阅读说明：本技术 一种雷达驱动控制系统、使用该系统的雷达及其控制方法 (Radar drive control system, radar using same and control method thereof ) 是由 文晓明 刘鹏举 胡明 于 2019-03-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及船用导航设备技术领域,特别是涉及一种雷达驱动控制系统、使用该系统的雷达及其控制方法。所述系统包括：驱动装置,所述驱动装置的输出端设置有雷达天线,所述驱动装置用于驱动所述雷达天线转动；监测反馈装置,设置于所述驱动装置的输出端,与控制装置相连,用于所述雷达天线的转动监测；所述控制装置,分别与所述驱动装置、监测反馈装置相连,用于根据所述监测反馈装置的反馈信号控制所述驱动装置,从而实现所述雷达天线的转动控制。本发明实现了雷达天线转动的反馈控制,与现有成套雷达设备相比结构简单,与现的成套大型雷达设备相比,本发明的驱动系统相对独立于雷达综合控制系统,适用于中小型船只,成本低,可靠性高。(The invention relates to the technical field of marine navigation equipment, in particular to a radar driving control system, a radar using the system and a control method thereof. The system comprises: the output end of the driving device is provided with a radar antenna, and the driving device is used for driving the radar antenna to rotate; the monitoring feedback device is arranged at the output end of the driving device, is connected with the control device and is used for monitoring the rotation of the radar antenna; and the control device is respectively connected with the driving device and the monitoring feedback device and is used for controlling the driving device according to the feedback signal of the monitoring feedback device so as to realize the rotation control of the radar antenna. The invention realizes the feedback control of the rotation of the radar antenna, has simple structure compared with the prior complete set of radar equipment, has relatively independent driving system from a radar comprehensive control system compared with the prior complete set of large-scale radar equipment, is suitable for small and medium-sized ships, and has low cost and high reliability.)

一种雷达驱动控制系统、使用该系统的雷达及其控制方法

技术领域

本发明涉及船用导航设备技术领域，特别是涉及一种雷达驱动控制系统、使用该系统的雷达及其控制方法。

背景技术

船用导航雷达是保证船只沿正确方向航行的雷达，对于船只在黑夜、大雾条件下航行起着至关重要的作用，此外，还可以引导船只进入港口，通过狭窄水道等，防止船只航行过程中发生碰撞。

现有的船用导航雷达通过定点设置于船上，通过固定的频率进行扫描，从而检测船只航行路线周边的物体，保证船只的航行安全。

但是现有的船用雷达多设置于大中型船只上，成本高，系统复杂，不适用于小型船只，需要改进。

发明内容

本发明提供一种雷达驱动控制系统，能够解决现有成套雷达设备仅适用于大中型船只，成本高，系统复杂的问题。

本发明是这样实现的，一种雷达驱动控制系统，包括：

驱动装置，所述驱动装置的输出端设置有雷达天线，所述驱动装置用于驱动所述雷达天线转动；

监测反馈装置，设置于所述驱动装置的输出端，与控制装置相连，用于所述雷达天线的转动监测；以及

所述控制装置，分别与所述驱动装置、监测反馈装置相连，用于根据所述监测反馈装置的反馈信号控制所述驱动装置，从而实现所述雷达天线的转动控制。

在另一个实施例中，本发明还提供了一种雷达，所述雷达包括：

信号发射和接收装置，包括信号接收装置，信号发射装置以及雷达天线，用于无线信号发射与接收，实现障碍识别；

如上一个实施例所述的雷达驱动控制系统，用于所述雷达天线的转动控制；

雷达控制与显示系统，分别与所述导航雷达驱动控制系统、所述信号发射和接收装置相连，用于所述导航雷达系统的综合控制。

在另一个实施例中，本发明还提供了一种雷达的控制方法，所述方法包括以下步骤：

雷达控制与显示系统通过控制装置驱动雷达天线的转动，通过信号发射和接收装置实现无线信号的发射与接收；

监测反馈装置监测雷达天线的转动状态并生成反馈信号，所述控制装置接收所述反馈信号实现所述天线雷达的转动调整，同时，所述雷达控制与显示系统接收所述反馈信号生成并显示船只的航行方向数据。

本发明涉及船用导航设备技术领域，特别是涉及一种雷达驱动控制系统、使用该系统的雷达及其控制方法。本发明通过设置驱动装置驱动雷达天线转动，通过控制装置控制所述驱动装置，从而实现雷达天线的转动控制，并且还设置了监测反馈装置用于所述雷达天线转动的监测。本发明实现了雷达天线转动的反馈控制，与现有成套雷达设备相比结构简单，与现的成套大型雷达设备相比，本发明的驱动系统相对独立于雷达综合控制系统，适用于中小型船只，成本低，可靠性高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种导航雷达控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的驱动装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的监测反馈装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种雷达系统构成示意图；

图5为本发明实施例提供的一种雷达控制方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种雷达驱动控制系统，能够解决现有成套雷达设备仅适用于大中型船只，成本高，系统复杂的问题。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种雷达驱动控制系统的结构示意图，包括：

驱动装置101，所述驱动装置的输出端设置有雷达天线，所述驱动装置用于驱动所述雷达天线转动；

监测反馈装置102，设置于所述驱动装置的输出端，与控制装置相连，用于所述雷达天线的转动监测；以及

所述控制装置103，分别与所述驱动装置、监测反馈装置相连，用于根据所述监测反馈装置的反馈信号控制所述驱动装置，从而实现所述雷达天线的转动控制。

在本发明中，所述驱动装置为雷达天线的动力来源，用于驱动雷达天线的转动，其设置形式可以是多种多样的，例如电机作为动力源，通过皮带、齿轮、蜗轮蜗杆等结构驱动雷达天线转动，当然，电机也可以直接驱动雷达天线转动，如将雷达天线设置于电机的驱动轴上。需要理解的是，本发明中的驱动装置包括控制信号输入端与动力输出端，控制信号输入端应作广泛理解，可以是独立于电源的控制信号，也可以是经过控制元件的电源信号，例如在电源线上设置有控制开关，通过控制开关的控制从而控制电机，区别于一般的通断控制，本发明中电机的控制至少包括通断控制、转速控制、方向控制。

在本发明中，所述监测反馈装置用于雷达天线的转动监测，包括但不限于转动速度，转角的大小和精度，转动方向等。为减小监测的误差，监测反馈装置的转动信息采集端与雷达天线越接近越好，在本发明，将其设置于驱动装置的输出端，可以跳过由驱动装置本身引起的误差。

在本发明中，所述控制装置用于所述雷达天线的转动控制，与所述驱动装置以及监测反馈装置相连，通过控制驱动装置从而控制雷达天线的转动，通过监测反馈装置采集雷达天线的转动数据，包括转动速度，转角的大小和精度，转动方向等，从而对雷达的转动进行控制及调整，实现闭环控制。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，通过设置驱动装置驱动雷达天线转动，通过控制装置控制所述驱动装置，从而实现雷达天线的转动控制，并且还设置了监测反馈装置用于所述雷达天线转动的监测。本发明实现了雷达天线转动的反馈控制，与现有成套雷达设备相比结构简单，与现的成套大型雷达设备相比，本发明的驱动系统相对独立于雷达综合控制系统，适用于中小型船只，成本低，可靠性高。

在本发明的一个实施例中，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机与所述控制装置相连，根据所述控制装置的控制信号驱动所述雷达天线转动。

在本实施例中，所述驱动装置的动力源为驱动电机，采用电机驱动可控性好，便于转速、转向的调节，必要的情况下还可以实现角度的步进，适用于雷达天线的转动控制。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，通过利用电机为驱动装置提供动力，可以更为简便地实现雷达天线的转动控制，包括变速、变向、步进等多种形式的控制；在本发明中，由于驱动装置的动力源即驱动电机仅仅用于驱动雷达天线的转动，所需的功率较现有大型雷达设备要小得多，这也是本发明适用于中小型船只的一个原因。

作为上述实施例的一个优化方案，如图2所示，所述驱动装置还包括减速机构，所述减速机构的输入端与所述驱动电机的输出轴相连，输出端用于驱动所述雷达天线转动。

在本实施例中，所述减速机构可以是齿轮组、蜗轮蜗杆或者皮带减速等，以齿轮组为例，具体可以是：包括第一减速齿轮组以及第二减速齿轮组，其中，所述第一减速齿轮组的输入齿轮由驱动电机直接驱动，输出齿轮与第二减速齿轮组的输入齿轮同轴转动，第二减速齿轮组的输出齿轮与所述减速机构的动力驱动轴同轴转动，且所述第一、二减速齿轮组均设置于减速箱内。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，通过减速机构实现减速同时提高输出端的扭矩，在一个具体例子中，给出了减速机构的具体形式为齿轮减速机构，具体为二级减速齿轮箱，密封设置于齿轮箱内，可靠性好，且齿轮传动稳定可靠，精度高，与所述监测反馈装置相配合，可以保证雷达天线的转动精度。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述减速机构的输出端上设置有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与设置在所述雷达天线转轴上的第二驱动齿轮相啮合，所述减速机构通过所述第一、二驱动齿轮驱动所述雷达天线的转动。

在本实施例中，所述驱动装置通过第一、二驱动齿轮实现与雷达天线的传动，相比于将雷达天线直接设置于减速机械上，本发明的设置形式雷达天线与减速机构之间相对独立，对于故障检修等更为有利，并且，必要时可以通过更换第一、二齿轮实现速比的调整，此时并不需要拆卸减速机构，易于操作。

在本发明一个实施例中，如图3所示，所述监测反馈装置包括转动监测机构以及反馈电路；

所述转动监测机构设置于所述驱动装置的输出端，用于获取所述雷达天线的转动状态；

所述反馈电路与所述转动监测机构及所述控制装置分别相连，用于与所述转动监测机构配合产生转动反馈信号并传输给所述控制装置，以实现所述雷达天线的转动监测。

在本实施例中，所述转动监测机构可以是传感器也可以是其它形式的可以用于采集雷达天线转动数据的装置，可以是单一结构的，也可以是复合结构的，例如多个传感器同时使用的形式。转动监测机构设置于驱动装置的输出端，可以减小监测到的转动数据与雷达天线实际转动之间的误差。

本实施例中，所述转动监测机构通过反馈电路与控制装置相连，需要说明的是，反馈电路上可以包括相应的滤波电路、放大电路等实现信号采集与利用必要的组成。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，通过转动监测机构跟踪雷达天线的转动，利用反馈电路产生监测信号，将监测信号反馈给控制装置，实现控制装置对雷达天线的准确控制，结构简单，功能完备，可实现雷达天线驱动控制的小型化。

作为上述优化方案的进行一步优化，如图2-3所示，所述转动监测机构为光孔码盘，所述光孔码盘设置于所述驱动装置的输出端且与所述驱动装置的输出轴同步转动；所述光孔码盘上沿周向等角度开设有光孔。

在本实施例中，所述监测机构为光孔码盘，所述光孔码盘与驱动装置的输出轴同步转动，无需另设输出转轴，光孔码盘能够紧跟雷达天线的轮动，不会出现丢步等情况。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，利用光孔码盘采集雷达天线的转动数据，可以实现监测机构紧跟雷达天线的转动，且设置简单，与现有的大型雷达设备中使用的独立输出轴不同，本申请中利用驱动装置的输出轴同时驱动雷达天线和光孔码盘，结构更为简单合理。

作为上一优化方案的进一步优化，如图3所示，所述反馈电路上设置有光电开关，所述光电开关的两极分设于所述光孔码盘的上下两侧，且所述光孔码盘转动时所述光孔依次正对所述光电开关的两极，实现所述光电开关的通断循环，使得所述反馈电路产生脉冲信号。

在本实施例中，所述反馈电路上设置有光电开关，光电开关与所述光孔码盘相配合，实现所述光电开关的间歇性通断，通过该组合，可以由光电开关通断的频率得出雷达天线的转速，通过光电开关通断次数可以计算转过的角度，从而对雷达天线的转动进行监测及反馈控制。

本发明提供的一种导航雷达控制系统，通过光孔码盘与光电开关的组合实现雷达天线转动数据的采集，从而对雷达天线的转动进行有效的反馈控制，保证了雷达天线的转动精度。

本发明实施例还提供了一种雷达，如图4所示，包括：

信号发射和接收装置401，包括信号接收装置，信号发射装置以及雷达天线，用于无线信号发射与接收，实现障碍识别；

如以上任一个实施例所述的雷达驱动控制系统402，用于所述雷达天线的转动控制；

雷达控制与显示系统403，分别与所述导航雷达驱动控制系统、所述信号发射和接收装置相连，用于所述导航雷达系统的综合控制。

在本实施例中，所述雷达包括信号发射和接收装置、雷达控制与显示系统以及本发明以上任意一个实施例所述的雷达驱动控制系统。其中，信号发射和接收装置为雷达系统的基本功能模块，用于无线信号的发射与接收，从而识别障碍物，实现船只的避险；雷达控制与显示系统的具体形式按实际需要可设置为不同形式，其基本功能是对雷达进行综合的控制；而本发明提供的雷达驱动控制系统是与所述雷达控制与显示系统相连的一个功能模块，按需要实际也可以独立设置，不受雷达控制与显示系统的约束。需要注意的一点是，所述雷达控制与显示系统至少与本发明所述的监测反馈装置相连，从而利用所述监测反馈装置计算得到船航行的相关数据，例如方位角、舰首线信号的产生等，即，在本实施例中，所述雷达驱动控制系统是既独立又相关联的，对于实现雷达天线的转动控制，其可以是独立是，而雷达控制与显示系统又可以利用其信息得出船只的航行的相关数据(非障碍物相关数据)。

本发明实施例还提供了一种雷达，可以实现雷达天线转动控制的相对独立，同时可以利用雷达天线获取船只航行相关数据，与现有大型雷达设备相比，成本低，适用于中中型船只。

本发明实施例还提供了一种雷达的控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S501，雷达控制与显示系统通过控制装置驱动雷达天线的转动，通过信号发射和接收装置实现无线信号的发射与接收；

步骤S502，监测反馈装置监测雷达天线的转动状态并生成反馈信号，所述控制装置接收所述反馈信号实现所述天线雷达的转动调整，同时，所述雷达控制与显示系统接收所述反馈信号生成并显示船只的航行方向数据。

在本发明实施例中，通过雷达控制与显示系统对于雷达天线的工作进行综合控制，同时监测反馈装置采集天线雷达的状态信息生成反馈信号，一方面控制装置利用该反馈信号对雷达天线进行转动调节，另一方面，雷达控制与显示系统利用该信号生成与船只航行相关的数据，有利于实现了雷达系统的小型化，适用于中小型船只，成本低廉，具有很大的市场优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。