JP2022551508A - レーダの較正および宇宙物体の追跡 - Google Patents

レーダの較正および宇宙物体の追跡 Download PDF

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Abstract

そのような技術のいくつかは、アンテナ要素のセットを収容するハウジングに埋め込むことができる要素アンテナ（Ａ）、または反射器（１０８）に取り付けられたアンテナ（Ｂ）の使用に基づいて、レーダを較正する技法を可能にする。そのような技術のいくつかは、第１のＩＤ位相アレイ（１１２）および第２のＩＤ位相アレイ（１１２）を含むレーダサイトを可能にし、第１のＩＤ位相アレイは、信号のセットを送信し、信号のセットに基づいて反射のセットを受信し、第２のＩＤ位相アレイは反射のセットを受信する。【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１９年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／９１４，３０４号の利益を主張し、その出願は、すべての目的のために参照によって本明細書に完全に組み込まれる。
本開示は、レーダの較正および宇宙物体の追跡に関する。
様々な宇宙物体（例えば、低軌道物体、衛星、破片）を追跡する様々な手法がある。例えば、一部の宇宙物体は、２Ｄ位相アレイレーダを介して追跡できる。しかしながら、これらのシステムは、サイズが大きく、技術が複雑で、経済的コストが高いため、技術的に不利である。このような技術的な欠点のいくつかは、操縦可能なディッシュレーダによって克服できる。しかしながら、これらのシステムは、追跡率の低さ、機械的な操縦、および制限されたビーム能力のため、技術的に不利である。
一般に、本開示は、レーダを較正し、宇宙物体を追跡するための様々な技術を可能にする。例えば、そのような技術のいくつかは、（ａ）アンテナ要素のセットを収容するハウジングに埋め込むことができる要素アンテナ、または（ｂ）反射器に取り付けられたアンテナの使用に基づいてレーダを較正する技法を可能にする。例えば、そのような技術のいくつかは、第１の１Ｄ位相アレイおよび第２の１Ｄ位相アレイを含むレーダサイトを可能にし、ここで、第１の１Ｄ位相アレイは、信号のセットを送信し、信号のセットに基づいて反射のセットを受信し、第２の１Ｄ位相アレイは、反射のセットを受信する。
レーダ較正を含む例示的な実施形態によれば、較正は、複数の位相アレイアンテナの各々から信号を伝送し、１つ以上の較正アンテナの各々において受信される際に、各伝送信号の伝送位相を測定することによって達成することができ、ここで、１つの伝送位相が、各位相アレイアンテナ・較正アンテナの組み合わせに対して測定される。実施形態はさらに、１つ以上の較正アンテナの各々から、複数の位相アレイアンテナの各々において信号を受信することと、複数の位相アレイアンテナの各々において各受信された信号に対する受信位相を測定することとを含む。この場合も、１つの受信位相が、各位相アレイアンテナ・較正アンテナの組み合わせに対して測定される。次に、測定された各伝送位相および測定された各受信位相は、１つ以上の較正アンテナのうちの対応する１つに関連付けられた位相オフセットによって調整され、ここで、１つ以上の較正アンテナの各１つに対する位相オフセットが、ゼロ以上である。次に、複数の位相アレイアンテナの各々に対して単一の伝送位相補正を計算することができ、ここで、位相アレイアンテナのうちの所与の１つに対する単一の伝送位相補正が、位相アレイアンテナのうちの所与の１つおよび１つ以上の較正アンテナと関連付けられた、オフセット調整され、測定された伝送位相の加重平均に基づく。同様に、単一の受信位相補正は、複数の位相アレイアンテナの各々に対して計算することができ、ここで、位相アレイアンテナのうちの所与の１つに対する単一の受信位相補正が、位相アレイアンテナのうちの所与の１つおよび１つ以上の較正アンテナと関連付けられた、オフセット調整され、測定された受信位相の加重平均に基づく。次に、複数の位相アレイアンテナの各々に対する単一の伝送位相補正、および複数の位相アレイアンテナの各々に対する単一の受信位相補正が、レーダ動作中に、複数の位相アレイアンテナの位相を調整する際に使用するために格納される。
レーダ較正を含む別の例示的な実施形態によれば、較正は、アンテナおよび複数の位相アレイアンテナを各々含む、複数のレーダアセンブリの各々に対して、第１のアンテナから複数の位相アレイアンテナの各々に信号を伝送することと、複数の位相アレイアンテナの各々において受信される際に、信号の受信位相を測定することと、また、第１のアンテナにおいて、複数の位相アレイアンテナの各々から伝送された信号を受信し、第１のアンテナにおいて受信される際に、複数の位相アレイアンテナによって伝送された各信号に対する伝送位相を測定することによって達成することができる。次に、各個々の位相アレイアンテナが位置するレーダアセンブリに対応するループバック位相値によって調整された複数の位相アレイアンテナの各々の対応する伝送位相測定に基づいて、複数の位相アレイアンテナの各々に対して伝送チャネル位相補正を計算することができる。受信チャネル位相補正はまた、各個々の位相アレイアンテナが位置するレーダアセンブリに対応するループバック位相値によって調整された、複数の位相アレイアンテナの各々の対応する受信位相測定に基づいて、複数の位相アレイアンテナの各々に対して計算することもできる。次に、複数の位相アレイアンテナを、伝送および受信チャネル位相補正に基づいて、レーダ動作中に較正することができる。
さらに別の実施形態では、複数の位相アレイアンテナは、伝送および受信チャネル位相補正、ならびにレーダ間アセンブリ伝送位相オフセットおよびレーダ間アセンブリ受信位相オフセットに基づいて、レーダ動作中にさらに較正することができる。これは、複数のレーダアセンブリの各々に対するレーダ間アセンブリ伝送位相オフセット、および複数のレーダアセンブリの各々に対するレーダ間アセンブリ受信位相オフセットを計算することによって達成することができる。次に、内部伝送位相オフセットは、複数の位相アレイアンテナの各々が位置する、対応するレーダアセンブリに対して計算されたレーダ間アセンブリ伝送位相オフセットによって、複数の位相アレイアンテナの各々の伝送チャネル位相補正を調整することによって、複数の位相アレイアンテナの各々に対して計算することができる。同様に、内部受信位相オフセットは、複数の位相アレイアンテナの各々が位置する、対応するレーダアセンブリに対して計算されたレーダ間アセンブリ受信位相オフセットによって、複数の位相アレイアンテナの各々の受信チャネル位相補正を調整することによって、複数の位相アレイアンテナの各々に対して計算することができる。次に、複数の位相アレイアンテナの各々に対する内部伝送位相オフセットおよび複数の位相アレイアンテナの各々に対する内部受信位相オフセットを格納することができ、位相アレイアンテナは、対応する内部伝送位相オフセットと総内部受信位相オフセットに基づいて、レーダ動作中に較正することができる。
本開示によるレーダサイトの実施形態を示す。 本開示によるレーダサイトの図を示す。 本開示によるレーダサイトの複数の図を示す。 本開示によるレーダサイトの図を示す。 本開示によるレーダサイトの図を示す。 本開示によるレーダサイトの図を示す。 本開示によるレーダサイトの図を示す。 本開示による複数の伝送または受信アセンブリの複数の実施形態を示す。 本開示によるキャットウォークを介して支持される複数の伝送または受信アセンブリの実施形態を示す。 本開示によるレーダサイトの図の実施形態を示す。 本開示による運行管理センターおよび１Ｄ位相アレイの図の実施形態を示す。 本開示によるトラフ反射器上の１Ｄ位相アレイを支持するフレームの実施形態を示す。 本開示による第１の視野および第２の視野と交差する衛星の軌道を示す一対の図に照らして、初期軌道決定を決定するためのプロセスの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による初期軌道決定を決定するためのプロセスおよびそのためのソフトウェアアーキテクチャの実施形態を示す。 本開示による干渉技法の実施形態を示す。 本開示による干渉技法の実施形態を示す。 本開示の例示的な実施形態による外部レーダ較正のフローチャートである。 相対位相オフセットを計算するためのレーダアセンブリおよび位相アレイアンテナの例を示す図である。 本開示の例示的な実施形態による、２つの隣接するレーダアセンブリの例示的な構成と、レーダ間アセンブリ位相較正で使用される信号とを示す図である。 本開示の例示的な実施形態による内部チャネル位相較正のフローチャートである。 本開示の例示的な実施形態による伝送および受信レーダ間アセンブリ位相オフセットを計算するためのフローチャートである。 本開示の例示的な実施形態による伝送および受信レーダ間アセンブリ位相オフセットを計算するためのフローチャートである。 本開示の例示的な実施形態による、伝送および受信交差位相測定値の計算に使用される信号を示す図である。 本開示の例示的な実施形態による、伝送および受信交差位相測定値の計算に使用される信号を示す図である。
一般に、本開示は、レーダを較正し、宇宙物体を追跡するための様々な技術を可能にする。例えば、そのような技術のいくつかは、（ａ）アンテナ要素のセットを収容するハウジングに埋め込むことができる要素アンテナ、または（ｂ）反射器に取り付けられたアンテナの使用に基づいてレーダを較正する技法を可能にする。例えば、そのような技術のいくつかは、第１の１Ｄ位相アレイおよび第２の１Ｄ位相アレイを含むレーダサイトを可能にし、ここで、第１の１Ｄ位相アレイは、信号のセットを送信し、信号のセットに基づいて反射のセットを受信し、第２の１Ｄ位相アレイは、反射のセットを受信する。ここで、本開示を、本開示の様々な実施形態が示されている１～３９を参照してより十分に説明する。本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、必ずしも本明細書に開示されている実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本開示の様々な概念を当業者に十分に伝達するように提供される。
本明細書において使用される様々な用語は、直接的または間接的、完全または部分的、一時的または永続的な、活動または無活動を意味することができる。例えば、ある要素が別の要素「の上にある」、「に接続されている」、または「に結合されている」と言及される場合、その要素は、直接的にその他の要素上にあることができ、その他の要素に接続もしくは結合することができ、あるいは間接的または直接的な変形形態を含む、介在する要素が存在することができる。対照的に、ある要素が別の要素に「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及される場合、介在する要素は存在しない。
本明細書において使用される様々な用語は、実施形態を説明するためのものであり、必ずしも本開示を限定することを意図するものではない。本明細書において使用される場合、様々な単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別途文脈が明確に指示していない限り、複数形も含むように意図される。「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）、「含む」（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）、および／または「備えている」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）、「含んでいる」（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）という様々な用語は、本明細書において使用される場合、記載されている特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素が存在することを指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはそのグループが存在することまたは追加されることを除外するものではない。
本明細書において使用される場合、「または」という用語は、排他的「または」ではなく、包括的「または」を意味することを意図している。すなわち、別途指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸはＡまたはＢを利用する」は、自然な包含的置換のセットのうちのいずれかを意味するように意図される。すなわち、ＸがＡを利用する、ＸがＢを利用する、またはＸがＡとＢの両方を利用する場合、上記の事例のいずれかの下で、「ＸはＡまたはＢを利用する」が満たされる。
別途規定されない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本開示が属する分野の当業者によって一般的に理解されているものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書において定義されているもののような様々な用語は、関連技術の文脈における意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において明示的にそのように定義されていない限り、理想化されたおよび／または過度に形式的な意味において解釈されるべきではない。
さらに、本明細書では、「下方」、「下側」、「上方」、および「上側」などの相対的な用語を使用して、添付の例示的な図面のセットに示されるような、ある要素と別の要素との関係を説明することができる。そのような相対的な用語は、添付の図面のセットに描写されている向きに加えて、示されている技術の異なる向きを包含することを意図している。例えば、添付の図面のセットでデバイスが裏返されている場合、他の要素の「下」側にあると説明されている要素は、他の要素の「上」側に向けられる。同様に、例示的な図面のうちの１つにあるデバイスが裏返されている場合、他の要素の「下方」または「下」として説明されている様々な要素は、他の要素の「上方」に向けられる。したがって、「下方」および「下側」などの様々な例示的な用語は、上方と下方の両方の向きを包含することができる。
本明細書で使用される場合、「約」または「実質的に」という用語は、公称値／項からの＋／－１０％の変動を指す。そのような変動は、そのような変動が具体的に言及されているか否かにかかわらず、本明細書で提供される任意の所与の値／用語に常に含まれる。
第１、第２などの用語は、本明細書においては様々な要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを説明するために使用できるが、これらの要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションは、必ずしもそのような用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の要素、構成要素、領域、層、またはセクションから区別するために使用される。したがって、以下に論じられる第１の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、本開示の様々な教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと称され得る。
特定の実施形態に関して記載された特徴は、様々な他の実施形態において、および／またはそれと組み合わせられ、および部分的に組み合わされ得る。また、本明細書に開示されるような実施形態の異なる態様および／または要素も、同様の方法で組み合わされても、部分的に組み合わせされてもよい。さらに、いくつかの実施形態は、個別かおよび／または集合的かを問わず、より大規模なシステムの構成要素であってもよく、他の手順が優先してもよく、および／または他の方法でそれらの適用を変更してもよい。さらに、本明細書に開示されるように、実施形態の前、後、および／または実施形態と同時に、いくつかのステップが必要とされてもよい。少なくとも本明細書に開示されるように、任意および／またはすべての方法および／またはプロセスは、任意の手法で少なくとも１つのエンティティを介して少なくとも部分的に実行され得ることに留意されたい。
本開示の実施形態は、本開示の理想化された実施形態（および中間構造）の図を参照して本明細書に説明される。したがって、例えば、製造技法および／または公差の結果としての様々な図示された形状からの変形が予想されるべきである。したがって、本開示の様々な実施形態は、必ずしも本明細書に示される領域の様々な形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば、製造から生じる形状の逸脱を含むべきである。
本明細書に開示される際、任意および／またはすべての要素は、単一であるなどの同じ構造的に連続した部品から形成することができ、および／またはアセンブリおよび／またはモジュールであるなど、別々に製造および／または接続することができる。本明細書に開示される際、任意および／またはすべての要素は、付加製造、減法製造、および／または他の任意の他のタイプの製造であるかどうかにかかわらず、任意の製造プロセスを介して製造することができる。例えば、一部の製造プロセスには、三次元（３Ｄ）印刷、レーザー切断、コンピューター数値制御ルーティング、フライス加工、プレス、スタンピング、真空成形、液圧成形、射出成形、リソグラフィーなどが含まれる。
図１は、本開示によるレーダサイトの実施形態を示す。図２～７は、本開示によるレーダサイトの複数の図を示す。図８は、本開示による複数の伝送または受信アセンブリの複数の実施形態を示す。図９は、本開示によるキャットウォークを介して支持された複数の伝送または受信アセンブリの実施形態を示す。図１０は、本開示によるレーダサイトの図の実施形態を示す。図１１は、本開示による運行管理センターならびに１Ｄ位相アレイの図の実施形態を示す。図１２は、本開示によるトラフ反射器上の１Ｄ位相アレイを支持するフレームの実施形態を示す。図１３は、本開示による第１の視野および第２の視野と交差する衛星の軌道を示す一対の図に照らして初期軌道決定を決定するためのプロセスの実施形態を示す。図１４～３１は、初期軌道決定を決定するためのプロセスの実施形態、そのためのソフトウェアアーキテクチャ、およびＴＬＥ技法を使用して宇宙物体の軌道を決定するための結果と、本開示による初期軌道決定技法を使用する宇宙物体の軌道を決定するための結果の比較を示す。図３２～３３は、本開示による干渉技法の実施形態を示す。
定義された領域１００（例えば、レーダサイト、囲まれた領域、柵で囲まれた領域）は、土の体積１０２およびパッド１０４（例えば、コンクリート、ゴム）を有し、ここで、土の体積１０２は、パッド１０４を支持する。図２に示すように、定義された領域１００は、敷地境界線１１６によって囲まれた柵線１１４を有する。土１０２の体積は地面に載っているが、これは省略できる。パッド１０４は、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂを収容する。
図５に示すように、パッド１０４は、第１のレーダを支持する第１の島、第２のレーダを支持する第２の島、および第１の島と第２の島との間にまたがるブリッジを有する。図７に示すように、パッド１０４は、第１の島と第２の島が（追跡目的で）互いに対してオフセットされるように配列されている。しかしながら、これらの構成は変動し得ることに留意されたい。例えば、ブリッジを省略したり、第１の島と第２の島をオフセットしなかったり、またはパッド１０４を省略したりすることができる。
第１のレーダ対１２０ａは、第１のフレーム１０６、第１のトラフ反射器１０８（放物線シリンダーアンテナ、放物線円筒アンテナ、または放物線トラフアンテナとも呼ばれる）、第１のキャットウォーク１１０、および第１の１Ｄ位相アレイ１１０を有する第１のレーダを含む。第１のフレーム１０６（例えば、支持脚のセットを備えたＵ字形またはＣ字形）は、定義された領域１００内に配置される。第１のトラフ反射器１０８は、定義された領域１００内に配置され、第１のフレーム１０６に固定され（例えば、締結され）、第１の形状（例えば、Ｕ字形、Ｃ字形）、第１の縦方向の谷（例えば、図１、４、５のＺ次元に延びる）、および第１のスケール（例えば、サイズ）を有する。例えば、第１のトラフ反射器１０８は、互いに直接隣接して配置された一群のパネル（例えば、金属、合金、鋼、メッシュ、グリッド）によって形成され、様々な信号（例えば、無線、光など）を反射するように構成された上面を形成することができる。例えば、少なくともいくつかのパネルがその中に穴を有するメッシュパネルである場合（例えば、低コストに寄与する）、穴は、第１の１Ｄ位相アレイ１１０の動作波長よりも小さくなるようにサイズ決定され得る。例えば、小さな開口メッシュは、高い反射率および低い漏れを提供する。メッシュを介した信号の漏れにより、アンテナのバックローブおよびシステムの温度が増大する。アンテナバックローブとは、アンテナから主放射方向とは反対の方向にエネルギーが放射されることを指す。バックローブが増大すると、主方向に放射されるアンテナエネルギーが減少する。大口径メッシュは低コストで、軽量であり、風荷重が軽減されている。メッシュ開口の設計では、このような要素が考慮される。さらに、メッシュをペイントすると、風化から材料を保護することができる。白いペンキはトラフ表面からの太陽光を反射し、それによって構造の熱変形を最小限に抑える。トラフ反射器の構築に使用される材料および方法は、第１のレーダのコストを下げるのに役立つことができる。図１２に示されるように、第１のトラフ反射器１０８は、一群の較正アンテナ１４６を含むことができることに留意されたい。これらのアンテナ１４６がどのように使用されるかは、以下でさらに説明される。
図９に示されるように、第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１のラインに形成される（または配列される）。第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１のラインにおいて、定義された領域１００内に配置される。第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１のトラフ反射器１０８を介して信号のセット（例えば、無線）を送信し、第１のトラフ反射器１０８を介した信号のセットに基づく反射のセットを受信するように、第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１のトラフ反射器１０８上に第１のフレーム１０６によって支持（例えば、上昇）される。例えば、図６に示されるように、第１の１Ｄ位相アレイ１１２が信号のセットをトラフ反射器１０８に向けて送信することができる反射パターン２００があり得、それは次に信号のセットを様々な方向に（例えば、垂直から）反射する。例えば、信号のセットと反射のセットは、Ｖ字形（例えば、１１時、２時）で送受信できる。信号のセットが宇宙物体（例えば、低軌道物体、衛星、破片）で反射されると、反射のセットは、第１のトラフ反射器１０８を介して受信され、次いで、第１の１Ｄ位相アレイ１１２に向かって反射される。
第１のレーダ対１２０ａは、第２のフレーム１０６、第２のトラフ反射器１０８（放物線シリンダーアンテナ、放物線円筒アンテナ、または放物線トラフアンテナとも呼ばれる）、第２のキャットウォーク１１０、および第２の１Ｄ位相アレイ１１０を有する第２のレーダを含む。第２のフレーム１０６は、定義された領域１００内に配置される。第２のトラフ反射器１０８は、定義された領域１００内に配置され、第２のフレーム１０６に固定（例えば、締結され）され、第２の形状（例えば、Ｕ字形、Ｃ字形）、第２の縦方向の谷（例えば、図１、４、５のＺ次元延びる）、および第２のスケール（例えば、サイズ）を有する。例えば、第２のトラフ反射器１０８は、互いに直接隣接して配置された一群のパネル（例えば、金属、合金、鋼、メッシュ、グリッド）によって形成され、様々な信号（例えば、無線、光）を反射するように構成された上面を形成することができる。例えば、少なくともいくつかのパネルがその中に穴を有するメッシュパネルである場合（例えば、低コストに寄与する）、穴は、第２の１Ｄ位相アレイ１１０の動作波長よりも小さくなるようにサイズ決定され得る。例えば、小さな開口メッシュは、高い反射率および低い漏れを提供する。メッシュを介した信号の漏れにより、アンテナのバックローブおよびシステムの温度が増大する。アンテナバックローブとは、アンテナから主放射方向とは反対の方向にエネルギーが放射されることを指す。バックローブが増大すると、主方向に放射されるアンテナエネルギーが減少する。大口径メッシュは低コストで、軽量であり、風荷重が軽減されている。メッシュ開口の設計では、このような要素が考慮される。さらに、メッシュをペイントすると、風化から材料を保護することができる。白いペンキはトラフ表面からの太陽光を反射し、それによって構造の熱変形を最小限に抑える。トラフ反射器の構築に使用される材料および方法は、第１のレーダのコストを下げるのに役立つことができる。図１２に示されるように、第２のトラフ反射器１０８は、一群の較正アンテナ１４６を含むことができることに留意されたい。これらのアンテナ１４６がどのように使用されるかは、以下でさらに説明される。
第２のトラフ反射器１０８の第２の形状は、第１のトラフ反射器１０８の第１の形状と同一である。第２のトラフ反射器１０８の第２の縦方向の谷は、第１のトラフ反射器１０８の第１の縦方向の谷に平行である。しかしながら、第２のトラフ反射器１０８の第２のスケールは、第１のトラフ反射器１０８の第１のスケールよりも小さい（ただし、等しくても大きくてもよい）。例えば、第１のトラフ反射器１０８および第２のトラフ反射器１０８は、同一の形状および配向（および互いに離間）されているが、第２のトラフ反射器１０８は、第１のトラフ反射器１０６のより小さなバージョンである。このような構成は、様々な理由で技術的に有利である。例えば、そのような構成は、効率的な（ａ）宇宙物体の初期軌道の決定、（ｂ）宇宙物体への距離データの決定、（ｃ）宇宙物体に対するドップラーデータの決定、（ｄ）宇宙物体に対する角度データ、（ｅ）宇宙物体に対するレーダ干渉法のパフォーマンスなどを可能にする。例えば、１つ以上の伝送・受信アレイ１０８および１つ以上の受信・受信アレイ１０８が偏波を測定するか、または干渉法を実行して、標的の３Ｄ配置を取得することにより、衛星の測定を行うために一緒に動作するように構成できる１Ｄ放物線アレイ１０８のアレイ。
図９に示すように、第２の１Ｄ位相アレイ１１０は、第１のラインに平行な第２のラインを形成する（または第２のラインに配列される）。第２の１Ｄ位相アレイ１１０は、第２のラインにおいて、定義された領域１００内に配置される。第２の１Ｄ位相アレイ１１２は、第２の１Ｄ位相アレイ１１０が第２のトラフ反射器１０８を介して信号を送信しないように、第２のトラフ反射器１０８上で第２のフレーム１０６によって支持（例えば、上昇）される。しかしながら、第２の１Ｄ位相アレイ１１０は、第２のトラフ反射器１０８を介して信号のセットに基づく反射のセットを受信する。例えば、図６に示されるように、第１の１Ｄ位相アレイからの信号のセットが宇宙物体（例えば、低軌道物体、衛星、破片）で反射されると、反射パターン２００が存在し得、次に、反射のセットは、第２のトラフ反射器１０８を介して受信され、次いで、第２の１Ｄ位相アレイ１１２に向かって反射される。例えば、反射のセットはＶ字形（例えば、１１時、２時）で受信できる。このような構成は、様々な理由から技術的に有利である。例えば、そのような構成は、効率的な（ａ）宇宙物体の初期軌道の決定、（ｂ）宇宙物体への距離データの決定、（ｃ）宇宙物体に対するドップラーデータの決定、（ｄ）宇宙物体に対する角度データ、（ｅ）宇宙物体に対するレーダ干渉法のパフォーマンスなどを可能にする。例えば、１つ以上の伝送・受信アレイ１０８および１つ以上の受信・受信アレイ１０８が偏波を測定するか、または干渉法を実行して、標的の３Ｄ配置を取得することにより、衛星の測定を行うために一緒に動作するように構成できる１Ｄ放物線アレイ１０８のアレイ。
第１のレーダ（多対１の対応）に対して、第２のレーダが２つ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、数十、数百、数千）存在する可能性があることに留意されたい。これらの第２のレーダは、第１のトラフ反射器１０８の第１の縦方向の谷が第２のレーダの第２のトラフ反射器１０８の縦方向の谷のうちの少なくとも２つと平行であるか否かにかかわらず、定義された領域１００の内部または外部に配置することができる。これらの第２のレーダ（例えば、トラフ反射器）が第１のレーダからどれだけ離れているか、または互いにどの程度離れているかは、信号周波数（例えば、焦点から約１５メートル）によって異なる。例えば、第２のレーダは、定義された領域１００内にランダムに分散することができるが、第１のレーダと第２のレーダのうちの少なくとも２つとの間、または第２のレーダのうちの少なくとも２つの間の距離が増加するにつれて、精度が向上し得る。
第１のレーダおよび第２のレーダの各々は、第１の脚１１０Ｌ、第２の脚１１０Ｌ、およびプラットフォーム１１０Ｐを有するそれぞれのキャットウォーク１１０を含む。第１の脚１１０Ｌは、定義された領域１００内の各々のフレーム１０６に固定される（例えば、組み立てられ、締結され、モノリシックである）。第１の脚１１０Ｌは、それぞれのトラフ反射器１０８上に延びる。第２の脚部１１０Ｌは、定義された領域１００内の各々のフレーム１０６に固定される（例えば、組み立てられ、締結され、モノリシックである）。第２の脚１１０Ｌは、それぞれのトラフ反射器１０８上に延びる。プラットフォーム１１０Ｐは、定義された領域１００内で第１の脚１１０Ｌおよび第２の脚１１１０Ｌに固定される（例えば、組み立てられ、締結され、モノリシックである）。プラットフォーム１１０Ｐは、それぞれの縦方向の谷（上または上ではない）に沿ってそれぞれのトラフ反射器１０８上に延び、それぞれの１Ｄ位相アレイ１１２を収容する（例えば、支持する）。第１のレーダのプラットフォーム１１０Ｐは、第２のレーダのプラットフォーム１１０Ｐと平行に延びることができる。各々のキャットウォーク１１０に物理的にアクセスするために、パッド１０４とプラットフォーム１１０Ｐとの間にまたがるそれぞれのはしごがあることに留意されたい。
図１、３、４、５、９に示されるように、キャットウォーク１１０は、プラットフォーム１１０Ｐがそれぞれのトラフ反射器１０８上に延びるように直立したＡ字形にすることができる。しかしながら、図１２に示すように、キャットウォーク１１０は、傾斜したＶ字形または傾斜したＡ字形にすることができる。キャットウォーク１１０がどのように成形されるかに関係なく、第１の１Ｄ位相アレイ１１２を支持するキャットウォーク１１０は、第２の１Ｄ位相アレイ１１２を支持するキャットウォーク１１０と構造的に同一であり得るが、より大きなスケール（第２から第１のスケールアップ）である。同様に、第１のレーダは、第２のレーダよりも比例して大きな焦点を持っている。例えば、図３に示すように、第１のレーダの焦点は４メートルであるが、第２のレーダの焦点は２メートルである（５０％スケールダウン）。同様に、図３に示されるように、第１のトラフ反射器１０８および第２のトラフ反射器１０８は、中央に整列される。
図８に示されるように、第１の１Ｄ位相アレイ１１２または第２の１Ｄ位相アレイ１１２は、ハウジング３００のセットを含むことができる。そのような構成では、これらのハウジング３００は、（図１、５、９に示されるように）それぞれのトラフ反射器１０８上で互いに直接隣接して（例えば、並んで）それぞれのプラットフォーム１１０Ｐ上に配置することができる。各ハウジング３００は、その各々のハウジング３００上に一列に配列され、それぞれのトラフ反射器１０８に面するアンテナ要素３０２（例えば、パッチアンテナ）のセットを含むことができる。例えば、各ハウジング３００または各アンテナ要素３０２は、互いに独立しているか、または互いに依存しているかにかかわらず、異なる方向に同時にビームを送るように電子的に操縦することができる。
図２、１０、１１に示されるように、定義された領域１００は、ユーザ（例えば、技術者）が入って、そこをナビゲートし、かつ出て行くためのサイズの内部領域を有するコンテナ１１８を含む。例えば、コンテナには、輸送コンテナ、インターモーダルコンテナ、建物、テント、キャビン、ブース、トラック、バン、バス、または他の固定または移動構造（例えば、陸上、空中、海上）を含めることができる。例えば、コンテナ１１８は、牽引可能であるか、トラックのベッド上に配置可能であるか、またはクレーンによって持ち上げ可能であるか、または現場で組み立てられることができる。コンテナ１１８は、（例えば、雨、雪、風、または砂漠の環境において）耐候性があり得、様々な気候制御機構（例えば、空調、通気口、加湿器、除湿器）を有することができる。コンテナ１１８は、電力線、再生可能エネルギー源、発電機から電力を受信することができ、または電池式であることができ、これらのいずれも、定義された領域１００の内部または外部にかかわらず、コンテナ１１８のローカルまたはリモートにあることができる。コンテナ１１８は、レーダ対１２０ａおよび１２０ｂとの信号干渉を回避するプラスチック、金属、布、ゴム、木材、合金、または他の適切な材料を含むことができる。コンテナ１１８は、パッド１０４上に載っているが、パッド１０４から離れて配置されることがある。コンテナ１１８は、第１のフレーム１０６、第１のトラフ反射器１０８、第１の１Ｄ位相アレイ１１２、第２のフレーム１０６、第２のトラフ反射器１０８、および第２の１Ｄ位相アレイ１１２から離れて（例えば、物理的接触を避けて）離間している。
図１０～１１に示すように、第１のレーダおよび第２のレーダを操作するために、コンテナ１１８は、運行管理センターとして動作し、内部領域内に配置されたロジック（例えば、回路、プロセッサ、メモリ、伝送機、受信機、信号スプリッタ）を含む。ロジックは、ロジックが第１の１Ｄ位相アレイおよび第２の１Ｄ位相アレイを制御するように、第１の１Ｄ位相アレイおよび第２の１Ｄ位相アレイと通信する。ロジックは、コンテナ１１８内に配置されたプロセッサ１３４（例えば、サーバ、ＧＰＵ、アクセラレータカード）、コンテナ１１８内に配置された伝送機１３８、コンテナ１１８内に配置された無線周波数（ＲＦ）受信機１３６のセット、およびコンテナ１１８内に配置されたネットワークインターフェース１４０（例えば、ＲＦファイバインターフェース）を含む。伝送機１３８およびＲＦ受信機１３８のセットは、コンテナ１１８内で、プロセッサ１３４とネットワークインターフェース１４０との間に通信可能に配置される（例えば、挿入される）。
図１１に示されるように、第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、信号のセットを第１のトラフ反射器１０８に送信するので、プロセッサ１３４は、これらの信号がどのように生成および送信されるかを制御する。したがって、コンテナ１１８の外部（または内部）には、プロセッサ１３４によって最初に送信された際に、ネットワークインターフェース１４０からデータを受信し、アンテナ３０２による伝送のためにハウジング３００間で分配するためにこのデータを分割する信号スプリッタ１４２が存在する。したがって、信号スプリッタ１４２は、ロジック（例えば、プロセッサ１３４、伝送機１３８、ネットワークインターフェース１４０）および第１の１Ｄ位相アレイ１１２（例えば、ハウジング３００）に（例えば、電気的に、通信可能に）結合され、その結果、信号のセットは、信号スプリッタがロジックからデータのセットを受信し、第１の１Ｄ位相アレイのハウジング３００に分配するためにデータのセットを分割することに基づいて生成される。しかしながら、第１の１Ｄ位相アレイ１１２および第２の１Ｄ位相アレイ１１２の各々は、信号のセットに基づいて宇宙物体からの反射を受信するので、コンテナ１１８の外部（または内部）の信号コンバイナ１４４のグループが存在する。信号コンバイナ１４４のグループは、宇宙物体からの反射のセットを結合し、ネットワークインターフェース１４０およびＲＦ受信機１３６を介してそれらをプロセッサ１３４に送信する。プロセッサ１３４は、データを伝送機１３８に送信し、各ＲＦ受信機１３６からデータを受信することに留意されたい。同様に、伝送機１３８は、ネットワークインターフェース１４０にデータを送信することに留意されたい。同様に、各ＲＦ受信機１３６は、ネットワークインターフェース１４０からデータを受信することに留意されたい。さらに、ネットワークインターフェース１４０は、データを信号スプリッタ１４２に送信し、コンバイナ１４４からデータを受信することに留意されたい。さらに、スプリッタ１４２はハウジング３００にデータを送信し、コンバイナ１４４はハウジング３００からデータを受信することに留意されたい。
第１の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１の円偏光に基づいて第１のトラフ反射器１０８を介して信号のセットを送信し、第２の円偏光に基づいて第１のトラフ反射器１０８を介して反射のセットを受信する。第１の円偏光は、第２の円偏光と同じではない（例えば、象限のオフセット）。第１の円偏光は、第２の円偏光と反対にすることができる。しかしながら、第２の１Ｄ位相アレイ１１２は、第１の円偏光および第２の円偏光に基づいて、第２のトラフ反射器１０８を介して反射のセットを受信する。
図８に示されるように、ハウジング３００の各々は、（例えば、雨、雪、風、または砂漠の環境において）耐候性であり、本明細書に開示されるように、第１のレーダおよび第２のレーダの信号干渉を回避する。さらに、ハウジング３００の各々は、そこ（例えば、上面、側面）から外向きに延びる一群のケーブル／コード３１０を有する。ケーブル／コード３１０は、本明細書に開示されるように、様々な送信／受信信号動作の両方を可能にするために、コンテナ１１８（例えば、プロセッサ１３４）のロジックに通信可能に結合し、電力を提供する。さらに、ハウジング３００の各々は、Ｌ字形またはＴ字形を形成するように互いに配列された第１のプレート３０４および第２のプレート３０６を有する。第１のプレート３０４は、その上に線形に配列されたアンテナ３０２（例えば、パッチアンテナ）を収容する。本明細書に開示されるように、第１のプレート３０４は、送信／伝送時にそれぞれのトラフ反射器１０８に面する。第２のプレート３０６は、それぞれのハウジング３００内に延在し、アンテナ３０２を駆動／電力供給する様々な回路を収容する。したがって、アンテナ３０２がそれぞれのトラフ反射器１０８に向かって伝送しているとき、プレート３０６は、それぞれのハウジング３００へのその延びのために、外部からは見えない。また、ハウジング３００の各々は、そこ（要素的アンテナ）から外向きに延びるアンテナ３０８を含む。アンテナ３０８は、プレート３０４上に配置されていないが、そこから（例えば、約２インチ以内）離間している。アンテナ３０８は、本明細書に開示されるように、第１のレーダまたは第２のレーダの各々を較正するように構成されている。
図１、２、５、７、１０、１３に示されるように、定義された領域１００は、第１の対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂを含む。第２のレーダ対１２０ｂは、レーダ対１２０ａと（例えば、形状、材料、動作において）類似または同一である。例えば、第２のレーダ対１２０ｂは、第３のレーダおよび第４のレーダを有する。第３のレーダは、第３のフレーム１０６、第３のトラフ反射器１０８（放物線円筒アンテナ、放物線円筒アンテナ、または放物線トラフアンテナとも呼ばれる）、および第３の１Ｄ位相アレイ１１２を有する。第３のフレーム１０６は、定義された領域１００内に配置される。第３のトラフ反射器１０８は、定義された領域１００内に配置され、第３のフレーム１０６に固定され、第３の形状、第３の縦方向の谷、および第３のスケールを有する。第１のレーダ対１２０ａと同様に、第３の１Ｄ位相アレイ１１２は、定義された領域１００内に配置され、第３のトラフ反射器１０８上の第３のフレーム１０６によって支持され、その結果、第３の１Ｄ位相アレイ１１２は、第３のトラフ反射器１０８を介して信号のセットを送信し、第３のトラフ反射器１０８を介した信号のセットに基づいて宇宙物体からの反射のセットを受信する。同様に、第４のレーダは、第４のフレーム１０６、第４のトラフ反射器１０８（放物線シリンダーアンテナ、放物線円筒アンテナ、または放物線トラフアンテナとも呼ばれる）、および第４の１Ｄ位相アレイ１１２を含む。第４のフレーム１０６は、定義された領域１００内に配置される。第４のトラフ反射器１０８は、定義された領域１００内に配置され、第４のフレーム１０６に固定され、第４の形状、第４の縦方向の谷、および第４のスケールを有する。第１のレーダ対１２０ａと同様に、第４の形状は第３の形状であり、第４の縦方向の谷は第３の縦方向の谷と平行に延び、第４のスケールは第３のスケールよりも小さい。第４の１Ｄ位相アレイ１１２は、定義された領域１００内に配置される。第１のレーダ対１２０ａと同様に、第４の１Ｄ位相アレイ１１２は、第４のトラフ反射器１０８上に第４のフレーム１０６によって支持され、その結果、第４の１Ｄ位相アレイ１１２は、第４のトラフ反射器１０８を介して信号を送信せず、第４のトラフ反射器１０８を介した信号のセットに基づいて宇宙物体からの反射のセットを受信する。
しかしながら、図１、２、５、１０、１３に示されるように、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂは、空の異なる（例えば、反対）側（例えば、異なる視野）に向けられていることに留意されたい。この構成は、様々な手法で達成することができる。例えば、この構成は、第１のレーダ対１２０ａの第２のトラフ反射器１０８が、第１のレーダ対１２０ａの第１のトラフ反射器１０８と第２のレーダ対１２０ｂの第４のトラフ反射器１０８との間に配置されるときに達成することができる。同様に、この構成は、第２のレーダ対１２０ｂの第４のトラフ反射器１０８が、第１のレーダ対１２０ａの第２のトラフ反射器１０８と第２のレーダ対１２０ｂの第３のトラフ反射器１０８との間に配置されるときに達成することができる。同様に、この構成は、第１のレーダ対１２０ａの第２のレーダおよび第２のレーダ対１２０ｂの第４のレーダが、第１のレーダ対１２０ａの第１のレーダと第２のレーダ対１２０ａの第３のレーダとの間に配置されるときに達成することができる。さらに、この構成は、Ｒｘ／ＲｘレーダがＴｘ／Ｒｘレーダの間に配置されているときに達成することができる。その結果、第１の１Ｄ位相アレイおよび第２の１Ｄ位相アレイによって受信された宇宙物体からの反射のセットが第１の視野を形成し、第３の１Ｄ位相アレイおよび第４の１Ｄ位相アレイによって受信された反射のセットが第２の視野を形成し、ここで、第１の視野は、第２の視野（様々な空の領域のカバレッジ）と重ならない。この構成は、様々な理由で技術的に有利である。例えば、プロセッサ１３４が第１の１Ｄ位相アレイ１１２、第２の１Ｄ位相アレイ１１２、第３の１Ｄ位相アレイ１１２、および第４の１Ｄ位相アレイ１１２と通信している場合、プロセッサ１３４は、軌道上を移動する宇宙物体が、定義された領域１００内から、定義された領域１００上の単一のパスで少なくとも２回検出することができるように、第１の視野（第１のレーダ対１２０ａ）および第２の視野（第２のレーダ対１２０ｂ）内の軌道上を移動する宇宙物体を追跡するようにプログラムすることができる。例えば、１Ｄ位相アレイ運行管理センター（ＯＣＣ）インターフェースがあり得る。特に、レーダサイト１００は、放物線トラフ反射器１０８を照らす１Ｄ位相アレイ１１２レーダの対を含む。トラフ反射器１０８は、各々、８つの伝送－受信アンテナ要素を有することができる八腕部（ｏｃｔｏｐｏｄ）３００で構成されている。ＴｘＲｘトラフ１０８（大）は伝送および受信を行うものであり、ＲｘＲｘトラフ１０８（小）は受信のみを行うものである。ＴｘＲｘトラフ１０８は、単一の（ただし反対の）偏波で伝送して受信するが、ＲｘＲｘトラフ１０８は、両方の偏波を受信する。トラフ１０８は、ＯＣＣ１１８から管理される。ＯＣＣ１１８は、デジタルトランシーバーを使用して生成された伝送信号をサーバ上で生成する。伝送信号は、ファイバを介して（例えば、ファイバを介したＲＦ）、すべての八腕部３００に給電する６４方向（またはそれより少ないまたは多い）のスプリッタに送信される。受信時に、八腕部３０はバッチ８（またはそれより少ないまたは多い）にグループ化され、受動光技法を使用して組み合わされる。受信された信号は、ＯＣＣにおいてＲＦに変換され、サーバアレイ１３４に送信され、処理される。同様に、ＲｘＲｘトラフ１０８の場合、受信機信号は、ＯＣＣ１１８にルーティングされる。
第１のレーダ対１２０ａおよび第２の対１２０ｂに関して、第２の縦方向の谷は、第４の縦方向の谷に平行に延びることができ、または第１の縦方向の谷は、第３の縦方向の谷に平行に延びることができる。しかしながら、この構成は、第２の縦方向の谷が第４の縦方向の谷と平行に伸びていない場合、または第１の縦方向の谷が第３の縦方向の谷と平行に伸びていない場合に異なる可能性があることに留意されたい。
図１１～３１に示されるように、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂを有する定義された領域１００の別の技術的利点は、宇宙物体の初期軌道を決定する際に現れる。特に、プロセッサ１３０は、第１の１Ｄ位相アレイ１１２、第２の１Ｄ位相アレイ１１２、第３の１Ｄ位相アレイ１１２、および第４の１Ｄ位相アレイ１１２と通信することができる。したがって、図１５～２０に示すように、プロセッサ１３４は、第１のトラフ反射器１０８および第２のトラフ反射器１０８によって受信される際、宇宙物体からの反射のセットに基づいて第１の１Ｄ位相アレイ１１２および第２の１Ｄ位相アレイ１１２に、第１の視野内の宇宙物体を検出させるようにプログラムすることができる。図１３に示されるように、これは、第１のレーダ対１２０ａの第１の視野（１Ｄ）と交差する宇宙物体（例えば、衛星）の軌道に基づいて行う。次に、図１５～２０に示されるように、プロセッサ１３４は、この反射のセットに基づいて、宇宙物体の初期軌道（例えば、軌道データ）を決定することができる。例えば、これは、第１のトラフ反射器１０８から第１のトラックレットおよび第２のトラフ反射器１０８から第２のトラックレットを取得することと、第１のトラックレットおよび第２のトラックレットの各々から最良の候補（例えば、動的測定フィッタ）を選択することと、次に、最良のトラックレットに基づいて初期軌道を推測することとに基づいて行われ得る。
初期軌道は、様々な理由で決定できる。例えば、初期軌道は、宇宙物体がプロセッサ（例えば、Ａｍａｚｏｎクラウドコンピューティングインスタンス）から離れたデータベース（例えば、リレーショナル、インメモリ、Ｎｏ－ＳＱＬ、グラフィカル、クラウド）内のレコード（例えば、新しい宇宙物体）のセットのレコードにリストされないときに決定でき、ここで、レコードのセットは、宇宙物体以外の宇宙物体のセットに対応する。例えば、初期軌道は、プロセッサ（例えば、Ａｍａｚｏｎクラウドコンピューティングインスタンス）から離れたデータベース（例えば、リレーショナル、インメモリ、Ｎｏ－ＳＱＬ、グラフィカル、クラウド）のレコードにレコードされた宇宙物体が、所定の期間、宇宙物体に対応する軌道パラメータ（例えば、速度、高さ、現在の配置、予想される配置）がない（例えば、宇宙物体のデータが古い、所定の期間の測定なしで、または最小の測定で、既知の宇宙物体の軌道を再初期化する必要がある）ときに決定できる。
初期軌道が決定される理由に関係なく、プロセッサ１３４は、宇宙物体の初期軌道が決定された後に、第３の１Ｄ位相アレイ１１２および第４の１Ｄ位相アレイ１１２のスケジュールを作成して、宇宙物体を検出することができる。例えば、スケジュールは、第２のレーダ対１２０ｂの宇宙物体の日付、時刻、および配置の期待値を含むことができる。次に、プロセッサ１３４は、スケジュールに従って第３のトラフ反射器１０８および第４のトラフ反射器１０８によって受信された際の宇宙物体からの反射のセットに基づいて、第３の１Ｄ位相アレイ１１２および第４の１Ｄ位相アレイ１１２に第２の視野内の宇宙物体を検出させることができる。これは、第２のレーダ対１２０ｂの第２の視野（１Ｄ）と交差する宇宙物体（例えば、衛星）の軌道に基づいて行われる。次に、プロセッサ１３４は、スケジュールに従って第２の反射のセットに基づいて、第２の視野内で検出されている宇宙物体に応答する初期軌道に関連するアクションを取ることができる。そのようなアクションのいくつかは、新しい軌道（例えば、軌道データ）が形成されるように初期軌道を変更すること、初期軌道をそのまま維持すること、初期軌道に基づいて新しい軌道（例えば、軌道データ）を作成することなどを含み得る。軌道上を移動する宇宙物体は、定義された領域１００内から、定義された領域１００上の単一のパスで少なくとも２回検出され得るので、プロセッサ１３４は、待ち時間を最小化し、リアルタイム処理を促進するために、定義された領域１００内に位置するべきであることに留意されたい。なぜなら、宇宙物体が第１のレーダ対１２０ａによって検出されてから、宇宙物体が第２のレーダ対１２０ｂによって検出されるようにスケジュールされるときとの間に短い期間（例えば、秒、数十秒）があり得るからである。
例えば、複数のトラフ１０８に基づく初期軌道決定を行うことができる。特に、ユーザ（例えば、技術者、衛星オペレーター、保険会社）は、カタログ化されていない（例えば、カタログ化された宇宙物体のデータベースに含まれていない）様々な宇宙物体（例えば、衛星）を、単一のレーダサイト１１０で検出し、初期軌道決定を形成できることを望み得、ユーザは、それらの宇宙物体の知識保管を維持し、それらの宇宙物体のデータをカタログ（例えば、データベース）に追加できるようになる。したがって、標的（例えば、衛星）は、本明細書に開示されるように、第１のトラフ１０８または第１の対のトラフ１０８で検出することができ、ここで、少なくともいくつかの測定は、一連の範囲、ドップラー、および角度の測定を含む。次に、これらの測定値を使用して初期軌道が形成される（これは比較的迅速にまたはリアルタイムで実行する必要がある）。次に、標的が第２のトラフ１０８または第２の対のトラフ１０８をいつどこで横切るかについての予測が行われる。次に、第２のトラフ１０８または第２の対のトラフ１０８が、標的を検出するようにスケジュールされる。第２のトラフ１０８または第２の対のトラフ１０８を通過することは、第１のトラフ１０８または第１の対のトラフ１０８での検出後数十秒である可能性があるので、これは比較的迅速またはリアルタイムで行われるべきである。次に、スケジュールに基づいて、第２のトラフ１０８または第２の対のトラフ１０８で検出が行われる。次に、データが組み合わされて初期軌道決定が形成され、その後、レーダサイト１００と類似しているか類似していないかにかかわらず、他のレーダサイトでのフォローアップに使用することができる。
図２２～３１に示すように、初期軌道の決定を可能にするソフトウェアアーキテクチャに関しては、スクリプト（例えば、Ｐｙｔｈｏｎ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ）のグループがあり得、ここで、これらのスクリプトの１つが様々な環境機能（例えば、ファイルパス、基本設定、入力／出力ライブラリ宣言、関数呼び出し）を実行し、これらのスクリプトの別の１つは、バックエンドで様々な動作（例えば、時間形式の変換、軌道式の変換、コスト関数の最小化、残差計算）を実行する。
図２３に示されるように、スクリプトのグループは、構成ファイルからのデータと、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂの各々のトラックレットからのデータを受信するモジュール内に含まれる。トラックレットからのデータは、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂの各々によって供給されるプリプロセッサから供給される。モジュール内では、スクリプトは相互に双方向に通信する。例えば、一部の測定値および適合した測定値対は、スクリプト（環境関数）の１つから送信できる。同様に、いくつかの適合したパラメータ、Ｌａｍｂｅｒｔソルバーからのデータ、および適合した初期軌道のデータは、スクリプト（バックエンド）の１つから送信できる。これらの動作がどのように行われるかを図２４～３１に示す。
図３２～３３に示されるように、レーダ対１２０ａまたはレーダ対１２０ｂを有することの別の技術的利点は、レーダ干渉法を実行する際に現れる。特に、プロセッサ１３４は、第１の１Ｄ位相アレイ１１２（または第３の１Ｄ位相アレイ１１２）および第２の１Ｄ位相アレイ１１２（または第４の１Ｄ位相アレイ１１２）と通信することができる。次に、プロセッサは、第１の１Ｄ位相アレイ１１２が、宇宙物体に向けて第１のトラフ反射器１０８（または第３のトラフ反射器１０８）を介して信号のセットを送信することと、第１のトラフ反射器１０８（または第３のトラフ反射器１０８）を介した第１の１Ｄ位相アレイ１１２（または第３の１Ｄ位相アレイ１１２）によって、および第２のトラフ反射器１０８（または第４のトラフ反射器１０８）を介した第２の１Ｄ位相アレイ１１２（または第４の１Ｄ位相アレイ１１２）によって宇宙物体からの反射のセットを受信することとに基づいて、検出された宇宙物体に対してレーダ干渉法を実行するようにプログラムすることができる。レーダ干渉法には、独立したデータチャネルのセットから形成された時系列セットを、最適な範囲、半径方向の速度、半径方向の加速度、およびｘ／ｙオフセット配置に変換することが含まれ得る。
本明細書に開示されるように、第１のレーダ対１２０ａまたは第２のレーダ対１２０ｂを使用することにより、様々な干渉計メトリックの少なくともいくらかのキャプチャが可能になり、それぞれのトラフ反射器１０８によって反射されたそれぞれの１Ｄ位相アレイからビーム内の標的（例えば、宇宙物体、衛星）の位置を高精度で決定する。図３２は、受信チャネルのサンプル構成を示す。ここでは、ＴｘＲｘトラフ反射器１０８（大）が４つのグループ（黒のドット）にサブデジタル化されている。ＲｘＲｘトラフ反射器１０８（小）には単一のチャネル（青のドット）があることに留意されたい。ＲｘＲｘトラフ反射器１０８は、ＴｘＲｘトラフ反射器１０８から垂直な方向に分離されており、そのような配置は、ｙ方向における標的の配置に対する感度を提供する独自の干渉ベースラインを提供する。ＴｘＲｘトラフ反射器１０８の開口のサブサンプリングは、ｘ方向における標的の配置に対する感度を提供する。
トラフ反射器１０８の分離は、標的位置の明確な画像を作成するために選択される。トラフ反射器１０８が離れすぎている場合、解像度は増加するが、格子ローブは、標的位置に曖昧さを提供するであろう。より多くのＲｘＲｘトラフ反射器１０８を追加することにより、より高い精度と明確な配置情報の両方を達成することが可能になる。
図３３に示されるように、サブチャネルからのデータは、ビーム内の標的配置の干渉計推定を形成するために組み合わされる。概して、主な目標は、いくつかの独立したデータチャネルからの単一の時系列セットを、最適な範囲、半径方向の速度、半径方向の加速度、および（公称ビーム中心に対する）ｘ／ｙオフセット配置に変換することである。また、チャネルごとの位相残差とチャネルごとの最適な信号レベルも生成される。チャネルごとの値は、位相較正の評価と更新に役立つ。
図３２～３３に示すように、プロセスへの重要な入力は、標的の初期検出である。標的データは、標準の（非干渉）検出アプローチによって識別される。標的データは、忠実度の高い状態ベクトルによって提供することもできる。入力には範囲と半径方向の速度の推定値が含まれるため、これらの次元を広範囲に検索する必要はない。これらの値のいくらかのソースには、以前に実行されたコヒーレントもしくはインコヒーレント処理、または忠実度の高い状態ベクトルが含まれる。例えば、入力範囲／ドップラー値の誤差は、それぞれ、１ｋｍおよび１００ｍ／ｓ未満である必要があるが、これは必要に応じて変化する可能性がある。
図３３に示されるように、プロセッサ１３４（例えば、干渉計プロセッサ）は、時系列を公称半径方向速度および加速度と混合するようにプログラムすることができる。次に、プロセッサ１３４は、関心の範囲を復調することができる。必要に応じて変更することもできるが、関心の範囲の数は約１ｋｍよりも小さいと想定されていることに留意されたい。次に、プロセッサ１３４は、データをフィルタリング／ダウンサンプリングすることができる。関心のある範囲と半径方向の速度の数が少ないため、これがこのモジュールの唯一のダウンサンプルステージであることに留意されたい。次に、プロセッサは範囲内で補間を実行できる。次に、プロセッサ１３４は、各チャネルの複素フーリエスペクトルを計算することができる。次に、プロセッサ１３４は、範囲／速度／加速度に適合して補間し、最適な複雑な可視性を形成することができる。次に、プロセッサは可視性を２Ｄ ＵＶグリッドにリサンプリングし、合成画像に変換できる。次に、プロセッサ１３４は、合成画像内のピーク信号を識別して、標的の最適な配置を見つけることができる。次に、プロセッサ１３４は、点源の標的配置および想定を使用して、自己較正によって個々のチャネル位相誤差を見つけることができる。
例えば、本明細書に開示されるように、本開示は、宇宙物体を追跡するためのレーダの設計を開示する。レーダは、複数の反射器１０８を含むことができ、それらの各々は、Ｓバンド周波数範囲で公称動作することができる１Ｄ位相アレイフィード１１２によって照らすことができる。反射器１０８は対になって来ることができ、一方は伝送および受信することが可能であり（第１のレーダ）、他方は受信のみが可能である（第２のレーダ）。この組み合わせにより、視野（ＦＯＶ）を通過する宇宙物体の距離、距離速度（例えば、ドップラー）、および二次元角度を測定できる。後者は、レーダ干渉法の方法を使用できる。例えば、インスタンス化は、所与のサイト（例えば、定義された、ゾーン化された、または囲まれた領域１００内）上の少なくとも２対の反射器１０８を含むことができる。一方の対１２０ａは、一方向に設定された角度（例えば、垂直から２０度ずれている）に向けられているか、または方向付けられており、他方の対１２０ｂは、反対方向とすることができる別の方向に設定された角度（例えば、垂直から２０度ずれている）に向けられているか、または方向付けられている。この組み合わせにより、宇宙物体がＦＯＶを横切るときに、サイト上の１回のパスで複数の点で宇宙物体を測定し、それを使用して宇宙物体の初期軌道決定（ＩＯＤ）を構築できる。図１～３９はいくつかの寸法、配向、およびパラメータを示すが、これらの寸法、配向、およびパラメータは例示であり、必要に応じて、大きくても小さくても、変化する可能性があることに留意されたい。
図１～３９に示されるように、レーダ追跡システムのためのサイトレベルの設計１００は、レーダトラフ１０８の対を含むことができる。レーダトラフ１０８は、八腕部と呼ばれる電子ボックス３００（あるいはハウジングまたはコンテナ）のアレイを含むことができる。各トラフ１０８は、宇宙物体の距離、距離速度（例えば、ドップラー）、および角度の正確な測定を可能にする。さらに、レーダ追跡システムは、単一のトラフ内の八脚部３００のグループをデジタル化することによって標的（例えば、宇宙物体）に対する角度を推定する方法と、Ｒｘ／Ｒｘトラフを使用することによって標的に対する第２の角度を推定して、それらを組み合わせて、レーダビーム内の標的の配置を正確に推定する方法と、を可能にすることができる。また、レーダ追跡システムは、較正測定システムを可能にする。
図１～３９に示すように、サイト設計は、２つの（またはそれより多いか少ない）大きな反射器１０８（Ｔｘ／Ｒｘ反射器）、２つの（またはそれより多いか少ない）小さな反射器１０８（Ｒｘ／Ｒｘ反射器）、運行管理センター１１８（例えば、輸送コンテナまたは別のエンクロージャ内）、およびケーブル／発電所／接地／インターネット／フェンシングなどを含むことができる。反射器１０８は対、すなわち、１つの大きなＴｘ／Ｒｘ反射器１０８およびより小さなＲｘ／Ｒｘ反射器１０８で来ることができる。Ｔｘ／Ｒｘ反射器１０８は、一方の円偏光を伝送し、他方を受信することができる。Ｒｘ／Ｒｘ反射器１０８は、両方の偏光を受信することができる。Ｔｘ／Ｒｘシステムは、干渉角度の測定を行うために４つの（またはそれより多いか少ない）セグメントに分割できる（図３の上／下）。Ｒｘ／Ｒｘシステムは、他の次元での角度の測定を可能にする（図３の左／右）
図１～３９に示されるように、反射器１０８は、鋼ビームフレーム１０６（あるいは別の材料または別の金属もしくは合金）と、反射器に取り付けられた（例えば、固定、接着、嵌合、インターロック、接着している）複数のアルミニウム（あるいは別の材料または別の金属もしくは別の合金）メッシュパネルと、フォーカスゾーンへのアクセスを提供するキャットウォーク１１０と、メッシュパネルを照らすフォーカスゾーンでの伝送・受信電子機器３００（八腕部）と、を含むことができる。
反射器１０８は、放物線トラフ、すなわち、円筒放物面であり得、垂直から特定の角度（例えば、２０度）に向くように設計され得るが、焦点アレイは、反射器１０８が収容されている地面、パッド、車両（例えば、陸上、海上、空中）、またはプラットフォームに真っ直ぐ下を向くように配向されている。特定の角度は約２０度に制限されないが、垂直であろうと非垂直であろうと（例えば、約０度から約９０度の間）、より大きくまたはより小さくなり得ることに留意されたい。
位相アレイレーダを効果的に動作させるためには、いくつか、それぞれ、多く、ほとんど、またはすべてのパスの電子的およびケーブル位相遅延を正確に較正する必要がある場合がある。この信号較正は、いくつかの手法で行うことができる。信号較正の１つの手法は、いくつか、多く、ほとんど、またはすべての八腕部３００がその上に較正アンテナ３０８があることを有する。八腕部３００の様々なスイッチは、そのアンテナ３０８から伝送して要素３０２で受信し、要素３０２で伝送してそのアンテナ３０８で受信し、１つの八腕部３００から別の八腕部３００に伝送することを可能にする。さらに、ＲＦチェーンの様々な部分で信号をループさせて、位相を測定および較正することができる。信号較正の別の手法は、反射器１０８の表面に埋め込まれたいくつかのアンテナ１４６を有する。その較正アンテナ１４６から伝送して八腕部要素３００において受信するか、または八腕部３００から伝送して較正アンテナ１４６において受信して、位相および振幅を測定することができる。位相アレイの理論モデルと組み合わせたこの構成／技法を使用して、位相アレイを較正できる。信号較正のさらに別の手法では、アレイの最大８つの要素の遠方界に較正アンテナを有するが、多かれ少なかれ可能である。したがって、較正アンテナを使用して、八腕部３００のビームパターンまたは八腕部３００の重なり合う要素を測定することができる。ゲインパターンの理論モデルに最適になるようにビームパターンを調整する適応ビームフォーミングアプローチを実装できる。このアプローチでは、結果のパターンの位相ではなく、信号強度のみを利用できる。
所与のサイトには、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、数十、数百、数千、またはそれらの間の中間値全体を含むより多い数など、反射器１０８の多くの（２より多い）対が存在し得る。さらに、所与のＴｘ／Ｒｘトラフに対して複数のＲｘ／Ｒｘトラフ１０８が存在し得る（例えば、多対１の対応）。例えば、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、数十、数百、数千、またはそれらの間の中間値全体を含むより多い数が存在し得る。これらのＲｘ／Ｒｘ１０８は、所望の角度に応じて、フィート、ヤード、またはマイル離れているかどうかにかかわらず、所与のＴｘ／Ｒｘ１０８に隣接して、またはその周囲に配置することができる。これらのＲｘ／Ｒｘ１０８はまた、順々にまたは連続的に、一列に（例えば、トレイン方式）、またはＴｘ／Ｒｘに対して閉じた形状（例えば、Ｏ、Ｄ、Ｐ）または開いた形状（例えば、Ｕ、Ｃ、Ｊ、Ｓ、Ｌ）に配置することができる。
図１～３９に示されるように、フレーム１０６と、フレーム１０６を介して支持された反射器１０８と、反射器１０８上に延びるキャットウォーク１１０と、キャットウォーク１１０を介して支持され、宇宙物体を追跡できるように反射器１０８に方向付けられた位相アレイ１１２と、を備える、システムがあり得る。フレーム１０６は、土の体積１０２または地面を介して支持することができる。フレーム１０６は、車両（例えば、陸上、海上、空中）を介して支持することができる。フレーム１０６は、水域プラットフォームの任意の本体を含む、海プラットフォームを介して支持することができる。位相アレイ１１２は、１Ｄ位相アレイである。位相アレイ１１２は、Ｓバンド周波数範囲で動作することができる。位相アレイ１１２は、地面に配向することができる。位相アレイ１１２は、反射器１０８を介して複数の第１の信号を伝送することができ、反射器１０８を介して複数の第２の信号（例えば、反射）を受信することができる。位相アレイ１１２は、反射器１０８を介して信号を伝送することを回避することができ、それでも、反射器１０８を介して複数の信号（例えば、反射）を受信することができる。反射器１０８は、放物線トラフであり得る。反射器１０８は、円筒形放物面であり得る。位相アレイ１１２および反射器１０８は、位相アレイ１１２が複数の信号を反射器１０８に方向付け、反射器１０８が信号を非垂直角度で反射するように、配置することができる。非垂直角度は、約０度から９０度の間であり得、その範囲内で、約８０度未満、約７０度未満、約６０度未満、約５０度未満、約４０度未満、約３０度未満、約２５度未満、約５度よりも大きい、約１０度よりも大きい、約１５度よりも大きい、約１５度から約２５度の間、約２０度、またはその他とすることができる。位相アレイ１１２および反射器１０８は、位相アレイ１１２が複数の信号を反射器１０８に方向付け、反射器１０８が信号を垂直角度で反射するように配置することができる。パッド１０４は、フレーム１０６を支持することができる。パッド１０６は、反射器１０８がパッド１０６とキャットウォーク１１０との間に延びるように配置することができる。パッド１０６は、反射器１０８がパッド１０４と位相アレイ１１２との間に延びるように配置することができる。輸送コンテナ１１８は、位相アレイ１１２との制御通信におけるロジック（例えば、回路、ケーブル、スイッチ、増幅器、エンコーダ）のセットを含む。パッド１０４は、輸送コンテナ１１８を支持することができる。位相アレイ１１２は、円偏光を伝送することができる。位相アレイ１１２は、垂直軸に沿った干渉角の測定を可能にすることができ、ここで、干渉角は、宇宙物体に関連付けられている。位相アレイ１１２は、水平軸に沿った角度の測定を可能にすることができ、ここで、角度は、宇宙物体に関連付けられている。フレーム１０６またはキャットウォーク１１０は、金属または合金を含むことができる。反射器１０８は、複数のメッシュパネルを含むことができる。メッシュパネルの少なくとも１つは、金属または合金を含むことができる。キャットウォーク１１０または反射器１０８は、フレームに組み立てること（例えば、固定、嵌合、インターロック、接着すること）ができる。位相アレイ１１２は、互いに分離して別個である複数のハウジング３００を含むことができる。ハウジング３００は、キャットウォーク１１０に沿って縦方向および直線的に配置することができる。ハウジング３００の少なくとも１つは、互いに直線的に離間された複数のアンテナ３０２を収容することができる。アンテナ３０２の少なくとも１つは、パッチアンテナであり得る。ハウジング３００は、アンテナが線形にともに整列するようにキャットウォークに沿って配置することができる。ハウジング３００の少なくとも１つは、較正アンテナ３０８を収容することができる。ハウジング３００の少なくとも１つは、複数のパッチアンテナ３０２および複数のスイッチを収容することができる。ここで、スイッチは、（１）較正アンテナ３０８が第１の信号を伝送し、パッチアンテナ３０２の少なくとも１つが第２の信号を受信し、（２）パッチアンテナ３０２の少なくとも１つが第３の信号を伝送し、較正アンテナ３０８が第４の信号を受信するように、較正アンテナ３０８およびパッチアンテナ３０２に結合される。ハウジング３００のうちの少なくとも２つは、互いに少なくとも２つの信号を伝送することができる。ハウジング３００の少なくとも１つは、信号位相を測定または較正するために、無線周波数（ＲＦ）チェーンの様々な部分を通して信号をループさせる。反射器１０８は、表面を備えたトラフを含むことができ、アンテナ１４６をその表面に埋め込むことができる。アンテナ１４６は、信号の位相または信号の振幅のうちの少なくとも１つが測定されるように、信号を位相アレイ１１２に伝送することができる。位相アレイ１１２は、信号の位相または信号の振幅のうちの少なくとも１つが測定されるように、信号をアンテナ１４６に伝送することができる。キャットウォーク１１０は、Ａ字形の支柱を介して支持することができる。例えば、キャットウォーク１１０は、複数のＡ字形の柱の間にまたがることができる。キャットウォーク１１０は、Ａ字型ではない柱（例えば、Ｊ字型、Ｔ字型、Ｌ字型、Ｊ字型、Ｖ字型、Ｍ字型、Ｃ字型、Ｕ字型、Ｄ字型）を介して支持することができる。例えば、キャットウォーク１１０は、複数の柱の間にまたがることができる。形状に関係なく、柱には金属、合金、プラスチック、木材、ゴム、または他の材料を含めることができる。キャットウォーク１１０は、複数のライン（例えば、ロープ、ケーブル、チェーン）を介して反射器上に吊るすことができる。
図１～３９に示されるように、放射線反射器１０８と、第１のハウジング３００および第２のハウジング３００を含む位相アレイ１１２と、を備えるシステムがあり得る。第１のハウジング３００は、放物線反射器１０８に面する複数の第１のパッチアンテナ３０２を収容することができ、ここで、第１のパッチアンテナ３０２は、互いに直線的に離間している。第２のハウジング３００は、放物線反射器１０８に面する複数の第２のパッチアンテナ３０２を収容することができ、ここで、第２のパッチアンテナ３０２は、互いに直線的に離間している。第１のハウジング３００は、第１のパッチアンテナ３０２および第２のパッチアンテナ３０２が線形にともに整列され、放物線反射器１０８を介して複数の信号を受信するように、第２のハウジング３００に隣接して配置することができる。信号は複数の第１の信号であり、第１のハウジング３００は、第１のパッチアンテナ３０２および第２のパッチアンテナ３０２が線形にともに整列され、放物線反射器１０８を介して複数の第２の信号を伝送するように、第２のハウジング３００に隣接して配置される。位相アレイ１１２は、１Ｄ位相アレイであり得る。
図１～３９に示されるように、第１のフレーム１０６を含む第１のアセンブリと、第１のフレーム１０６を介して支持された第１の反射器１０８と、第１の反射器１０８上に延びる第１のキャットウォーク１１０と、第１のキャットウォーク１１０を介して支持され、第１の反射器１０８に方向付けられた第１の位相アレイ１１２と、を備えるシステムがあり得る。第１の位相アレイ１１２は、第１の反射器１０８を介して複数の第１の信号を伝送することができ、第１の位相アレイ１１２は、第１の反射器１０８を介して複数の第２の信号（例えば、第１の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信することができる。システムは、第２のフレーム１０６と、第２のフレーム１０６を介して支持された第２の反射器１０８と、第２の反射器１０８上に延びる第２のキャットウォーク１１０と、第２のキャットウォーク１１０を介して支持され、第２の反射器１０８に方向付けられた第２の位相アレイ１１２と、を含む第２のアセンブリ、を備えることができる。第２の位相アレイ１１２は、第２の反射器１０８を介して信号を伝送せず、第２の位相アレイ１１２は、第２の反射器１０８を介して複数の第３の信号（例えば、第１の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信する。第１の信号は、一般的な方向に偏垂直に伝送され、第２の信号および第３の信号は、一般的な方向に偏垂直に受信される。
図１～３９に示されるように、第１のアセンブリおよび第２のアセンブリを含む第１のレーダ対１２０ａを備えるシステムがあり得る。第１のアセンブリは、第１のフレーム１０６と、第１のフレーム１０６を介して支持された第１の反射器１０８と、第１の反射器１０８上に延びる第１のキャットウォーク１１０と、第１のキャットウォーク１１０を介して支持され、第１の反射器１０８に方向付けられた第１の位相アレイ１１２と、を含む。第１の位相アレイ１１２は、第１の反射器１０８を介して複数の第１の信号を伝送し、第１の位相アレイ１１２は、第１の反射器１０８を介して複数の第２の信号（例えば、第１の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信する。第２のアセンブリは、第２のフレーム１０６と、第２のフレーム１０６を介して支持された第２の反射器１０８と、第２の反射器１０８上に延びる第２のキャットウォーク１１０と、第２のキャットウォーク１１０を介して支持され、第２の反射器１０８に方向付けられた第２の位相アレイ１１２と、を含む。第２の位相アレイ１１２は、第２の反射器１０８を介して信号を伝送せず、第２の位相アレイ１１２は、第２の反射器１０８を介して複数の第３の信号（例えば、第１の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信する。システムは、第３のアセンブリおよび第４のアセンブリを含む第２のレーダ対１２０ｂを備えることができる。第３のアセンブリは、第３のフレーム１０６と、第３のフレーム１０６を介して支持された第３の反射器１０８と、第３の反射器１０８上に延びる第３のキャットウォーク１１０と、第３のキャットウォーク１１０を介して支持され、第３の反射器１０８に方向付けられた第３の位相アレイ１１２と、を含む。第３の位相アレイ１１２は、第３の反射器１０８を介して複数の第４の信号を伝送し、第３の位相アレイ１１２は、第３の反射器１０８を介して複数の第５の信号（例えば、第４の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信する。第４のアセンブリは、第４のフレーム１０６と、第４のフレーム１０６を介して支持された第４の反射器１０８と、第４の反射器１０８上に延びる第４のキャットウォーク１１０と、第４のキャットウォーク１１０を介して支持され、第４の反射器１０８に方向付けられた第４の位相アレイ１１２と、を含む。第４の位相アレイ１１２は、第４の反射器１０８を介して信号を伝送せず、第４の位相アレイ１１２は、第４の反射器１０８を介して複数の第６の信号（例えば、第４の信号に基づく宇宙物体からの反射）を受信する。システムは、第１のレーダ対１２０ａおよび第２のレーダ対１２０ｂを含む定義されたエリア１１０（例えば、柵で囲まれたエリア、囲まれたエリア、上昇エリア、視覚的に区別できるエリア）を備えることができる。第１のレーダ対１２０ａは、第１の方向に偏垂直に向けられ、第２のレーダ対１２０ｂは、複数の点（例えば、Ｖ方式）で宇宙物体を追跡することができるように、第２の方向（例えば、異なる方向、重なり合わない方向、反対方向）に偏垂直に向けられる。
レーダ較正
上記のように、本開示は、宇宙物体を追跡するためのレーダシステムの様々な実施形態を説明するだけでなく、レーダ較正の実施形態も説明する。本明細書で以下に説明するレーダ較正の実施形態は、上記のレーダシステムの実施形態に関連するが、レーダ較正の実施形態は、必ずしも上記の特定のレーダシステムの実施形態に限定されない。
任意のレーダシステムの性能、例えば、宇宙物体の軌道を初期化し、その後、宇宙物体を追跡する本明細書に上記したレーダシステムのパフォーマンスは、レーダの精度に大きく依存する。当業者が容易に理解するように、精度を保証するために、レーダは定期的に較正されなければならない。これは位相アレイレーダシステムに特に当てはまる。レーダアレイの各要素は、例えば、ハードウェアコンポーネントとＲＦケーブルに関連する製造公差、温度、機器の使用年数、経時的なドリフトなどにより、振幅と位相に固有の差異を示す可能性があるためである。したがって、レーダシステムの精度を確保するために、レーダ、または各レーダ要素に関連する差異を定量化し、定量化された差異の関数としてレーダを調整して、差異の影響を取り除き、レーダ要素を均等化することは、絶対に必要である。
以下に、２つのレーダ較正技法について説明する。両方の技法は、レーダの位相、より具体的には、レーダの各位相アレイ要素の位相を較正することを含む。第１の技法は、本明細書では外部位相較正と呼ばれ、一方で、第２の技法は、内部位相較正と呼ばれる。以下で説明するように、内部位相較正には、レーダ間アセンブリ位相較正とチャネル位相較正の２つの較正プロセスが含まれる。いくつかの例示的な実施形態に従って、外部と内部位相較正技法の両方について説明する。
外部位相較正
外部位相較正技法は、１つ以上のレーダアセンブリ内に位置する複数の位相アレイアンテナ（レーダ要素）から、遠方界レーダ反射器（ここでは「反射器」または「トラフ」）の表面に埋め込まれた１つ以上の較正アンテナに、レーダ信号を伝送することを含むため、「外部」である。それはまた、１つ以上の較正アンテナの各々から伝送される複数の位相アレイアンテナの各々において信号を受信することを含む。
上記のレーダシステムの例示的な実施形態では、位相アレイアンテナを収容するレーダアセンブリは、好ましい実施形態では、各レーダアセンブリが８つの位相アレイアンテナを備えるため、八腕部と呼ばれる。例えば、図８（参照番号３０２）を参照されたい。レーダアセンブリは、本発明の精神から逸脱することなく、８個より少ないまたは多い位相アレイアンテナを含むことができることが理解されよう。さらに、複数の位相アレイアンテナは、好ましい実施形態では、上記のように、線形に配列される。例えば、図３を参照されたい。しかしながら、位相アレイアンテナの配列は線形以外である可能性があることも理解されよう。議論を容易にするために、外部位相較正は、線形に配列された３２個の八腕部（またはレーダアセンブリ）を備える、上記の例示的な実施形態による、レーダシステムを参照して説明される。３２より少ないまたは多い八腕部は、確かに本発明の範囲内にある。例えば、図１１（６４個の八腕部を示す）を参照されたい。述べたように、各八腕部は、同様に線形に配列された８個の位相アレイアンテナを収容する。そのため、本実施例では、アンテナアレイ全体が２５６個の線形に配列された位相アレイアンテナを備える。例えば、図９を参照されたい。
アンテナアレイは、前述の反射器の上に配置されている。例えば、図１～５（参照番号１０８）を参照されたい。前述のように、１つ以上の較正アンテナが反射器の表面に埋め込まれている。本発明は、反射器に埋め込まれた２つ以上の較正アンテナを企図するが、較正アンテナの正確な数は、本発明の例示的な実施形態に従って変化し得、これは、１つの較正アンテナのみを含む。２つ以上の較正アンテナを使用すると、独立した測定値が得られ、より忠実な較正が可能になることが理解される。説明を簡単にするために、外部位相較正について、５個の埋め込み較正アンテナを参照して説明する。好ましい実施形態では、較正アンテナは、互いに可能な限り離れて分散された単一の線形配列で配置されるが、一般に、反射器の上に位置する位相アレイアンテナに対して均等に分散される。他の実施形態では、較正アンテナは、第１、第２、またはそれ以上の線形パスに沿って配列されてもよい。さらに他の実施形態では、較正アンテナは、非線形配列で分散され得る。当業者は、較正アンテナを位相アレイアンテナに関して可能な限り均一に分散させることにより、較正プロセスの精度が向上し、較正アンテナを線形に配列することにより、較正に必要な計算の一部、特に、以下で説明する自由空間定数の計算が単純化されることを理解するであろう。
次に、外部位相較正３４００を図３４に関して説明する。ステップ３４０１によれば、複数の位相アレイアンテナＮの各々は、信号を伝送し（ｔｘ）、ここで、Ｎは２５６に等しい。上で説明したように、２５６個の位相アレイアンテナへの言及は議論を容易にするためのものであり、２５６個より多いまたは少ないものが本発明の範囲内にある。２５６個の位相アレイアンテナは、３２個のレーダアセンブリまたは八腕部に収容されている。各伝送信号の位相（φｔｘ）は、Ｍ個の較正アンテナの各々において測定される。説明を簡単にするために、Ｍは５に等しくなる。そのため、結果は伝送位相（ｎ，ｍφｔｘ）測定のＭｘＮ（Ｍ＝５、Ｎ＝２５６）個のアレイになる。ここで、上付き文字ｎ、ｍは、伝送信号が、較正アンテナｍの１つに対して、位相アレイアンテナｎの１つからのものであることを表す。
ステップ３４０３によれば、上記と同様のプロセスが反対方向に実行される。すなわち、複数の位相アレイアンテナＮの各々は、Ｍ個の較正アンテナの各々から伝送された信号を受信する（ｒｘ）。これらの各受信信号の位相（φｒｘ）も測定される。結果は、受信（ｍ，ｎφｒｘ）位相測定のＭｘＮ個のアレイである。ここで、上付き文字ｍ、ｎは、伝送信号が、位相アレイアンテナｎの１つに対して、較正アンテナｍの１つからのものであることを表す。
好ましい実施形態によれば、各位相アレイアンテナ－較正アンテナ対（ｎ，ｍφｔｘ）の伝送位相測定は、図３４の決定ブロック３４０２によって示されるように、別々に実行されることに留意されたい。同様に、図３４の決定ブロック３４０４に示されるように、各較正アンテナ－位相アレイアンテナ対（ｍ，ｎφｒｘ）の受信位相測定は、別々に実行される。しかしながら、他の実施形態では、伝送位相測定は、全体的または部分的に同時に実行され得、受信測定は、全体的または部分的に、同時に実行され得る。
外部位相較正の次のステップでは、各位相アレイアンテナと較正アンテナの対（ｎ、ｍ）の間に自由空間位相ｋφｃｏｎｓｔが含まれる。所与の位相アレイアンテナと較正アンテナ対（ｎ，ｍ）の自由空間位相ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔは、位相アレイアンテナとその対の較正アンテナ対の間の距離Ｄと相関している。当業者は、各位相アレイアンテナ－較正アンテナ対（ｎ、ｍ）の自由空間位相ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔを事前に測定することができ、上記のように、較正アンテナの線形配列はこれらの測定を簡素化することを理解するであろう。
図３４のステップ３４に従って、各位相アレイアンテナと較正アンテナ対（ｎ，ｍ）の自由空間位相ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔは、その位相アレイアンテナと較正アンテナ対（ｎ、ｍ）に対応する測定された伝送位相（ｎ，ｍφｔｘ）から減算される。結果は、位相値のＭｘＮ配列（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）である。同様に、各位相アレイアンテナと較正アンテナ対の自由空間位相ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔは、その位相アレイアンテナ・較正アンテナ対（ｎ、ｍ）に対応する測定された受信位相（ｍ，ｎφｒｘ）から減算される。結果は、位相値のＭｘＮ配列（ｍ，ｎφｒｘ－ｍ，ｎ ｋφｃｏｎｓｔ）である。
ステップ３４０７は、好ましい実施形態では、位相アレイアンテナ－較正アンテナ対（ｎ、ｍ）ごとに事前に計算される重み係数を含む。位相アレイアンテナ・較正アンテナ対（ｎ、ｍ）の所与の１つに対する重み係数ｎ、ｍＷは、位相アレイアンテナとその対の較正アンテナ間の距離Ｄと相関している。好ましい実施形態では、位相アレイアンテナｎおよび較正アンテナｍに対する重み係数ｎ、ｍＷは、１／Ｄ２であり、ここで、Ｄは、述べたように、位相アレイアンテナｎと較正アンテナｍとの間の物理的距離である。当業者は、較正アンテナが１つしかない場合、１つの較正アンテナに対する位相アレイアンテナの配置に起因する位相オフセットが無視できるとみなされることを理解するであろう。
ステップ３４０７において、各較正アンテナに対して平均位相オフセットが確立され、ここで、較正アンテナの第１の較正アンテナが基準として使用され、ゼロの平均位相オフセットが割り当てられる。図３５を参照されたい。すべての他の較正アンテナに対する平均位相オフセットは、第１の較正アンテナを基準にする。例えば、５つの較正アンテナがある場合、ステップ３４０７は、４つの平均位相オフセットを計算することを含み、第１の較正アンテナは、好ましくは他の較正アンテナに対して端に位置し、上記のとおり、ゼロ平均位相オフセットを有する。第２の較正アンテナには、第１の較正アンテナの平均位相オフセットを基準にした平均位相オフセットがある。第３の較正アンテナには、第２の較正アンテナを基準にした平均位相オフセットなどがある。次に、第１および第２の較正アンテナに対する平均位相オフセットの計算について、第２および第３の較正アンテナに対する平均位相オフセットの計算、第３および第４の較正アンテナに対する平均位相オフセットの計算、および第４および第５の較正アンテナに対する平均位相オフセットの計算はすべて同じように進行するという理解で、より詳細に説明する。
隣接する較正アンテナの各対に対して、２つの隣接する較正アンテナの第１の較正アンテナと第２の較正アンテナに関して重み係数の差が最小である位相アレイアンテナの数を特定する必要がある。これは、所与の位相アレイアンテナと第１の較正アンテナの重み係数（の減算）と、同じ位相アレイアンテナと第２の較正アンテナの重み係数の差が、他の位相アレイアンテナと比較して小さいことを意味する。好ましい実施形態では、第１の較正アンテナおよび第２の較正アンテナに関して、重み係数の差が最小である８個の位相アレイアンテナが特定される。図３５（参照番号ｎ１～ｎ８）を参照されたい。通常、これにより、その対の第１と第２の較正アンテナの両方に最も近い位相アレイアンテナが得られる。８個の位相アレイアンテナｎ１～ｎ８の各々に対して、伝送位相は、第１の較正アンテナと第２の較正アンテナの両方において測定される。したがって、８個の位相アレイアンテナの各々に対して、第１の較正アンテナに対して測定された伝送位相ｎ，ｃ１φｔｘおよび第２の較正アンテナに対して測定された伝送位相ｎ，ｃ２φｔｘがある。位相アレイアンテナの各々に対して、第１の較正アンテナの測定された伝送位相と第２のアンテナの測定された伝送位相が互いに減算され、８個のオフセット位相値が得られる。第１の較正アンテナおよび第２の較正アンテナに関する８個の位相アレイアンテナの各々のオフセット位相は、ｎ１，ｃ２φオフセット，ｎ２，ｃ２φオフセット，ｎ３，ｃ２φオフセット，ｎ４，ｃ２φオフセット，ｎ５，ｃ２φオフセット，ｎ６，ｃ２φオフセット，ｎ７，ｃ２φオフセット，ｎ８，ｃ２φオフセットによって表すことができる。これらから、第１の較正アンテナに対する第２の較正アンテナの平均位相オフセットｃ２φオフセットを計算することができる。
さらに、ステップ３４０７に従って、他の較正アンテナ対に対する平均位相オフセットを計算するために同じ手順が続く。したがって、５個の較正アンテナの場合、４個の平均位相オフセットｃ２φオフセット（第２および第１の較正アンテナ間の位相オフセット）、ｃ３φオフセット（第３および第２のアンテナ間の位相オフセット）、ｃ４φオフセット（第４および第３の較正アンテナ間の位相オフセット）、ｃ５φオフセット、（第５および第４の較正アンテナ間の位相オフセット）がある。
図３４のステップ３４０９において、ＭｘＮ伝送アレイとＭｘＮ受信アレイの対応する行Ｍに沿った各位相アレイアンテナに対して、１つ以上の平均位相オフセット０、ｃ２φオフセット、ｃ３φオフセット、ｃ４φオフセット、ｃ５φオフセットが、測定された位相に適用（追加）される（自由空間位相に調整される）。したがって、例えば、行１（Ｍ＝１）のＭｘＮ伝送アレイのＮ（２５６）個の測定された位相値（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）の各々に対して、ゼロ（０）のオフセットは上で説明したように、第１の（端）較正アンテナに関連付けられたオフセットがないため、各測定された位相値に追加される。行２（Ｍ＝２）のＭｘＮ伝送アレイのＮ（２５６）個の測定された位相値（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）の各々に対して、ｃ２φオフセットのオフセットが各測定された位相値に追加される。行３（Ｍ＝３）のＭｘＮ伝送アレイのＮ（２５６）個の測定された位相値（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）の各々に対して、ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセットのオフセットが各測定された位相値に追加される。行４（Ｍ＝４）のＭｘＮ伝送アレイのＮ（２５６）個の測定された位相値（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）の各々に対して、ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセットのオフセットは、各測定された位相値に追加される。また、行５（Ｍ＝５）のＭｘＮ伝送アレイのＮ（２５６）個の測定された位相値（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ）の各々に対して、ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセット＋ｃ５φオフセットのオフセットは、各測定された位相値に追加される。
したがって、ＭｘＮ伝送アレイの各行で得られる位相値は次のように表すことができる。
（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０）－ここで、ｍ＝１、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット）－ここで、ｍ＝２、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット）－ここで、ｍ＝３、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセット）－ここで、ｍ＝４、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｔｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセット＋ｃ５φオフセット）－ここで、ｍ＝５、ｎ＝１～２５６
さらに、ステップ３４０９に従って、平均位相オフセットｃ２φオフセット、ｃ３φオフセット、ｃ４φオフセット、ｃ５φオフセットが、同じ方法で、ＭｘＮ受信アレイの対応する行Ｍに沿って各位相アレイアンテナの（自由空間位相用に調整された）測定された位相に適用される。したがって、ＭｘＮ受信アレイの各行で得られる位相値は次のように表すことができる。
（ｎ，ｍφｒｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０）－ここで、ｍ＝１、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｒｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット）－ここで、ｍ＝２、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｒｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット）－ここで、ｍ＝３、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｒｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセット）－ここで、ｍ＝４、ｎ＝１～２５６
（ｎ，ｍφｒｘ－ｎ，ｍ ｋφｃｏｎｓｔ＋０＋ｃ２φオフセット＋ｃ３φオフセット＋ｃ４φオフセット＋ｃ５φオフセット）－ここで、ｍ＝５、ｎ＝１～２５６
図３４の最後のステップであるステップ３４１１では、ＭｘＮ伝送アレイの加重平均は、Ｍ軸上で計算される。これにより、位相の長さＮのベクトルが得られる。これらは、結果として得られる伝送位相補正である。ＭｘＮ受信アレイの加重平均は、Ｍ軸上で計算される。これにより、位相の長さＮのベクトルが得られる。これらは、結果として得られる受信位相補正である。次に、伝送位相補正および受信位相補正を保存して、上記のレーダシステムなどのレーダシステムの伝送および受信動作に適用することができる。
内部位相較正
内部位相較正技法は、複数の位相アレイアンテナ（レーダ要素と呼ばれることが多い）とレーダアセンブリまたは八腕部内に位置するフィールドプローブ間、または１つ以上の位相アレイアンテナと、別の（例えば、隣接する）レーダアセンブリまたは八腕部に位置するフィールドプローブ間でレーダ信号を伝送することを含むため、「内部」である。上記の外部位相較正の実施形態とは異なり、遠方界反射器に埋め込まれた較正アンテナはない。好ましい実施形態では、内部位相較正は、上記のように、２つの較正プロセス、すなわち、レーダ間アセンブリ位相較正およびチャネル位相較正を含む。これらの内部位相較正プロセスの両方について、以下でより詳細に説明する。
レーダ間アセンブリ位相較正およびチャネル位相較正を含む内部位相較正プロセスの理解を助けるために、図３６を参照する。図３６には、２つの例示的なレーダアセンブリが存在する。以下、レーダアセンブリは、好ましい実施形態のように、八腕部と呼ばれ、各レーダアセンブリは、２つの八腕部ｍおよびｎの各々において、図３６で円として表される８つの位相アレイアンテナを備える。各八腕部は、フィールドプローブも備え、フィールドプローブは、八腕部ｍおよびｎの各々で正方形として表される。少なくとも１つの例示的な実施形態では、位相アレイアンテナは、図８に示されるように、パッチアンテナである。しかしながら、当業者が容易に理解するように、位相アレイアンテナは、異なるタイプのアンテナであり得る。フィールドプローブに関しては、当業者は、それがプリックアンテナ、パッチアンテナ、ダイポールアンテナなどであり得ることを理解するであろう。したがって、本発明は特定のタイプのアンテナに限定されない。
さらに、議論を容易にするために、および上記の外部位相較正と一致するように、内部位相較正は、３２個の八腕部、したがって、合計２５６個の線形に配列された位相アレイアンテナに関して説明される。
内部チャネル位相較正
図３７は、好ましい実施形態による、内部チャネル位相較正３７００を示すフロー図である。示されるように、ステップ３７０１において、第１の八腕部、例えば図３６の八腕部ｎのフィールドプローブは、八腕部ｎの位相アレイアンテナの各々に信号を伝送し、それによって受信される。位相アレイアンテナの各々において受信される信号の位相が測定される。例として、八腕部ｎの第１（左端）の位相アレイアンテナにおいて測定された位相は、ｎ １φｒｘ，ｃａｌとして表すことができる。ここで、「ｎ」は、八腕部ｎを示し、「１」は、八腕部ｎの第１（左端）の位相アレイアンテナを示し、「ｒｘ」は、位相アレイアンテナにおいて受信した信号に位相が関連付けられていることを示し、「ｃａｌ」は、位相がチャネル位相較正に関連付けられていることを示す。さらに、ステップ３７０１に従って、この同じプロセスが、位相アレイアンテナのすべてに対して繰り返され、これは、好ましい実施形態の例では２５６を含む。したがって、結果はｍ ｋφｒｘ，ｃａｌで表される２５６個の受信位相測定値になる。ここで、この場合の「ｍ」は、一般に八腕部の数を表し、「ｋ」は、一般に八腕部ｍの位相アレイアンテナを表す。
ステップ３７０３では、逆のプロセスが実行される。つまり、各八腕部の各位相アレイアンテナは、フィールドプローブに信号を伝送する。例えば、図３６では、八腕部ｍの第８（右端）の位相アレイアンテナは、八腕部ｍのフィールドプローブに信号を伝送し、それによって受信される。フィールドプローブにおいて受信された信号の位相が測定される。例として、八腕部ｍの第８（右端）の位相アレイアンテナによって伝送された信号によってフィールドプローブにおいて測定された位相は、ｍ ８φｔｘ，ｃａｌとして表すことができる。ここで、「ｍ」は、八脚部ｍを示し、「８」は、八腕部ｍの第８（右端）の位相アレイアンテナを示し、「ｔｘ」は、位相アレイアンテナによって伝送された信号に位相が関連付けられていることを示し、「ｃａｌ」は、位相がチャネル位相較正に関連付けられていることを示す。さらに、ステップ３７０３に従って、この同じプロセスが、位相アレイアンテナのすべてに対して繰り返され、これは、好ましい実施形態の例では２５６である。したがって、結果はｍ ｋφｔｘ，ｃａｌで表される２５６個の伝送位相測定値になる。
この時点で、伝送および受信位相測定（ｍ ｋφｔｘ，ｃａｌおよびｍ ｋφｒｘ，ｃａｌ）は、システム全体の位相寄与を反映していることに留意されたい。したがって、例えば、八腕部の所与の１つに関連付けられた位相測定値は、その八腕部の電子機器と、その八腕部を対応する伝送機および受信機のハードウェアに接続するケーブルからの位相の寄与を反映する。位相測定値は、対応する位相アレイアンテナと較正アンテナの対の間の物理的空間に起因する自由空間位相も反映する。
図３７のステップ３７０５では、各八腕部に対して内部ループバック位相測定ｍφループが行われる。当業者が理解するように、ループバック位相測定値は、伝送機からケーブルを通って八腕部に伝わり、次に、戻りケーブルを通って受信機に戻る伝送信号による位相寄与を反映するが、八腕部のアンテナをバイパスする。ループバック位相の測定値は、特に温度の変化により、経時的に大幅に変化する可能性があるため、チャネル位相較正時に各八腕部のループバック位相を測定する必要がある。
次に、ステップ３７０７において、各位相アレイアンテナに対する伝送位相オフセットが計算され、各位相アレイアンテナに対する受信位相オフセットが計算される。これらの伝送および受信位相オフセットは、次のように表すことができる。 ｍ ｋφｔｘ＝－［（ｍ ｋφｔｘ，ｃａｌ－ｍφループ）＋（ｍφＫ－ｋφｃｏｎｓｔ）］ ｍ ｋφｒｘ＝－［（ｍ ｋφｒｘ，ｃａｌ－ｍφループ）＋（ｍφＫ－ｋφｃｏｎｓｔ）］
上記のチャネル位相オフセット表現では、ｍ ｋφｔｘおよびｍ ｋφｒｘは、八腕部ｍの各位相アレイアンテナｋに対して、レーダ伝送および受信動作中に各々使用されるべきチャネル位相補正を表す。さらに、ｍ ｋφｔｘ，ｃａｌおよびｍ ｋφｒｘ，ｃａｌは、測定された位相値を表し、これらは、上記のステップＶ１０３の結果である。ｍφループは、上記のステップＶ１０５で測定された八腕部ｍの内部ループバック位相である。ｋφｃｏｎｓｔは、八腕部ｍの位相アレイアンテナｋに対して計算された自由空間位相である。外部較正で説明したように、自由空間位相は、アンテナｋと八腕部ｍの較正アンテナ間の物理的距離と相関している。最後に、ｍφＫは、八腕部ｍに関して一定である他の位相を表し、これらは、当業者が理解するように、実験室環境で事前に測定される。これらの定数には、例えば、伝送機を八腕部に接続する伝送ケーブルと、八腕部を受信機に接続する受信ケーブルとの間の内部位相が含まれ得る。これらの定数はまた、例えば、八腕部の入力からフィールドプローブへの伝送信号およびフィールドから八腕部の出力への受信信号による内部位相寄与を含み得る。この場合も、当業者は、実験室ですべて事前に測定され、上記のように伝送および受信位相オフセットｍ ｋφｔｘおよびｍ ｋφｒｘを計算する際に考慮されるこれらの定数値を理解および認識するであろう。
八腕部間の内部位相較正
上記のように、伝送および受信チャネル位相オフセットｍ ｋφｔｘおよびｍ ｋφｒｘを計算して、レーダ伝送および受信動作に適用することに加えて、好ましい実施形態では、八腕部間伝送位相オフセットｍθｔｘおよび八腕部間受信位相オフセットｍθｒｘも、八腕部ｍごとに計算され、八腕部ｍに関連付けられた伝送および受信チャネル位相オフセットｍ ｋφｔｘおよびｍ ｋφｒｘに加算される。伝送および受信チャネル位相オフセットｍ ｋφｔｘおよびｍ ｋφｒｘ、ならびに八脚間の伝送および受信位相オフセットｍθｔｘおよびｍθｒｘを加算すると、各チャネル（つまり、各位相アレイアンテナチャネル）の総内部伝送位相オフセットｍ ｋΘｔｘと、各チャネルの総内部受信位相オフセットｍ ｋΘｒｘが得られる。したがって、総内部伝送および受信位相オフセットｍ ｋΘｔｘおよびｍ ｋΘｒｘは、チャネル位相オフセットと八腕部間オフセットの両方を反映し、一般に次のように表される。 ｍ ｋΘｔｘ＝ｍθｔｘ＋ｍ ｋφｔｘ ｍ ｋΘｒｘ＝ｍθｒｘ＋ｍ ｋφｒｘ
図３８は、八腕部間の伝送および受信位相オフセットを計算するための方法３８００を示すフローチャートである。ステップ３８０１に従って、ループバック位相ｍφループが各八腕部に対して測定される。ループバック位相は上で説明されており、当技術分野でよく知られている。前述のように、説明を簡単にするために、３２個の八腕部がある。したがって、ステップ３８０１では、３２個のループバック位相測定値１φループ～３２φループが得られる。
ステップ３８０３において、各八腕部ｍに対して、伝送較正位相ｍ ｋφｔｘ，ｃａｌが、八腕部の第１の位相アレイアンテナ（ｋ＝１）によって伝送される信号および第８の位相アレイアンテナ（ｋ＝８）によって伝送される信号に対してフィールドプローブにおいて測定される。伝送較正位相は、それぞれｍ １φｔｘ，ｃａｌおよびｍ ８φｔｘ，ｃａｌとして表される。さらに、受信較正位相ｍ ｋφｒｘ，ｃａｌは、八腕部のフィールドプローブによって伝送された信号に対して、八腕部の第１の位相アレイアンテナおよび第８の位相アレイアンテナの各々において測定される。受信較正位相は、それぞれ、ｍ １φｔｘ，ｃａｌおよびｍ ８φｔｘ，ｃａｌとして表される。これらの較正位相測定値を図３９（ａ）に示す。
図３８のステップ３８０５において、図３９（ｂ）に示されるように、各隣接する八腕部対、例えば、八腕部対ｍ－ｎに対して、いくつかの交差位相が測定される。交差位相は、ｍ，ｎ ８φｔｘ，ｃａｌで表されるように、八腕部ｎのフィールドプローブにおいて測定される。ここで、ｍ、ｎおよび８は、信号が八腕部ｍの位相アレイアンテナ８から八腕部ｎ内のフィールドプローブに伝送されることを示す。交差位相は、ｍ，ｎ １φｒｘ，ｃａｌによって表されるように、八腕部ｎの位相アレイアンテナ１において測定される。ここで、ｎ、ｍおよび１は、信号が八腕部ｍ内のフィールドプローブから八腕部ｎの位相アレイアンテナ１に伝送されることを示す。交差位相は、ｎ，ｍ １φｔｘ，ｃａｌによって表されるように、八腕部ｍのフィールドプローブにおいて測定される。ここで、ｎ、ｍおよび１は、信号が八腕部ｎの位相アレイアンテナ１から八腕部ｍ内のフィールドプローブに伝送されることを示す。最後に、ｎ，ｍ ８φｒｘ，ｃａｌによって表されるように、八腕部ｍの位相アレイアンテナ８において交差位相が測定される。ここで、ｎ、ｍおよび８は、信号が八腕部ｎ内のフィールドプローブから八腕部ｍの位相アレイアンテナ８に伝送されることを示す。したがって、隣接する八腕部の各対、例えば八腕部の対ｍ－ｎに対して、八腕部ｎにおいて測定された２つの交差位相測定値と、八腕部ｍにおいて測定された２つの交差位相測定値がある。
ステップ３８０７において、ｍ，ｎΔφｔｘ，Ｘ，によって表されるように、各八腕部対ｍ－ｎおよびｎ－ｍに対する八腕部間伝送位相が、ループバック位相測定値（ステップ３８０１）、伝送較正位相測定値（ステップ３８０３）、交差位相測定値（ステップ３８０５）、およびチャネル位相較正の説明で上で説明したように、各八腕部に関して一定である他のいくつかの位相の関数として計算される。同様に、ステップ３８０７において、ｍ，ｎΔφｒｘ，Ｘによって表されるように、各八腕部対ｍ－ｎおよびｎ－ｍに対する八腕部間受信位相が同様の手法で計算される。好ましい実施形態では、各八腕部対に対する八腕部間伝送および受信位相ｍ，ｎΔφｔｘ，Ｘおよびｍ，ｎΔφｒｘ，Ｘを以下のように表すことができる。 ｍ，ｎΔφｔｘ，Ｘ＝（ｍ，ｎ ｋφｔｘ，Ｘ－ｍ ｋφｔｘ，ｃａｌ）＋（ｍφループ－Ｎ／２φループ）＋（ｍφＫ－ｋφｃｏｎｓｔ） ｍ，ｎΔφｒｘ，Ｘ＝（ｍ，ｎ ｋφｒｘ，Ｘ－ｍ ｋφｒｘ，ｃａｌ）＋（ｍφループ－Ｎ／２φループ）＋（ｍφＫ－ｋφｃｏｎｓｔ）
上記の式において、八腕部間伝送および受信位相に対して、ループバック位相の寄与は、ｍφループ－Ｎ／２φループによって与えられることに留意することが重要である。ここで、Ｎ／２φループは、参照八腕部ｒにおける参照ループバック位相測定値を表し、このｒは、好ましい実施形態では、線形に整列した八腕部の中央に物理的に位置する八腕部である。Ｎ個の八腕部が存在するため、Ｎ個の八腕部の中央に物理的に位置する参照八腕部ｒは、八腕部Ｎ／２、つまりｒ＝Ｎ／２である。代替の実施形態では、Ｎ個の八腕部の異なる１つを使用することができる。
好ましい実施形態では、すべての八腕部の両端にある位相アレイアンテナ、すなわち、位相アレイアンテナ１（ｋ＝１）および位相アレイアンテナ８（ｋ＝８）が、ステップ３８０３で説明されているように、較正位相を測定するために必要な信号を伝送および受信するために使用されることと、ステップ３８０５で説明されているように、交差位相を測定するために必要な信号を伝送および受信するために使用されることとに留意することも重要である。しかしながら、代替の実施形態によれば、本発明の範囲内で、位相アレイアンテナ１および位相アレイアンテナ８以外のアンテナを使用することは確かに可能である。さらに他の実施形態では、各八腕部内のフィールドプローブを使用して、隣接する八腕部内のフィールドプローブから信号を伝送および受信して、交差位相を測定することができ、したがって、位相アレイアンテナの使用を省くことができる。
図３８のステップ３８０９では、八腕部間伝送位相値および八腕部間受信位相値を使用して、隣接する八腕部ｍ－ｎおよびｎ－ｍの各対に対する角度平均を計算する。角度平均を計算するための好ましい実施形態では、以下の式が使用される。 ｍ，ｎΔφＸ＝∠［ｅｘｐ（ｉ・ｍ，ｎΔφＸｒｘ，Ｘ）＋ｅｘｐ（ｉ・ｍ，ｎΔφＸｔｘ，Ｘ）］
隣接する八腕部対の各対に対する角度平均を計算した結果は、２（Ｎ－１）個の角度平均、すなわち、Ｎ－１個の隣接する八腕部ｍ－ｎの各対に対する１つと、Ｎ－１個の隣接する八腕部ｎ－ｍの各対に対する１つと、を含む、一次元行列ｙである。繰り返すが、Ｎは、八腕部の数である。また、議論を容易にするために、我々の例示的な実施形態では、Ｎ＝３２である。本例では、ｙ行列は、６２個の角度平均を有し、次のように表すことができる。
Figure 2022551508000002
図３８のステップ３８１１において、八腕部間伝送位相ｍφｔｘおよび八腕部間受信位相ｍφｒｘが計算される。繰り返すが、八腕部の数Ｎが３２の場合、ｍの範囲は１～３２になる。したがって、八腕部間伝送位相ｍφｔｘおよび八腕部間受信位相ｍφｒｘの計算において、最終結果は２Ｎ個の八腕部間位相値、つまり、Ｎ個の八腕部の各々に対して３２個の伝送位相値および３２個の受信位相値になる。以下に示すように、３２個の伝送位相値および３２個の受信位相値を行列ｘによって表すことができる。
Figure 2022551508000003
上記の行列ｘでは、要素は、各八腕部Ｎに対する八腕部間伝送位相オフセットｍθｔｘまたは八腕部間受信位相オフセットｍθｒｘのいずれかを表す。ここで、ｍ＝１～Ｎであり、ここで、ｍθｔｘ＝ｍφｔｘ，ｃｏｍ－ｒφｔｘ，ｃｏｍであり、ここで、ｍθｒｘ＝ｍφｒｘ，ｃｏｍ－ｒφｒｘ，ｃｏｍである。さらに、示されるように、八腕部間伝送位相オフセットｍθｔｘおよび八腕部間受信位相オフセットｍθｒｘは、参照八腕部ｒに対して計算される。上記のように、参照八腕部ｒは、好ましい実施形態では、Ｎ個の八腕部の中央に物理的に位置する八腕部である。したがって、参照八腕部ｒは、八腕部Ｎ／２である。当業者は、単一の八腕部、特に参照八腕部ｒ（Ｎ／２）に対する八腕部間位相を計算することによって、計算が単純化されることを理解するであろう。しかしながら、述べたように、八腕部Ｎ／２以外の八腕部が、本発明の範囲内にある。
上記の説明を考慮すると、行列は次のように書き出すことができる。すなわち、ｘ＝１θｔｘ，２θｔｘ…Ｎθｔｘ，１θｒｘ，２θｒｘ…Ｎθｒｘ）、ここで、ｍθｔｘ＝ｍφｔｘ，ｃｏｍ－ｒφｔｘ，ｃｏｍであり、ここで、ｍθｒｘ＝ｍφｒｘ，ｃｏｍ－ｒφｒｘ，ｃｏｍである。
ステップ３８０９において上記で計算された行列ｙと、行列ｘとの関係は次のように与えられる。 ｙ＝Ａｘ
ここで、Ａは、次元（２（Ｎ－１））Ｘ（２（Ｎ－１））を有するソルバー行列である。よく知られている線形代数技法を使用して、当業者は上記の行列ｘを解くことができ、その結果、Ｎ個の八腕部間伝送位相、１θｔｘ，２θｔｘ…Ｎθｔｘ、およびＮ個の八腕部間受信、１θｒｘ，２θｒｘ…Ｎθｒｘを得る。次に、これらの位相値を使用して、以下で繰り返すように、上記で参照した総内部伝送位相オフセットｍ ｋΘｔｘおよび総内部受信オフセットｍ ｋΘｒｘを計算できる。 ｍ ｋΘｔｘ＝ｍθｔｘ＋ｍ ｋφｔｘ ｍ ｋΘｒｘ＝ｍθｒｘ＋ｍ ｋφｒｘ
この例のように、各々が８個の位相アレイアンテナを含む３２個の八腕部がある場合、上記の計算により、２５６個の総内部伝送位相オフセットｍ ｋΘｔｘが得られ、ここで、ｋ＝１～２５６であり、２５６個の総内部受信位相オフセットｍ ｋΘｒｘがあり、ここでも、ｋ＝１～２５６である。次に、これらの内部位相オフセットを伝送および受信レーダ動作に適用して、レーダシステムの精度を向上させることができる。
上記の好ましい実施形態では、八腕部間位相較正は、各八腕部の位相アレイアンテナと、線形構成で整列されている八腕部自体と、に基づいている。八腕部間の位相較正も、隣接する八腕部の交差位相の測定に基づいている。これにより、前述のように、よく知られた線形法を使用して上記の行列ｘを解くことができる。それにもかかわらず、非線形である配列で八腕部を構成することは、本発明の範囲内である。隣接していない八腕部の交差位相を測定することも本発明の範囲内である。しかしながら、行列ｘの八腕部間伝送位相ｍθｔｘおよび八腕部間受信位相ｍθｒｘを解くには、非線形法を使用する必要がある。これは、より複雑であるが、よく知られている。
前に述べたように、１つの特定の位相寄与は、主に温度の変化により、時間の経過とともに大幅に変化する可能性がある。特定の位相寄与は、ループバック位相ｍφループである。本発明の好ましい実施形態によれば、内部較正は、より頻繁に更新されるループバック位相測定値を使用して更新される。したがって、以前に計算された八腕部間伝送および受信位相値が、ｍθｔｘ，ｏｌｄおよびｍθｒｘ，ｏｌｄによって表される場合、ｍθｔｘ，ｎｅｗおよびｍθｒｘ，ｎｅｗとして表される、定期的に更新される八腕部間伝送および受信位相値は、更新されたループバック位相測定値ｍφｌｏｏｐ，ｎｅｗに基づいて、計算できる。好ましい実施形態では、定期的に更新される八腕部間伝送および受信位相値ｍθｔｘ，ｎｅｗおよびｍθｒｘ，ｎｅｗは、以下のように計算することができるが、他の計算は本発明の範囲内である。 ｍθｔｘ，ｎｅｗ＝ｍθｔｘ，ｏｌｄ－１／２（ｍφｌｏｏｐ，ｎｅｗ－ｍφｌｏｏｐ，ｏｌｄ）＋１／２（ｒφｌｏｏｐ，ｎｅｗ－ ｒφｌｏｏｐ，ｏｌｄ） ｍθｒｘ，ｎｅｗ＝ｍθｒｘ，ｏｌｄ－１／２（ｍφｌｏｏｐ，ｎｅｗ－ｍφｌｏｏｐ，ｏｌｄ）＋１／２（ｒφｌｏｏｐ，ｎｅｗ－ ｒφｌｏｏｐ，ｏｌｄ）
上記の式では、定期的に更新される八腕部間伝送および受信位相値ｍθｔｘ，ｎｅｗおよびｍθｒｘ，ｎｅｗは、参照八腕部ｒに対する各八腕部Ｎにおいて更新されたループバック位相値に基づいている。この場合も、更新された八腕部間伝送および受信位相値ｍθｔｘ，ｎｅｗおよびｍθｒｘ，ｎｅｗは、少なくとも、完全に新しい内部較正が、チャネル位相較正と八腕部間位相較正の両方を含むように実行されるまで、上記と同じ手法で、伝送および受信レーダ動作に適用される。八腕部間伝送および受信位相値ｍθｔｘ，ｎｅｗおよびｍθｒｘ，ｎｅｗの定期的な更新は、図３８のステップ３８１３に示されている。
以下の様々な特許請求の範囲におけるすべてのミーンズまたはステッププラスファンクション（機能）要素の様々な対応する構造、材料、行為、および同等物は、具体的に請求される他の特許請求の範囲の要素と組み合わせて機能を実行するための任意の構造、材料、または行為を含むことを意図する。本開示の様々な原理およびその様々な実際の適用を最もよく説明し、他の当業者が、企図される特定の用途に適した様々な修正を加えた様々な実施形態について本開示を理解できるようにするために、様々な実施形態を選択および説明した。
この詳細な説明は、例示および説明の様々な目的のために提示されているが、完全に網羅的であること、および／または開示される様々な形態でのこの開示に限定されることを意図するものではない。技法および構造における多くの修正および変形は、以下の様々な特許請求の範囲に記載されるように、本開示の範囲および精神から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。したがって、そのような修正および変形は、本開示の一部であると企図される。本開示の範囲は、本開示の出願時の既知の同等物および予測不可能な同等物を含む、様々な特許請求の範囲によって定義される。

Claims (26)

  1. レーダ較正方法であって、
    複数の位相アレイアンテナの各々から信号を伝送し、１つ以上の較正アンテナにおいて受信される際に、各伝送された信号の伝送位相を測定することであって、１つの伝送位相が、各位相アレイアンテナ・較正アンテナの組み合わせに対して測定される、測定することと、
    前記１つ以上の較正アレイアンテナの各々から、前記複数の位相アレイアンテナの各々において信号を受信し、前記複数の位相アレイアンテナの各々において各受信された信号に対する受信位相を測定することであって、１つの受信位相が、各位相アレイアンテナ・較正アンテナの組み合わせに対して測定される、測定することと、
    前記１つ以上の較正アンテナのうちの対応する１つに関連付けられた位相オフセットによって、各測定された伝送位相および各測定された受信位相を調整することであって、前記１つ以上の較正アンテナの各１つに関連付けられた前記位相オフセットが、ゼロ以上である、調整することと、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する単一の伝送位相補正を計算することであって、前記位相アレイアンテナの所与の１つに対する前記単一の伝送位相補正が、前記位相アレイアンテナの前記所与のうちの１つおよび前記１つ以上の較正アンテナに関連付けられた、前記オフセット調整され、測定された伝送位相の加重平均に基づく、計算することと、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する単一の受信位相補正を計算することであって、前記位相アレイアンテナのうちの所与の１つに対する前記単一の受信位相補正が、前記位相アレイアンテナのうちの前記所与の１つおよび前記１つ以上の較正アンテナに関連付けられた、前記オフセット調整され、測定された受信位相の加重平均に基づく、計算することと、
    レーダ動作中に、前記複数の位相アレイアンテナの前記位相を調整するために、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記単一の伝送位相補正と、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記単一の受信位相補正と、を格納することと、を含む、レーダ較正方法。
  2. 各位相アレイアンテナ・較正アンテナ対に対する自由空間位相オフセットを測定することと、
    各位相アレイアンテナ・較正アンテナ対に対する前記測定された伝送位相をさらに調整し、各位相アレイアンテナ・較正アンテナ対に対する前記測定された受信位相を、前記対応する位相アレイアンテナ・較正アンテナ対に対する測定された前記自由空間オフセットによって調整することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数の位相アレイアンテナが、互いに対して線形に整列されている、請求項１に記載の方法。
  4. 前記１つ以上の較正アンテナが、レーダ反射器の表面に埋め込まれている、請求項３に記載の方法。
  5. 前記較正アンテナの数が、１よりも大きく、前記較正アンテナが、前記複数の位相アレイアンテナから離間されている、請求項４に記載の方法。
  6. 前記較正アンテナが、前記複数の位相アレイアンテナに対して線形に整列されており、かつ均一に分散されている、請求項５に記載の方法。
  7. 前記較正アンテナの第１の較正アンテナ以外の前記較正アンテナの各々に関連付けられた前記位相オフセットが、前記較正アンテナの前記第１の較正アンテナ、および前記較正アンテナと前記第１の較正アンテナとの間に位置する任意の較正アンテナの前記位相オフセットに対して計算される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記較正アンテナの前記第１の較正アンテナの前記位相オフセットが、ゼロである、請求項７に記載の方法。
  9. 前記較正アンテナの前記第１の較正アンテナ以外の前記較正アンテナのうちの所与の１つの前記位相オフセットを計算することが、
    前記複数の位相アレイアンテナのサブセットを、前記サブセット内の前記位相アレイアンテナ、前記所与の較正アンテナおよび前記第１の較正アンテナ、または前記所与の較正アンテナおよび前記第１の較正アンテナに隣接する、かつこれらの間の別の較正アンテナの各々に関連付けられた重み係数に基づいて、識別することと、
    前記サブセット内の前記位相アレイアンテナの各々から信号を伝送し、前記所与の較正アンテナおよび前記第１のまたは隣接する較正アンテナにおいて伝送位相を測定し、前記サブセット内の前記位相アレイアンテナの各々に対する伝送位相差値を、前記所与の較正アンテナにおいて測定された対応する伝送位相および前記第１のまたは隣接する較正アンテナにおいて測定された対応する伝送位相を減算することによって、計算することと、
    前記サブセット内の前記位相アレイアンテナに関連付けられた前記伝送位相差値の加重平均に基づいて、前記所与の較正アンテナに対する位相オフセットを計算することと、を含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記各測定された伝送位相および前記各測定された受信位相を、前記較正アンテナのうちの対応する１つに関連付けられた位相オフセットによって調整することが、
    各測定された伝送位相および各測定された受信位相に、前記較正アンテナのうちの前記対応する１つの前記計算された位相オフセットと、前記較正アンテナのうちの前記対応する１つと前記第１の較正アンテナとの間に位置する任意およびすべての較正アンテナの前記計算された位相オフセットと、を加算することを含む、請求項８に記載の方法。
  11. レーダ較正方法であって、
    第１のアンテナおよび複数の位相アレイアンテナを各々含む、複数のレーダアセンブリの各々に対して、
    前記第１のアンテナから複数の位相アレイアンテナの各々に信号を伝送し、前記複数の位相アレイアンテナの各々において受信される際に、前記信号の受信位相を測定することと、
    前記第１のアンテナにおいて、前記複数の位相アレイアンテナの各々から伝送された信号を受信し、前記第１のアンテナにおいて受信される際に、前記複数の位相アレイアンテナによって伝送された各信号に対する伝送位相を測定することと、
    各個々の位相アレイが位置する前記レーダアセンブリに対応するループバック位相値によって調整された、前記複数の位相アレイアンテナの各々の前記対応する伝送位相測定に基づいて、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する伝送チャネル位相補正を計算することと、
    各個々の位相アレイが位置する前記レーダアセンブリに対応する前記ループバック位相値によって調整された、前記複数の位相アレイアンテナの各々の対応する前記受信位相測定に基づいて、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する受信チャネル位相補正を計算することと、
    前記伝送および受信チャネル位相補正に基づいて、レーダ動作中に、前記複数の位相アレイアンテナを較正することと、を含む、レーダ較正方法。
  12. 前記複数のレーダアセンブリの各々における前記複数の位相アレイアンテナが、線形に整列しており、
    前記複数のレーダアセンブリが、線形に整列している、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第１のアンテナは、フィールドプローブである、請求項１１に記載の方法。
  14. 前記レーダ較正時に前記複数のレーダアセンブリの各々に対する前記ループバック位相を測定することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
  15. 前記複数の位相アレイアンテナの各々の前記対応する伝送位相測定に基づいて、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記伝送チャネル位相補正を計算することが、少なくとも１つの所定の位相定数によって各伝送位相測定値を調整することを含み、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々の前記対応する受信位相測定に基づいて、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記受信チャネル位相補正を計算することが、前記少なくとも１つの所定の位相定数によって各受信位相測定値を調整することを含む、請求項１１に記載の方法。
  16. 前記少なくとも１つの所定の位相定数が、前記複数の位相アレイアンテナおよび対応する第１のアンテナの各々に関連付けられた自由空間位相値である、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記複数のレーダアセンブリの各々に対するレーダ間アセンブリ伝送位相オフセットを計算することと、
    前記複数のレーダアセンブリの各々に対するレーダ間アセンブリ受信位相オフセットを計算することと、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々が位置する前記対応するレーダアセンブリに対して計算された前記レーダ間アセンブリ伝送位相オフセットによって、前記複数の位相アレイアンテナの各々の前記伝送チャネル位相補正を調整することによって、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する内部伝送位相オフセットを計算することと、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々が位置する前記対応するレーダアセンブリに対して計算された前記レーダ間アセンブリ受信位相オフセットによって、前記複数の位相アレイアンテナの各々の前記受信チャネル位相補正を調整することによって、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する内部受信位相オフセットを計算することと、
    前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記内部伝送位相オフセットと、前記複数の位相アレイアンテナの各々に対する前記内部受信位相オフセットと、を格納することと、
    対応する内部伝送位相オフセットおよび総内部受信位相オフセットに基づいて、レーダ動作中に、前記位相アレイアンテナの各々を較正することと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
  18. 前記複数のレーダアセンブリの各々に対する前記レーダ間アセンブリ伝送位相オフセットおよび前記レーダ間アセンブリ受信位相オフセットを計算することが、
    前記複数のレーダアセンブリの各々に対する伝送および受信較正位相を測定することと、
    レーダアセンブリの各対に対する伝送および受信交差位相を測定することと、
    レーダアセンブリの各対に対するレーダ間アセンブリ伝送位相を計算することであって、所与のレーダアセンブリ対に対する前記レーダ間アセンブリ伝送位相が、ループバック位相、伝送較正位相、伝送交差位相、および少なくとも１つの事前に決定した位相定数と相関している、計算することと、
    レーダアセンブリの各対に対するレーダ間アセンブリ受信位相を計算することであって、所与のレーダアセンブリ対に対する前記レーダ間アセンブリ受信位相が、ループバック位相、受信較正位相、受信交差位相、および少なくとも１つの事前に決定した位相定数と相関している、計算することと、
    レーダアセンブリの各対に対して計算された前記レーダ間アセンブリ伝送位相およびレーダ間アセンブリ受信位相の関数として、レーダアセンブリの各対に対する角度平均を計算することと、
    前記レーダアセンブリの各対の前記角度平均の関数として、前記複数のレーダアセンブリの各々に対する前記レーダ間アセンブリ伝送位相オフセットおよび前記レーダ間アセンブリ受信位相オフセットを計算することと、を含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記複数のレーダアセンブリの所与の１つに対する前記レーダ間アセンブリ伝送位相オフセットが、前記所与のレーダアセンブリに対するレーダ間アセンブリ伝送値および参照レーダアセンブリに対するレーダ間アセンブリ伝送値に等しく、
    前記複数のレーダアセンブリの前記所与の１つに対する前記レーダ間アセンブリ受信位相オフセットが、前記所与のレーダアセンブリのレーダ間アセンブリ受信値および前記参照レーダアセンブリに対するレーダ間アセンブリ受信値に等しい、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記複数のレーダアセンブリの各々における前記複数の位相アレイアンテナが、線形に整列しており、
    前記複数のレーダアセンブリが、線形に整列している、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記ループバック位相が、前記レーダアセンブリのうちの対応する１つのループバック位相および参照レーダアセンブリのループバック位相と相関している、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記参照レーダアセンブリが、前記複数の線形に整列されたレーダアセンブリの中央に物理的に位置する前記レーダアセンブリである、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記伝送交差位相および前記受信交差位相が、隣接するレーダアセンブリ間で伝送および受信された信号と相関している、請求項１８に記載の方法。
  24. 前記複数のレーダアセンブリが、互いに線形に整列されており、前記隣接するレーダアセンブリが、互いに直接隣接している、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記伝送較正位相が、前記所与のレーダアセンブリ内の前記複数の位相アレイアンテナのうちの第１および第２の位相アレイアンテナによって伝送された信号に基づいて、前記第１のアンテナにおいて行われた信号測定と相関しており、
    前記受信較正位相が、前記所与のレーダアセンブリ内の前記第１のアンテナによって伝送された信号に基づいて、前記所与のレーダアセンブリ内の前記複数の位相アレイアンテナのうちの第１および第２の位相アレイアンテナにおいて行われた信号測定と相関している、請求項１８に記載の方法。
  26. 前記複数のレーダアセンブリの各々における前記複数の位相アレイアンテナが、互いに対して線形に整列されており、
    前記複数のレーダアセンブリが、互いに対して線形に整列されており、
    前記位相アレイアンテナのうちの前記第１の位相アレイアンテナが、前記所与のレーダアセンブリ内の前記線形に整列された位相アレイアンテナの第１の端部に配置されており、
    前記位相アレイアンテナの前記第２の位相アレイアンテナが、前記所与のレーダアセンブリ内の前記線形に整列された位相アレイアンテナの反対側の端部に位置する、請求項２５に記載の方法。
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