[發明專利]為遠程和短程目標檢測提供多個波形的雷達系統

有效

• 申請號: 201280071024.5
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN104160293B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: S·約翰遜;R·雅利斯;S·馬奇;L·約曼斯;C·弗里曼;S·勞頓;S·托斯特文
• 申請（專利權）人: 菲力爾系統公司
• 主分類號: G01S7/03
• 分類號: G01S7/03;G01S13/10;G01S13/34;G01S13/87
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年12月30日提交的，題為“RADAR?SYSTEM?PROVIDING?MULTIPLE?WAVEFORMS?FOR?LONG?RANGE?AND?SHORT?RANGE?TARGET?DETECTION”的美國臨時專利申請No.61/581,989的權益，通過引用的方式將其作為整體合并于此。

技術領域

本發明的一個或者多個實施例總體上涉及雷達系統，更具體的涉及例如固態雷達技術。

背景技術

雷達系統通常用于檢測靠近船舶、飛機、車輛或固定位置的目標(例如，對象、地理特征或其他類型的目標)。傳統的雷達系統通常采用磁控管來產生雷達信號。不幸的是，磁控管及與其相關的微波硬件結構通常昂貴、體型笨重并且要求大型電源來操作。因此，基于磁控管的雷達系統可能不特別適用于小型或便攜式雷達系統中。

某些雷達系統采用具有設置在其中的一個或多個波導的旋轉接頭來導引旋轉雷達天線和其他部件之間的信號。然而，這種旋轉接頭通常設計、構造和制造都比較復雜。因此，這些部件會顯著地增加與它們相關聯的天線系統的成本。另外，傳統的旋轉接頭可能呈現出雷達系統無意檢測到的旋轉噪聲。

很多現有的雷達系統使用一般有助于短程或遠程目標檢測的信令方案，而短程或遠程目標檢測中的一個會損害另一個。例如，脈沖雷達信令方案可以提供期望的遠程目標檢測。然而，發送的脈沖雷達信號可能會使短程的返回信號模糊。該問題不是令人喜歡的，但是脈沖雷達信令方案卻通常容忍該問題，這是因為其他遠程檢測技術通常具有較高的功率要求并且可能要求高度專業的部件。相反，調頻連續波(FMCW)信令方案可以提供期望的短程目標檢測，但是不能提供有效的遠程目標檢測。

可以利用微型自動雷達標繪儀(MARPA)部件來實現各種雷達系統，其中，可以選擇檢測到的目標進行追蹤。然而，現有的MARPA實現通常會受到不準確的目標識別的妨礙。特別的，該實現可能不正確地將海面雜波識別為可追蹤的目標，從而可能降低相關的雷達系統的精確度。

發明內容

本文公開了用于提供雷達系統的各種技術。例如，在某些實施例中，可以節省成本的方式實現該雷達系統，并且該雷達系統具有高度的功能性。

在一個實施例中，可以利用放大雷達信號以進行廣播的氮化鎵(GaN)功率放大器來實現雷達系統。該放大器可以用于例如代替磁控管，以允許以緊湊的形狀因數以及相對較低的功耗來實現雷達系統。在另一個實施例中，可以使用砷化鎵(GaAs)功率放大器。當適用時，其他放大器實現可用在各種實施例中。

在另一個實施例中，可以利用將來自旋轉天線的雷達數據提供給基站的無線發射器來實現雷達系統。該無線發射器可用于例如無需通過復雜的旋轉接頭來傳遞檢測到的信號即可提供雷達數據。

在另一個實施例中，可以利用被配置為在單個雷達系統中執行脈沖和FMCW信令的信令方案來實現雷達系統。該信令方案例如可用于利用單個雷達系統來執行短程和遠程檢測。

在另一個實施例中，雷達系統可以實現為對雷達返回信號執行多普勒處理，以確定檢測到的目標的速度。該處理例如可用于提供準確可靠的船舶目標追蹤、海雜波識別，并且有助于目標識別。

在另一個實施例中，雷達系統包括適于廣播雷達信號和接收響應于此的返回信號的雷達單元，所述雷達單元包括：波形發生器，其適于提供不同脈沖寬度的脈沖波形和頻率調制連續波(FMCW)的波形，其中波形彼此交錯以為雷達信號提供傳輸序列，以供檢測遠程和短程的目標；功率放大器，其適于對所述雷達信號進行放大以進行廣播；以及天線，其適于廣播所述雷達信號并接收所述返回信號。

在另一個實施例中，一種操作雷達系統的方法包括：利用波形發生器提供不同脈沖寬度的脈沖波形和頻率調制連續波(FMCW)的波形，其中波形彼此交錯以為雷達信號提供傳輸序列，以供檢測遠程和短程的目標；利用功率放大器對所述雷達信號進行放大以進行廣播；以及，其中，所述波形發生器、功率放大器和天線是雷達單元的一部分。

本發明的范圍由權利要求書限定，通過引用的方式將權利要求書的內容并入到本部分。通過考慮下面對一個或多個實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加完整地理解本發明的實施例并意識到本發明附加的優點。下面將參考首先要簡要描述的附圖。

附圖說明

圖1示出了根據本公開實施例的、包括雷達單元和基站的雷達系統的框圖。

圖2示出了根據本公開實施例的、以半透明的形式示出以顯示內部部件的、具有罩的雷達單元的透視圖。