[發明專利]用于編碼播送和天線接收的尤其用于雷達的方法和系統

有效

• 申請號: 200980125927.5
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN102084267A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: C·古泰拉德
• 申請（專利權）人: 安希歐普公司
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S13/48;G01S13/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

本發明一般地涉及用于遠程感測系統(包括用于雷達)的天線發射和接收方法和系統。更具體地，本發明涉及通過表面波以及通過使用天線系統特性和具有正交特性的信號編碼的組合來進行的超視距檢測。

這種方法可應用于由HFSWR(“高頻表面波雷達”)型表面波雷達系統來檢測超越視距的目標。這種HFWSR雷達系統實質上受到歸因于地球表面的混雜信號的限制，尤其當檢測船舶時，在被專家稱作“海譜”的海的混雜信號中，在多普勒距離空間內定位船舶的有用回聲。混雜信號無論是否歸因于海(海譜)或者歸因于任何其他原因，在本文中將稱作混雜信號。目標物的回聲經常被混雜信號所屏蔽，該混雜信號的幅度與由一體積的幾何尺寸界定的雷達波包的尺寸有直接的關系，在該體積中，能夠被播送的雷達波可在給定時間參與形成如雷達系統所接收的信號。

考慮到用于構建HFSWR雷達系統的材料可能性，在現有技術中雷達波包仍然太大不能達到用戶所期望的目標。為了達到這種目標，必須以數十倍至數百倍的范圍中的因子來減小這種波包的尺寸。

為了減小雷達分辨率波包的尺寸，現有技術導致接收天線系統的尺寸的增大，成為最龐大的系統，且當此舉可能時導致幾何形狀上延伸的系統且導致使用許多天線。導致這種延伸的限制的原因在于若干因素能夠分別或者同時干擾且形成現有技術的缺點，這些因素為：器件封裝、移動系統中的載體的大小、接收點的波前的一致性、與天線的數量相關的處理的復雜性。

本發明的目的在于克服以上所提及的缺點，且更具體而言，按能夠在約50至約500之間變化的因子來減小雷達分辨率波包的尺寸，以便于在不要求接收天線系統的大尺寸的情況下改善雷達系統的感測能力。

為了這一目的，根據本發明的用于由發射系統中的發射天線來發射具有正交特性的基本信號且用于由接收系統中的若干接收天線來接收基本信號的方法的特點在于，該方法包括一下步驟：

形成針對所有發射天線分別發射基本信號的發射輻射圖，各發射輻射圖與要由所有發射天線發射的相應基本信號相關聯且包括與二次輻射波瓣交替的主輻射波瓣，該發射輻射圖的主輻射波瓣在空間中基本上交替且并置，以及

在接收區域中形成接收輻射圖以便于各接收天線接收基本信號，該輻射圖的數量至少等于包含在接收區域中的波包的數量，這些波包被發射輻射圖之一的主輻射波瓣所覆蓋且位于離發射和接收系統的給定雙基地距離之處。

本發明進一步涉及發射和接收系統，其包括用于發射具有正交特性的基本信號的若干發射天線和用于接收基本信號的若干接收天線。該發射系統的特征在于，其包括用于形成針對所有發射天線分別發射基本信號的發射輻射圖的裝置，各發射輻射圖與要由所有發射天線發射的相應基本信號相關聯且包括與二次輻射波瓣交替的主輻射波瓣，該發射輻射圖的主輻射波瓣在空間中基本上交替且并置。該接收系統的特征在于，其包括用于在接收區域中形成接收輻射圖的裝置以便于為各接收天線接收基本信號，該接收輻射圖的數量至少等于包含在接收區域中的波包的數量，這些波包被發射輻射圖之一的主輻射波瓣所覆蓋且位于離發射和接收系統的給定雙基地距離之處。

本發明通常應用于雷達技術中，以及應用于信道探測、聲納感測系統、無線電定位系統，或者醫療應用中的器官或者工業應用中的結構的放射線照相術。所有以上所述的應用依賴于對空間波包的分析，空間波包的尺寸要被減小以提高其性能。

該天線發射系統能夠產生無線電輻射，舉例而言在預定平面中，例如穿過發射系統和接收系統的一個水平預定平面，其特征在于，該輻射能量的表面密度最大值基本上根據預定平面中的預定分布來并置，以便于覆蓋被監測的接收區域，該區域既可部分覆蓋或可全部覆蓋該預定平面。該最大值對應于與無線電基本信號相關聯的主輻射波瓣。對于各個基本信號而言，該輻射能量最大值包含在圓錐角扇區中，其頂點為發射點，且在空間中均勻地以及周期性地分布。該基本信號的能量最大值被對應于二次輻射波瓣的最小輻射的圓錐角扇區分開，其中的能量表面密度大大低于對應于主輻射波瓣的能量密度最大值所在的圓錐角扇區中存在的能量表面密度。在預定平面中的與基本信號相關聯的輻射圖被稱作“層疊圖”。

該天線發射系統可產生兩個或以上的基本上并置的，即分離的、或者相鄰的、或者不分離的、特別是主波瓣彼此基本上橫向地并置的、或者交疊的不同層疊輻射圖，以便于從安排發射系統的發射點一起照射由根據本發明的天線接收系統所監測的整個接收區域。這些發射輻射圖在方位和頂點上皆不同，且具有與被監測接收區域正割的主輻射波瓣。