JP2013545084A - レーダシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
αR−1S*
上式において、αは、検査中の戻り信号を定義するベクトル、
R−1は、風力タービンからのレーダ信号の推定共分散行列の逆行列(inverse of an estimate of the covariance matrix)、
S*は、検出対象であるターゲット信号ベクトルの複素共役(complex conjugate)である。
この検査統計量には、戻り信号がターゲットを含むと認定されるかどうかを判定するための閾値hが適用される。
R=VVH
上式において、Hは、エルミート転置(Hermitian transpose)を表す。
通常は、Vの多くの例を平均して、Rの推定の精度を向上させる。したがって、次式のようになる。
R=<VVH>
上式の山形括弧<>は、平均を表す。
(1)アンテナで受信した、風力タービンからの戻り信号の共分散行列(covariance matrix)Rの推定(estimate)を生成するステップ。
(2)次式で与えられる照合(マッチ:matched)フィルタを生成するステップ。
αR−1s*
上式において、αは、戻り信号を定義するベクトル、
R−1は、推定共分散行列の逆行列(inverse of the covariance matrix estimate)、
s*は、検出すべきターゲット信号の複素共役(complex conjugate)である。
(3)フィルタ出力と閾値とを比較するステップ。
(4)戻り信号がターゲットと認定されるかどうかを、閾値と比較したフィルタ出力の値に応じて決定するステップ。
h=αR−1s*
所定の閾値を超えるhの値は、真のターゲットと認定することができる。ディテクターからの出力は、この後、MTIユニット22及びCFARユニット24から出力されるデータと共にディスプレイ25に送られて、ディスプレイユニットによって表示される。
(i)検出された方位が、全ての風力タービンの既知のエンベロープと無関係であるかどうか;又は、
(ii)検出されたレンジが、全ての風力タービンの既知のエンベロープと無関係であるかどうか;又は、
(iii)受け取ったデータが、タービン照合フィルタ検出閾値を超えるかどうか。
これらの検査のいずれかが真である場合、ターゲットは真であると見なされて、レーダプロットが生成される。
Claims (26)
- 方位角方向に動いて領域を掃引するように動作できる主アンテナと、前記アンテナからパルスを送信する送信機と、戻り信号を受信する受信機とを含むレーダシステムのための装置であって、
前記領域内に設置された風力タービンの存在下において、前記レーダシステムによるターゲットの検知を可能化するように動作でき、
複数の補助アンテナと、前記戻り信号を処理するプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、トレーニングプロセスにおいて、前記主アンテナ及び前記補助アンテナで受信した複数個の戻り信号から風力タービンのシグネチャを生成し、ターゲットのモデルデータを生成、又はメモリから前記ターゲットのモデルデータを受け取り、ターゲットの存在について戻りデータを検査し、ターゲットが検知された場合に、検知したターゲットを表すデータを生成するように動作できる、
装置。 - 前記主アンテナと共に配設されて垂直アレイを形成する複数の補助アンテナを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記プロセッサは、風力タービンの雑音背景特性内で前記ターゲットの信号と照合される検出フィルタを実現するように動作できる、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記風力タービンからの戻り信号から、風力タービン雑音の共分散行列Rの推定を生成するように動作でき、Rは、次式によって定義され、
R=<VVH>
上式において、Vは、前記風力タービンからの戻り信号の複素振幅、VHは、Vのエルミート共役、山形括弧<>は、平均を表す、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。 - 前記プロセッサは、次式の値を生成するように動作でき、
αR−1s*
ここで、αは、検査中の戻り信号を定義するベクトルであり、
R−1は、前記風力タービンからのレーダ信号の前記共分散行列の推定の逆行列であり、
s*は、検知対象であるターゲット信号ベクトルの前記モデルデータの複素共役である、請求項4に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記戻り信号がターゲットを含んでいると認定できるかどうかを決定するために、前記値αR−1s*に閾値を適用するように動作できる、請求項5に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記風力タービンのレンジに対応する戻り信号についてのみ、共分散行列Rを生成するように動作できる、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記風力タービンの方位角に対応する戻り信号についてのみ、共分散行列Rを生成するように動作できる、請求項4乃至7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、検査セッションにおいて取得した前記戻り信号の移動平均から前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記戻り信号の少なくとも10個のサンプルの平均から前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至9のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、受信するのに最大10分を要する個数の戻り信号のサンプルから前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、各風力タービンからそれぞれ別個に得られる戻り信号の平均から前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、複数の風力タービンからの戻り信号の平均から前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記システムの近くにある全ての風力タービンからの戻り信号の平均から前記共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記主アンテナは、全周に亘って回転して前記領域を掃引するように配置された反射鏡アンテナであり、前記プロセッサは、前記共分散行列を作成するために、各掃引から取得した戻り信号の値の和を求めるように動作できる、請求項4乃至12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、一方の共分散行列が、前記風力タービンからの、「フラッシュ」中の強い戻り信号に対応し、もう一方の共分散行列が、「フラッシュ」のない状態での戻り信号に対応する2つの共分散行列を生成するように動作できる、請求項4乃至15のいずれか1項に記載の装置。
- 特定の補助アンテナ又は各補助アンテナは、主アンテナよりも大きいビーム幅を有する、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の装置。
- 特定の補助アンテナ又は各補助アンテナが、6〜12°の範囲のビーム幅を有する、請求項17に記載の装置。
- 方位角方向に動いて領域を掃引するように動作できる主アンテナと、前記アンテナからパルスを送信する送信機と、戻り信号を受信する受信機と、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の装置とを含むレーダシステム。
- 方位角方向に動く主アンテナからレーダパルスを送信して、前記主アンテナ及び複数の補助アンテナで受信した戻り信号を処理することを含む、風力タービンの存在下においてターゲットの位置を検出する方法であって、トレーニングセッションにおいて、前記主アンテナ及び補助アンテナで受信した複数個の戻り信号から前記風力タービンのシグネチャを生成するステップと、ターゲットのモデルデータを生成する、又はメモリからターゲットのモデルデータを受け取るステップと、前記シグネチャ及び前記モデルデータを用いて、航空機の存在について前記戻り信号を検査するステップとを含む方法。
- (1)前記アンテナで受信した、風力タービンからの戻り信号の共分散行列Rの推定を生成するステップ、
(2)次式によって与えられる照合フィルタを生成するステップ、
αR−1s*
上式において、αは、戻り信号を定義するベクトル、
R−1は、前記推定共分散行列の逆行列、
s*は、検出対象であるターゲット信号の複素共役、
(3)前記フィルタ出力を閾値と比較するステップ、および
(4)戻り信号はターゲットであると認定できるかどうかを、前記閾値と比較した前記フィルタ出力の値に応じて判定するステップを含む、
請求項20に記載の方法。 - 前記共分散行列Rは、風力タービン又は風力タービン群のレンジ及び方位角に対応する戻り信号についてのみ生成される、請求項21に記載の方法。
- 検査セッション中に、前記戻り信号の移動平均から前記共分散行列を生成することを含む、請求項21又は22に記載の方法。
- 特定の又は一つの補助アンテナから前記風力タービンを照射して、一方の共分散行列が前記風力タービンからの「フラッシュ」中の強い戻り信号に対応し、もう一方の共分散行列が「フラッシュ」のない状態での戻り信号に対応する、2つの共分散行列を生成し、
フラッシュが観測されるかどうかによって異なる複数の照合フィルタを生成することを含む、
請求項21乃至23のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項20乃至24のいずれか1項に記載の方法を実行するようにプログラムされたコンピュータに前記方法を実行させるプロセッサ実行可能な命令を含むコンピュータプログラムを保持するキャリア。
- 前記キャリアは電気信号である、請求項25に記載の担持体。
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