[發明專利]有源雷達系統和方法

有效

• 申請號: 201110424087.1
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102590806A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 理查德·斯蒂林-加拉徹;王琪
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S13/89;G01S7/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宋鶴

技術領域

本發明涉及有源雷達系統和相應的有源雷達方法。

背景技術

有源雷達系統，特別是用作有源成像系統，對于包括醫療和安全性應用在內的若干應用而言在超聲波、微波、毫米以及兆兆赫茲頻率方面正變得越來越流行。例如，安全性有源成像系統使得隱藏在衣服下面或者隱藏在包中的可疑物品能夠被看見并進而能夠容易地被識別。另一方面，醫療有源成像系統使得大量的各種生物項目能夠可視化。

已知有多種利用各種用于將不同的所發射信號分離開的手段的有源雷達系統和方法，特別是用于MIMI(多輸入多輸出)雷達或MIMI成像系統。

在IEEE雷達會議2009中J.H.G.Ender，J.Klare的“System?Architecture?and?Algorithms?for?Radar?Imaging?by?MIMI-SAR”提出了兩種不同的方法。第一種方法將不同的所發射信號以時間復用到不同的天線，即，一次僅有一個發射天線發射信號。第二種方法同時在所有發射機上進行發射，但是每個發射機在不同頻帶(這樣頻帶是總的系統帶寬的一小部分)中發射。頻帶到發射機天線的映射可依據時隙(或脈沖持續時間)不同而改變。

在EUSAR會議2010中J.Klare，O?Saalman，H.Wilden的“First?Experimental?Results?with?the?imaging?MIMO?Radar?MIRA-CLE?X”提出了將不同發射信號復用到不同的天線，即一次僅有一個發射天線發射信號。

在IEEE地球科學和遠程感測研討會(IGARSS?2008)上J.Klare的“Digital?Beamforming?for?a?3-D?MIMI?SAR-Improvements?Through?Frequency?and?Waveform?Diversity”提出兩種不同的方法。第一種方法同時在所有的發射機上進行發射，但是每個發射機使用不同的頻帶。頻帶到發射天線的映射可依據時隙(或脈沖持續時間)不同而改變。第二種方法是同時在所有的發射天線上進行發射，但是具有Doppler容忍正交編碼的波形。

在第四屆EMRS?DTC技術會議-愛丁堡2007上B.J.Donnet，I.D.Lonstraff的“MIMI?Radar-Waveforms?and?applications”描述了一種使用OFDM(正交頻分復用)的MIMO雷達系統，該系統使用Doppler容忍Costas碼(以及戈萊(Golay)碼)來確定OFDM的不同發射波形的頻率跳變模式。

在第三屆歐洲雷達會議上B.J.Donnet等人的“MIMO?Radar，Techniques?and?Opportunities”提出一種MIMO系統，該系統使用OFDM并且在分立的步驟中改變不同發射天線的頻率。不同的發射機總是以不同的分立的頻率進行發送。

在第四屆歐洲雷達會議上J.H.Kim等人的“Investigation?of?MIMO?SAR?for?Interferometry”提出一種MIMO系統，在該系統中，不同發射信號通過使用空時塊編碼(STBC)而被分離開。

在2005年11月21-23日于新西蘭北帕(Palmerston?North)舉辦的關于傳感技術的第一屆國際會議上G.Brooker的“Understanding?Millimeter?Wave?FMCW?Radars”說明了經頻率調制的連續波(FMCW)雷達系統。這樣的雷達使用零差(homodyne)原理來運作，即振蕩器既被用作發射器又被用作本地振蕩器的CW雷達。

上面提到的已知系統具有如下缺點：因為所有發射信號將被逐個地順次發射，所以他們要求很多時間；要求使用特殊的(復雜的、可能為非最佳的)編碼；沒有有效地使用可用帶寬；實施復雜；和/或要求特殊的(復雜的、昂貴的)硬件。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種有源雷達系統以及相應的有源雷達方法，他們可克服上述缺點，特別是信號發射、接收和分析要求較少時間、不要求使用特殊的編碼或硬件用于信號發射和接收，并且可被容易實施。

根據本發明的一方面，提供一種有源雷達系統，包括：

至少兩個發射天線，每個發射天線向場景發射輻射作為發射信號，所述發射信號包括經頻率調制的脈沖串；

至少一個接收天線，該至少一個接收天線接收來自所述場景的輻射作為接收信號；