-Standardanforderungen | Radarspezifikationen |
| Zielverarbeitung | Track-Verarbeitung ≥5000 Punkte/Frame Track-Verarbeitung: 300 Batches/Frame Zielerkennungsverzögerung ≤250 ms Zielverfolgungsgeschwindigkeit ≤70 Knoten Zielverfolgungsrotationsgeschwindigkeit ≤20°/s | Punktverarbeitung ≥ 5000 Punkte/Frame Trackverarbeitung: 300 Batches/Frame Zielerkennungsverzögerung ≤ 250 ms Zielverfolgungsgeschwindigkeit ≤ 70 Knoten Zielverfolgungsrotationsgeschwindigkeit ≤ 20°/s | |
| Anpassungsfähigkeit an die Umwelt | Temperatur: Innengeräte 10℃～40℃ (Betrieb), ≥-25℃ (Lagerung); Außengeräte -25℃～60℃ (Betrieb) | Temperatur: Innengeräte 10℃～40℃ (Betrieb), ≥-25℃ (Lagerung); Außengeräte -25℃～60℃ (Betrieb) | |
| Schutzstufe | Innenbereich: IP20 Außenbereich: IP54 | Innenbereich: IP20 Außenbereich: IP54 | |
| Verfügbarkeit | Grundvoraussetzung: 99% Standardvoraussetzung: 99.7% Erweiterte Voraussetzung: 99.9% | 99.9% |
5.2 Wichtigste technische Indikatoren der Produkte
Die wichtigsten technischen Indikatoren des Radars LW-R30-SH-1 sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2 Wichtigste technische Indikatoren des Radars LW-R30-SH-1
| Name | Index | |
| Antennenspeisung | Arbeitsfrequenz | 9140 MHz ～ 9470 MHz |
| Gewinnen | ≥35 dB | |
| Azimut-Nebenkeule | ≤-27 dB (innerhalb von -5°～-1,5° und 1,5°～5°) | |
| Azimut-Strahlbreite | ≤0,44° | |
| Höhenstrahlformung | Inverser Kosekans im Quadrat (-40°～ +1° unverändert) | |
| Polarisation | Zirkulare Polarisation | |
| Zirkulare Polarisation ICR | ≥15 dB | |
| Feeder Stehende Welle | ≤1,5 | |
| Antennengröße | 5800×727×300mm3 | |
| Antennengewicht | 180 kg | |
| Geschwindigkeit | 24 U/min | |
| Emission | Sendeleistung | ≥50 W |
| Arbeitsverhältnis | ≤20% | |
| Pulsabfall | ≤5% | |
| Pulsspitzenschwankung | ≤3% | |
| Pulsvorder- und -rückflanken | ≤20 ns | |
| Eingangsreiz | 10 dBm | |
| Harmonische Ausgabe | ≥45 dBc | |
| Signal-Rausch-Verhältnis | ≥60 dBc | |
| Sendereffizienz | ≥20% | |
Tabelle 2 (Fortsetzung) Wichtigste technische Indikatoren des Radars LW-R30-SH-1
| Name | Index | |
| übernehmen | Arbeitsfrequenz | 9140 MHz bis 9470 MHz (40 MHz Intervall) |
| Rauschzahl | ≤ 3,5 dB | |
| ZF-Frequenz | 120 MHz (-60 dBm – +10 dBm) | |
| Empfangsbandbreite | 35 MHz (3 dB Bandbreite) | |
| Linearer Dynamikbereich | ≥70 dB | |
| Sampling-Takt | 160 MHz (≥ 10 dBm) | |
| Zeituhr | 80 MHz (≥ 10 dBm) | |
| Wellenformuhr | 400 MHz (≥ 10 dBm) | |
| Pulsvorder- und -rückflanken | 20 ns | |
| LO-Phasenrauschen | Besser als -105 dBc/Hz@1 kHz | |
| Ausgangserregerleistung | ≥10dBm (50Ω-Anpassung) | |
| Signal-Rausch-Verhältnis | ≥70 dBc | |
| Unterdrückung von Out-of-Band-Interferenzen | ≥45 dB | |
| Störende Unterdrückung | ≥60 dB | |
| Signalverarbeitung | Signalverarbeitungsformular | MTI+Real Aperture Imaging |
| Verarbeitungsumfang | 120 m～32 km | |
| Variationsverhältnis der Pulswiederholfrequenz | 1.1 | |
| Durchschnittliche Wiederholungsfrequenz | 3600 Hz | |
| Datenrate | 2,5 Sek./Bild | |
| Puls-Druck-Verhältnis | 35 dB (schmal), 45 dB (breit) | |
| Datenverarbeitung | Punktverfolgungsverarbeitungsfunktion | ≥5000 Punkte/Frame |
| Track-Verarbeitungskapazität | ≥300 Stapel/Frames | |
| Prognoseverfolgung zur Zeitbestimmung | ≤1 Minute | |
| Die Strecke wird mit der angegebenen Genauigkeitszeit ermittelt | ≤2 Minuten | |
| Datenverlust zur Nachverfolgung des automatischen Kündigungszeitpunkts | ≥1 Minute | |
| Zielgeschwindigkeit verfolgen | ≤70 Knoten (35 m/s) | |
| Zielgeschwindigkeit verfolgen | ≤20°/s | |
| Monitor | Kontrolle | Radarsystem ein-/ausschalten/Parametereinstellung/Kanalumschaltung |
| Datenelemente des Status-/Diagnose-/Alarmberichts | Identifikation der Datenquelle, Identifikation des Datenempfangssystems, Zeit, Überwachungs- und Steuerdaten | |
| Terminal | Kommunikationsfunktion | Steuerbefehle und Konfigurationsparameter senden, Radardaten empfangen |
| Überwachungsfunktion | Subsystemsteuerung, Statusüberwachung, Fehleralarm und die Möglichkeit, Systemprotokolle aufzuzeichnen und abzufragen | |
| Anzeigefunktionen | Eine Anzeige, PPI, Anzeigebereichsbetrieb, Anzeigebereichseinstellungen, Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten | |
| Benutzerverwaltung | Benutzerberechtigungseinstellungen | |
| Servo | Kontrolle | Start- und Stoppsteuerung des Antennenantriebsmotors |
| Empfangen und Senden | Drehscheiben-Sensorsignal, unterstützt UDP-Protokoll, kommuniziert mit Überwachungsterminal und führt Steuerbefehle aus | |
| Stromverteilung | Stromversorgungsform | ～380 V±10%, 50Hz±5%, dreiphasig, fünfadrig |