KR101737107B1 - 레이더 시스템용 안테나 장치 - Google Patents

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에릭 린댈브
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사브 에이비
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Abstract

본 발명은 감시 영역을 커버하기 위해 배치되며 안테나 요소를 포함하는 레이더 시스템용 안테나 장치를 제공한다. 안테나 요소들은 송신 안테나 장치의 송신 안테나로부터 송신되며 안테나 장치를 향해 타겟에 의해 반사된 신호를 수신하기 위해 배치되며, 여기서
Figure 112013065480821-pct00033
상기 안테나 장치는 적어도 2개의 비 평행 라인 어레이들을 포함하며,
Figure 112013065480821-pct00034
각각의 안테나 요소는 수신기에 연결되며 여기서 각각의 라인 어레이가 적어도 상기 감시 영역을 순시 커버하기 위해 디지털 빔 성형을 사용함으로써 빔을 생성하기 위해 배치되며,
Figure 112013065480821-pct00035
상기 감시 영역 내에서 타겟 반사가 수신되는 상이한 라인 어레이들로부터 적어도 2개의 빔들 사이에 1개 또는 2개의 교차 영역으로 타겟 위치가 제한될 수 있게 상기 라인 어레이들이 배치된다. 본 발명은 또한 대응하는 방법과 상기 안테나 장치를 포함하는 레이더 시스템을 제공한다.

Description

레이더 시스템용 안테나 장치{ANTENNA ARRANGEMENT FOR A RADAR SYSTEM}
본 발명은 레이더와 같은 용도에 사용될 안테나 장치의 분야에 관한 것이다.
현대 레이더 시스템은 종종 디지털 빔 성형(digital beam forming)을 사용하고, 이는 공간의 특정 볼륨을 빠르게 검색하며 순시에(instantaneously) 넓은 영역을 커버(cover)할 수 있도록 수개의 빔들이 신호 처리를 통해 생성되는 것을 의미한다. 이 원칙을 충분히 사용하기 위해 각 안테나 요소는 수신기에 연결되어야 한다. 디지털화된 복귀 신호들은 각 빔의 방향을 제어하기 위하여 상이한 시간 시프트를 사용하여 빔에 조합된다.
주어진 각도 분해능(angular resolution)에 대해서 (이 종래 기술 해결책에서는, 고도(elevation) 방향과 방위(azimuth) 방향이 동일한) 적어도 n개의 안테나 요소들이 각 방향으로 충분히 좁은 빔들을 생성하기 위해 요구된다. 이것은 상기 어레이 내에서 n2개의 안테나 요소들과 동일한 수의 수신기를 초래한다. 주어진 커버리지 섹터(coverage sector)(고도 방향과 방위 방향이 동일한)에 대해서 방위 방향과 고도 방향에서 m개의 빔 방향들이 요구된다. 이것은 m²개의 빔들이 방위 및 고도 방향들의 모든 조합을 커버하기 위해 동시에 계산되어야 한다는 것을 의미한다.
도 1a는 m개의 빔(102)으로 나뉘어진 커버리지 섹터(101)를 개략 도시하며, 각 빔은 빔 폭(103)과 빔 중심 방향(104a)을 갖는다. 상기 커버리지 섹터는 실질적으로 동등한 폭의 2부분으로 커버리지 섹터를 나누는 섹터 중심 방향(104b)을 갖는다. 이 경우 상기 커버리지 섹터들과 각도의 분해능은 방위 및 고도 모두에서 동일하기 때문에, 도 1a는 방위와 고도 모두에서의 상태를 도시한다. 상기 커버리지 섹터는 적어도 1개의 빔을 포함한다, 즉 ｍ≥1.
도 1b는 안테나 요소(106)의 디지털 2D 어레이(105)의 형태의 안테나 장치를 갖는 전술한 종래 기술 해결책을 도시한다. 하나의 수신기(107)는 각 안테나 요소와 연결된다. 상기 수신기들은 디지털 빔 성형기(108)에 연결된다. 상기 빔 성형기는 수신된 정보를 다수의 빔들(빔 1, ..., 빔 k)(109)로 조합한다.
상기 디지털 빔 성형기 내에서 요구되는 용량은 입력 데이터(수신기들)의 수 곱하기 출력 데이터(빔들)의 수에 대략적으로 비례한다. 극한 연산 요구와 함께 다수의 수신기는 완전 디지털 안테나를 대부분 응용에서 매우 비싸게 만든다.
상기 디지털 빔 성형기 이후 각 빔은 타겟을 찾기 위해 별개로 다루어져야 한다. 비용과 물리적 한계들에 기인하여 레이더 시스템들은 종종 디지털 빔성형을 한 방향(고도)으로만 사용하고 다른 방향은 예를 들어 상기 안테나를 회전시킴으로써 커버한다. 이 해결책은 상기 안테나 장치의 회전 속도에 의해 제한되기 때문에 특정 영역을 순시적으로 커버할 수 없다는 결점을 갖는다. 상기 순시 커버는 각 빔의 방위 방향의 폭으로 제한되며, 이 폭은 전형적으로 단지 수 도(degree) 정도에 머무른다. 이후, 넓은 커버 영역은 고도과 방위 모두의 커버리지 섹터가 방위와 고도의 섹터 중심 방향의 각 측으로 적어도 5도를 의미하지만, 전형적으로 섹터 중심 방향의 각측으로 적어도 약 10도, 20도 또는 30도인 커버리지 섹터를 의미한다. 이 면들은 반드시 방위면과 고도면이어야 하는 것은 아니지만 공간 내 임의의 두 개의 직교면을 수는 있다.
따라서 넓은 커버 영역의 순시 커버로 덜 복잡한 신호 처리를 달성할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술 해결책이 갖는 적어도 몇 개의 전술한 결점들을 감소시키기 위한 것이며, 넓은 커버 영역의 순시적인 커버의 덜 복잡한 신호 처리를 달성하는 문제를 해결하기 위해서,
Figure 112013065480821-pct00001
레이더 시스템용 안테나 장치
Figure 112013065480821-pct00002
타겟의 위치를 1개 또는 2개의 교차하는 영역 내에 두도록 계산하는 방법
을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적은 감시 영역을 커버하기 위해 배치되며 안테나 요소를 포함하는 레이더 시스템용 안테나 장치를 제공함으로써 달성된다. 안테나 요소는 송신 안테나 장치의 송신 안테나로부터 송신되고 안테나 장치를 향해 타겟에 의해 반사된 신호를 수신하기 위해 배치되며, 이때,
Figure 112013065480821-pct00003
상기 안테나 장치는 적어도 2개의 비 평행 라인 어레이를 포함하고, 각 라인 어레이는 라인 어레이 축을 따라 연장되며, 적어도 2개의 안테나 요소들을 포함하고,
Figure 112013065480821-pct00004
각 안테나 요소들은 수신기에 연결되고, 각 라인 어레이는 적어도 상기 감시 영역의 순시적인 커버를 위해 디지털 빔 성형을 사용하여 다수의 인접하며 부분적으로 중첩하는 빔을 생성하기 위해 배치되며,
Figure 112013065480821-pct00005
감시 영역 내에 적어도 2개의 라인 어레이로부터 타겟까지 항상 자유로운 시야 라인(free line of sight)이 존재하도록 상기 라인 어레이들이 배치되어 타겟 위치가 상이한 라인 어레이들로부터 적어도 2개의 빔들 사이의 1개 또는 2개의 교차 영역으로 제한되게 하며 거기로부터 타겟 반사가 수신되게 한다.
상기 목적은 타겟의 위치를 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 계산하기 위한 방법으로서, 상기 위치는 특허 청구의 범위 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 갖는 레이더 시스템을 사용함으로써 감시 영역 내 타겟에 대하여 계산될 수 있는 것인, 방법에 의해서 더 달성된다. 상기 방법은,
Figure 112013065480821-pct00006
각 라인 어레이 내 각 안테나 요소로부터 수신된 신호가 디지털 형태로 변환되는 디지털화 단계,
Figure 112013065480821-pct00007
상이한 방향으로 다수의 인접하고 부분적으로 중첩되는 빔들이 각 라인 어레이의 각 안테나 요소로부터의 디지털화된 정보와 상이한 시간 시프트를 조합함으로써 적어도 상기 감시 영역의 순시적 커버를 위해 각 라인 어레이로부터 생성되는 디지털 빔 성형 단계,
Figure 112013065480821-pct00008
레이더 시스템의 안테나 장치에 대해 그 속도와 거리에 의해 각 빔에 대해 타겟들이 식별되는 타겟 식별 단계,
Figure 112013065480821-pct00009
각 타겟이 보이는 모든 빔들을 식별하기 위해 거리와 속도를 사용하는 타겟 데이터 조합 단계 및,
Figure 112013065480821-pct00010
각 타겟의 위치가 상이한 라인 어레이로부터 빔들 사이의 공간의 1개 또는 2개 교차 영역 내에 있도록 계산되는 타겟 위치 계산 단계
를 포함한다.
본 발명의 또 다른 이점은 또한 특허 청구의 범위 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 갖는 레이더 시스템을 제공한다는 것이다.
추가적인 이점들은 후술하는 바와 같이 전술하지 않은 종속 청구항들의 특징 중 1개 또는 수 개의 특징들을 구현함으로써 달성된다.
도 1a는 용어들 커버리지 섹터, 빔, 중심 방향 들을 개략 도시한 도면;
도 1b는 종래 기술에 따른 디지털 2D 어레이를 개략 도시한 도면;
도 2는 1개의 라인 어레이로부터의 빔들의 사시도의 일례를 개략 도시한 도면;
도 3a는 빔의 x/z 면의 횡단면의 일례를 개략 도시한 도면;
도 3b는 빔의 x/y 면의 횡단면의 일례를 개략 도시한 도면;
도 4는 2개의 라인 어레이들을 갖는 일례를 개략 도시한 도면;
도 5a-5c는 패널상에 장착된 2개의 라인 어레이의 상이한 구성을 개략 도시한 도면;
도 5d는 본 발명의 일례의 송신 안테나의 커버리지 섹터를 개략 도시한 도면;
도 6은 3개의 라인 어레이들을 갖는 일례를 개략 도시한 도면;
도 7은 테트라에더(tetraeder)의 에지(edge)를 따라 장착된 3개의 라인 어레이들과 테트라에더의 상부 상에 송신 안테나를 갖는 본 발명의 일례를 개략 도시한 도면;
도 8은 피라미드의 에지를 따라 장착된 4개의 라인 어레이들을 갖는 본 발명의 일례를 개략 도시한 도면;
도 9는 절두된 테트라에더의 에지를 따라 위치하는 안테나 요소들의 열(row)들을 갖는 구성을 개략 도시한 도면;
도 10은 본 발명의 방법의 일례의 블럭 선도를 도시한 도면.
이제 본 발명이 첨부 도면, 도 2 내지 도 10을 참고로 하여 서술된다.
도 1은 상기 배경 기술 부분에서 이미 서술되었다.
도면에서 치수들은 계측하고자 하는 것이 아니며 도면에서 부분들 사이의 치수의 관계는 명료성을 달성하기 위해 선택된 것이다.
도 2는 본 발명에 따라 가늘고 긴(elongated) 라인 어레이(200)로부터의 빔들의 사시도를 개략 도시하며, 가늘고 긴 라인 어레이는 라인 어레이 축을 따라 종방향 연장부를 갖는다. 라인 어레이는 적어도 2개의 안테나 요소(221)를 포함한다. 본 발명의 이 예에서 라인 어레이는 디지털 빔 성형을 통해 17개의 빔(201 내지 217)을 생성한다. 빔의 개수는 적용 분야와 빔 폭과 같은 원하는 설계 파라미터에 따라 변할 수 있다. 전형적으로, 빔의 개수는 4-64 개일 수 있지만 본 발명의 범위와 원리는 빔의 개수나 라인 어레이의 안테나 요소의 개수에 의해 제한되지 않는다. 빔의 개수는 예를 들어 연산 능력의 차후 발전에 따라 특정 적용에 대해 64개 이상 혹은 그보다 상당히 많은 개수로 증가하는 것이 기대된다. 안테나 요소의 개수는 전형적으로 8 내지 64개일 수 있지만 안테나 요소의 개수도 예를 들어 연산 능력의 차후 발전에 따라 특정 적용에 대해 64개 이상 또는 그보다 상당히 많은 개수로 증가하는 것이 기대된다. 그러나 많은 적용에 대하여 표시된 범위 내에서 다수의 빔과 안테나 요소를 사용하는 것은 충분하다. 연산 능력은 빔의 개수에 비례하므로, 본 발명에 따른 해결책을 위해 요구되는 연산 능력은 도 1b에 따른 종래 기술의 해결책을 위한 것보다 훨씬 적을 것이다. 종래 기술 해결책은 k2 개의 빔을 요구하지만 본 발명에 따른 2개의 라인 어레이 해결책은 단지 2k 개의 빔을 요구한다. 이것은 더 예시될 것이다.
좌표 기호(220)는 x-, y-, z-축을 한정한다. 안테나 요소는 라인 어레이의 종 방향을 따라 배치된다. 도 2의 예에서 라인 어레이 축은 z 축 방향으로 연장한다. 각 안테나 요소(221)는 수신기에 연결된다. 라인 어레이는 디지털 빔 성형을 사용하여 다수의 인접하고 부분적으로 중첩하는 빔을 생성하도록 배치된다. 도 2에서 명료하게 하기 위해 빔들은 중첩되게 도시되지 않았다. 각 빔은 블라인드 섹터(222)를 제외하고는 대략 콘(cone) 형상이다. 안테나 요소가 전 방향성(omnidirectional)이거나 실질적으로 전 방향성일 때 블라인드 섹터는 영으로 감소한다. 바람직하게 실질적으로 전 방향성인 가늘고 긴 다이폴들이 라인 어레이의 축 방향의 종방향 연장부를 갖는 안테나 요소로서 사용된다. 도 2의 빔들과 본 상세한 설명과 특허 청구 범위의 다른 수신 빔 패턴들은 디지털 생성 빔의 방향의 함수로서의 상대적 감도를 설명한다.
도 3a는 x/z 면의 1개 빔(301)의 횡단면을 도시하며, 상기 빔은 디지털 빔 성형에 의해 생성된다. 상기 빔은 도 2에 도시한 것과 유사한 라인 어레이의 디지털 빔 성형에 의해 생성된 수개의 빔들 중 하나일 수 있어 유사한 빔 패턴을 갖는다. 디지털 성형 빔의 각각은 콘의 측방향 표면(302)의 적어도 일 부분을 따라 연장되며, 상기 부분은 빔의, 방위의 이 예에서, 폭을 한정하며 y축은 섹터 중심 방향이다(도 3b 참조). 측방향 표면은 이 경우 z축과 일치하는 콘 축(303)을 향해 표면 각(α)을 가지며, 이 예에서 상기 표면각은 고도의 빔 방향을 한정한다. 콘 축은 라인 어레이(304)의 축과 일치한다. 콘 정점(305)은 라인 어레이에 위치한다. 측방향 표면이 회전 대칭을 갖는 콘 축은 콘 정점을 통과하며, 따라서 콘 정점은 콘 축을 2개 부분을 나눈다. 표면각은 0 내지 180도의 범위 내의 값을 취하고, 즉 도 3a의 x축 하방의 콘에 대해서는 표면각이 90 내지 180도의 범위 내 그리고 x축 상방의 콘에 대해서는 표면각이 0 내지 90도의 범위 내인 값을 취할 수 있다. 이것은 표면각이 항상 콘 축의 동일한 부분으로부터 시작하는 것을 의미한다.
도 3b는 일점 쇄선으로 측방향 표면(302)을 나타내는 x/y면에서 빔(301)의 횡단면도이다. 이 예에서 빔은 블라인드 섹터(306)에 대응하는 측방향 표면의 부분을 제외하고는 콘의 측방향 표면(302)을 따라 연장한다. 다이폴과 같은 실질적으로 전 방향성 안테나 요소가 사용될 때 블라인드 섹터는 영으로 감소되며, 빔들은 콘의 완전한 측방향 표면을 따라 연장한다. 이 예에서 안테나 요소는 방위면을 커버하기 위해 사용되며 디지털 빔 성형은 방위면과 직교하는 고도면에 사용된다. 그러나, 예를 들어 고도면의 안테나 요소의 실질적으로 전 방향성 커버, 또는 적어도 넓은 커버 영역 및 방위면의 디지털 빔 성형을 사용하여 면들의 다른 조합도 가능하다. 상기 면들은 반드시 방위면과 고도일 필요는 없지만 공간에서 서로 직교하는 임의의 2개의 면일 수 있다.
안테나 요소의 감도 패턴은 본 발명의 일례에서 예를 들어 다이폴 요소를 사용하여 실질적으로 전 방향성으로 만들어진다. 다른 적용에서 안테나 요소는 패치(patch)일 수 있다. 안테나 요소의 전 방향성 감도는 안테나 요소가 전자기 방사선을 수신하기 위해 모든 방향으로 동일한 감도를 갖는 것을 의미한다. 전 방향성 방사는 송신 모드로 동작할 때 안테나 요소가 모든 방향으로 동등하게 전자기 에너지를 방사한다는 것을 의미한다. 등방성 방사기는 진정한 전 방향성 감도와 방사를 갖는 이론상의 점원(point source)이다. 그러나 진정한 전 방향성 감도와 방사를 갖는 실제의 안테나 요소는 없다. 이 상세한 설명 및 특허 청구의 범위에서 실질적으로 전 방향성 감도나 전 방향성 방사라는 용어가 사용될 때, 이 용어는 거의 또는 실질적으로 전 방향성 감도나 방사를 갖는, 다이폴로서 안테나 요소, 또는 대응하는 감도나 방사를 갖는 다른 안테나 요소로부터의 감도 또는 방사를 의미한다. 다이폴에 대한 감도와 방사는 이 분야 기술자에게는 잘 알려져 있다. 본 발명의 더 나아간 적용에서 라인 어레이의 1개 또는 수 개의 안테나 요소는 함께 연결되며 상기 안테나 요소의 각각으로부터 1개의 아날로그 출력 신호를 제공하는 1개 또는 수개의 서브 안테나 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 라인 어레이의 안테나 요소들은 반드시 동일한 형식이어야 하는 것이 아니지만 다이폴과 패치의 혼합일 수 있다.
본 발명은 안테나 요소를 포함하며 감시 영역을 커버하기 위해 배치된 레이더 시스템용 안테나 장치를 포함한다. 안테나 요소는 송신 안테나 장치의 송신 안테나로부터 송신되며 안테나 장치를 향해 타겟에 의해 반사된 신호를 수신하기 위해 배치된다.
안테나 장치는 적어도 2개의 비 평행 라인 어레이를 포함한다. 각 라인 어레이는 라인 어레이 축을 따라 연장되고, 적어도 2개의 안테나 요소들을 포함하며, 각 안테나 요소들은 수신기에 연결되고 여기서 각 라인 어레이는 적어도 상기 감시 영역의 순시적인 커버를 위해 디지털 빔 성형을 사용하여 다수의 인접하며 부분적으로 중첩하는 빔을 생성하도록 배치된다. 평행 라인 어레이들은 평행한 라인 어레이 축들을 갖는 라인 어레이들이다. 보통 모든 빔들은 상이한 빔 방향들을 갖지만 이것이 필요 요구 조건은 아니다.
레이더 시스템용 안테나 장치는 감시 영역이라 불리는 공간의 볼륨을 커버한다. 감시 영역 내에 적어도 2개의 라인 어레이로부터 타겟까지 항상 자유로운 시야 라인이 있도록 상기 라인 어레이들이 배치된다. 후술하는 바와 같이 이것은 타겟 위치를 상이한 라인 어레이들로부터 적어도 2개의 빔 사이의 1개 또는 2개의 교차 영역으로 제한되게 하며 거기로부터 타겟 반사가 수신된다.
송신 안테나 장치는 완전한 감시 영역을 커버하는 넓은 송신 빔을 생성하기 위해 배치된다. 매우 넓은 감시 영역이 요구되면 송신 안테나 장치의 송신 안테나는 별개의 단순한 다이폴형 안테나와 같은 별개의 광각 안테나일 수 있다. 다른 적용에서는 예를 들어 혼(horn) 안테나와 같은 더 좁은 빔 안테나가 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 예에서 라인 어레이의 안테나 요소들은 송신 및 수신 모두를 위해 사용될 수 있다. 그리고 각 안테나 요소가 수신기 및 송신기에 연결된다.
타겟으로부터 반사되며 실질적으로 전 방향성 안테나 요소를 갖는 1개의 라인 어레이에 의해 생성된 빔에 수신되는 신호는 표면각(α)에 의해 한정된 방향으로 타겟을 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 타겟까지의 거리는 송신 신호 및 수신 신호 사이의 시간 차이에 의해 계산될 수 있다. 안테나 요소들이 실질적으로 전 방향성이면, 빔과 표면각(α)은 송신 신호 및 수신 신호 사이의 시간 차이와 함께 콘의 측방향 표면(302)의 원(circle) 상의 어딘가에 위치하도록 타겟의 위치를 한정한다(도 3b 참조). 안테나 요소들이 다른 형식이거나 안테나 요소들의 감도가 기계적 장애에 의해 제한되면 블라인드 섹터가 존재할 것이며, 도 3b에 도시한 바와 같이 타겟 위치는 블라인드 섹터를 포함하지 않는 원의 나머지부분에 위치할 것이다.
타겟 위치를 더 한정하기 위해 안테나 요소의 제2 라인 어레이는 제1 라인 어레이(401) 및 제2 라인 어레이(402)를 도시하는 도 4에 도시된 바와 같이 사용된다. 타겟은 제1 라인 어레이(401)에 의해 생성된 제1 빔 및 제2 라인 어레이(402)에 의해 생성된 제2 빔에서 검출된다. 신호가 타겟으로부터 반사된 후 안테나 요소에 수신될 때까지 송신 안테나 장치로부터 송신되는 신호 사이의 시간 차이로부터 타겟으로부터 라인 어레이까지의 거리(d)가 계산될 수 있으므로, 타겟 위치는 제1 빔 상의 제1 원(403) 상의 어딘가에 및 제2 빔상의 제2 원(404)상의 어딘가에 위치하도록 결정될 수 있다. 원상의 각 점은 그 라인 어레이까지의 거리(d)를 갖는다. 이 경우 라인 어레이들이 병치(co-located)되므로, 두 원 상의 모든 점들은 그 라인 어레이까지 동일한 거리(d)를 갖는다. 이 예에서 송신 안테나 장치도 라인 어레이와 병치된다. 그리고 타겟 위치는 2개의 원들 사이의 제1 교차 영역(405) 또는 제2 교차 영역(406)내에 위치하도록 결정될 수 있다. 실제적인 구현에 있어서 원들은 특정 폭을 가지므로 상기 위치들은 2개의 원들 사이의 교차점보다는 1개의 교차 영역으로 한정될 것이다. 교차 영역 내 위치의 정확성은 인접한 빔들으로부터 및 송신 안테나 장치로부터 송신되고 안테나 요소에 의해 수신된 수개의 펄스들로부터의 정보를 조합함에 의해 증진될 수 있다. 본 발명의 이 예에서 라인 어레이들의 축들 사이의 각도는 90°이다. 그러나 라인 어레이들의 축들 사이의 다른 각도 역시 검출 범위 내의 타겟이 항상 적어도 2개의 비 평행 라인 어레이들로부터의 시야 라인 내에 있는 한, 차후 도시하는 바와 같이 사용될 수 있다.
전자기 방사에 비 투명한 패널 상에 위치하는 2개의 라인 어레이를 조합함으로써 2개의 라인 어레이를 포함하는 안테나 장치는 패널 앞에서만 보일 것이며 이는 명료한 타겟 위치가 결정될 수 있음을 의미한다. 이 적용에서 2개 라인 어레이는 도 1b의 종래 기술 해결책에서 도시한 것과 같은 안테나 요소의 2D 어레이를 대체한다. 본 발명의 이 적용에서 위치 결정이 명료해진다는 사실은 도 4로부터 이해될 수 있다. 이 경우 레이더 시스템의 안테나 장치는 제1 및 제2 라인 어레이(401 및 402)의 교차 영역의 상방에서만 보인다. 이것은 제1 교차 영역(405)만이 검출되며 따라서 타겟은 이 영역 내에 있도록 결정될 수 있음을 의미한다. 도 5는 2개의 라인 어레이가 패널의 연장면 내에 또는 패널의 연장면과 평행하게 라인 어레이 축을 갖는 패널 상에 위치하는 이 적용에서 사용될 수 있는 라인 어레이의 일부 가능한 구조들을 도시한다.
도 5a에서 제1 라인 어레이(501)와 제2 라인 어레이(502)는 라인 어레이들의 축들 사이에서 직각 β 로 약간의 거리에 위치한다. 도 5b에서 2개의 라인 어레이들은 그 라인 어레이 축들이 서로 직교(β=90°)하도록 서로 교차하며, 양 라인 어레이에 대해 공통으로 1개의 안테나 요소(503)를 갖는다. 도 5c는 축들 사이의 각도 β가 90도가 아닌 예를 도시한다.
도 5d는 라인 어레이들이 위치하는, 즉 커버리지 섹터들이 2개 직교면에서 동등한 패널(504)의 상부 및 측면도를 도시한다. 이 구조에서 혼 안테나가 송신 안테나 장치에 사용된다. 이 예에서 혼 안테나는 패널 표면과 직교하는 축 또는 섹터 중심 방향(505)에 중심을 둔 대략 120도의 2개의 직교면에 커버러지 섹터(γ)를 갖는다.
반구와 같은 넓은 영역을 커버하기 위해 각 라인 어레이는 폴리에더(polyeder)의 분리된 에지의 적어도 일 부분을 따라 정렬될 수 있다. 본 발명의 일례에서는 각 라인 어레이가 폴리에더의 분리된 에지의 적어도 일 부분을 따라 정렬되는 적어도 3개의 라인 어레이가 있다.
이것은 테트라에더의 에지를 따라 위치하는 것처럼 공간 내에 위치하는 제1 라인 어레이(601), 제2 라인 어레이(602), 제3 라인 어레이(603)를 갖는 것으로 도 6에 개략 도시된다. 이 경우, 각 라인 어레이의 안테나 요소는 실질적으로 전 방향성 감도를 가지며, 예를 들어 기계적 구조에 의해 유발된 블라인드 섹터는 없는 것으로 가정된다. 이것은 타겟이 모든 3개의 라인 어레이로부터 보이며 각 라인 어레이는 원 상에 타겟을 위치시킬 수 있음을 의미한다. 제1 라인 어레이는 제1 원(6011) 상에 타겟을 위치시키고 제2라인 어레이는 제2 원(6021) 상에 타겟을 위치시키며 제3 라인 어레이는 제3 원(6031) 상에 타겟을 위치시킨다. 이 경우 공통의 교차 영역(604)은 3개 라인 어레이의 각각으로부터 타겟까지 직접적인 시야 라인이 있을 때 타겟 위치를 명료하게 한정한다.
그러나 감시 영역이 적어도 2개의 라인 어레이로부터 타겟까지 항상 자유로운 시야 라인이 있는 곳으로부터 공간의 볼륨으로 감시 영역이 한정되므로 타겟 위치를 빔들 사이의 2개의 교차 영역의 하나 내에 있도록 결정하는 것이 항상 가능할 수 있다. 도 6의 구성에서 적어도 2개 라인 어레이로부터 타겟이 보일 수 있도록 블라인드 섹터와 감도 패턴을 구성하는 것이 항상 가능하다. 상술한 것과 같은 일부 적용들에서 제3 라인 어레이는 타겟을 또한 볼 수 있으며 그래서 이것은 타겟 위치를 명료하게 결정하기 위해 사용될 수 있다. 제3 라인 어레이가 타겟을 볼 수 없는 일부 적용들에서는 이것은 빔들 사이의 교차 영역들 중 하나를 제외함으로써 1개의 교차 영역 내에 명료한 타겟 위치가 생기게 하는데 사용될 수 있다. 도 6에 도시한 적용에서 송신 안테나 장치의 송신 안테나는 단순한 다이폴 안테나이어서 실질적으로 전 방향성 방사를 제공할 수 있다. 상기 다이폴 안테나는 바람직하게 수직으로 지향될 수 있다.
안테나 장치로부터의 정보는 타겟의 위치를 공간의 빔들 사이의 1개의 교차 영역 내에 명료하게 있도록 또는 서술된 바와 같이 일부 적용에서 공간의 빔들 사이의 2개의 가능한 교차 영역 내에 불명료하게 있도록 결정하기 위해 레이더 시스템에 의해 사용될 수 있다. 타겟 위치는 빔들 사이의 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 항상 결정될 수 있다. 후자의 경우 타겟 위치의 최종 결정은 타겟의 위치를 명료하게 결정하기 위하여 레이더 시스템으로부터의 정보와 추가적인 정보를 사용하여 별개의 시스템에서 행해질 것이다. 이런 추가적인 정보는 하기 유형의 정보 중 하나 또는 수 개일 수 있다:
Figure 112013065480821-pct00011
지형 정보(타겟이 산속에 있지 않을 것 같음),
Figure 112013065480821-pct00012
전술 정보(적의 위치가 대충 알려질 수 있음),
Figure 112013065480821-pct00013
추적 오버 타임 예: 가공하지 않은 데이터가 2개의 가능한 트랙들을 발생시키며 그 트랙들 중 하나의 트랙의 1개 위치가 예를 들어 그것이 산 속이기 때문에 거짓으로 식별될 수 있으면, 이 거짓 위치를 포함하는 트랙은 배제될 수 있으며 상기 위치는 거짓 위치를 갖지 않는 다른 트랙상에 항상 있을 수 있도록 명료하게 한정될 수 있으며,
Figure 112013065480821-pct00014
데이터 융합(예를 들어 에어본 조기 경보(AEW, Airborne Early Warning) 시스템, 열 센서 또는 광 센서와 같은 다른 센서들로부터의 데이터).
도 7은 각 라인 어레이가 테트라에더(700)의 제1 에지(701), 제2 에지(702) 및 제 3에지(703)의 적어도 일부를 따라 정렬된 3개의 라인 어레이를 갖는 도 6의 구성을 실제적으로 구현한 것을 개략 도시한다. 안테나 요소를 갖는 3개 에지들은 정점(705)에서 만난다. 송신 안테나 장치의 송신 안테나(704)는 테트라에더의 정점에 위치하여 실질적으로 전 방향성 방사 패턴(706)을 제공한다. 송신 안테나 장치는 송신 안테나 및 송신기를 포함한다.
도 8은 각 라인 어레이들이 피라미드(800)의 제1 에지(801), 제2 에지(802) 및 제3 에지(803) 및 제4 에지(804)의 적어도 일부를 따라 정렬된 4개의 라인 어레이를 갖는 본 발명의 구현의 또 다른 예를 개략 도시한다. 안테나 요소들을 갖는 상기 에지들은 정점(805)에서 만난다. 송신 안테나는 예를 들어 도 7의 예에서와 같이 위치할 수 있다.
정점(705, 805)에서 만나는 라인 어레이들은 도 7 및 도 8에서 도시한 바와 같이 정점에 위치하는 공통 안테나 요소를 가질 수 있다.
도 9는 절두된 테트라에더(900)상의 3개의 에지(901-903)를 따라 위치하는 3개의 라인 어레이를 갖는 안테나 장치의 구현의 또 다른 예를 개략 도시한다. 송신 안테나는 예를 들어 3개의 에지들로부터의 연장선들의 교차점으로 한정된 정점에 위치할 수 있다.
본 발명은 서술한 바와 같이 완전 디지털 2D 어레이 안테나와 비교할 때 극히 감소된 비용으로 넓은 커버 영역의 순시적 커버를 제공한다. 넓은 커버 영역은, 감시 영역과 대응하여, 전술한 바와 같이, 방위 및 고도에서 섹터 중심 방향의 각 측부상에 적어도 5도인 고도 및 방위의 커버리지 섹터로서 한정되며, 전형적으로 섹터 중심 방향의 각 측부상에 적어도 약 10, 20 또는 30도이다. 이 면들은 반드시 방위면과 고도일 필요는 없지만 공간에서 직교하는 임의의 2개의 면일 수 있다.
본 발명의 이점을 나타내는 일례로, 제1 라인 어레이에 24개의 안테나 요소와 제2 라인 어레이에 24개의 안테나 요소 그리고 각 라인 어레이에 16개의 빔-방향을 요구하는 안테나는 도 1b의 종래 기술 해결책과 비교하여 하기 사항을 요구한다:
종래 기술 본 발명
안테나 요소 242=576 2·24=48
수신기 576 48
빔 162=256 2·16=32
범위 1 〔24/242〕1/4
Figure 112013065480821-pct00015
0.45
상기 예는 본 발명에 따른 해결책이 현저히 적은 안테나 요소, 수신기 및 빔들을 필요로 하는 것을 보여준다. 이 파라미터들은 크기, 중량, 전력 소비, 냉각 요구 조건 및 레이더 시스템의 가격에 직접 영향을 미친다. 종래 기술과 비교하여 범위 감소는 (종래 기술과 본 발명의 해결책의 동일한 송신 전력을 가정하면) 이 시스템이 특히 짧은 범위의 적용에 유리하다는 것을 의미한다. 범위 계산은 본 발명 해결책의 1개 라인 어레이의 수신 영역과 종래 기술 해결책의 수신 영역을 비교한 후 당 분야 기술자에게 잘 알려진 레이더 방정식에 따라 이 관계의 네제곱근(fourth root)을 계산함으로써 행해진다. 범위 계산은 각 빔이 단지 1개의 라인 어레이로부터의 정보로 생성되므로 1개 라인 어레이의 영역만을 사용함으로써 행해져야 한다.
본 발명은 또한 타겟의 위치를 계산하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 일례를 위한 방법의 상이한 단계들이 도 10에 블록도로 도시된다. 이 단계들은 반드시 하기에 서술되고 도 10에 도시된 순서대로 수행되어야 하는 것은 아니다.
디지털화 단계(1001)에서 각 라인 어레이의 각 안테나 요소(1000)로부터 수신된 신호는 디지털 형태로 변환된다.
디지털 빔 성형 단계(1002)에서 상이한 방향의 다수의 인접하고 부분적으로 중첩되는 빔들이 각 라인 어레이의 각 안테나 요소로부터의 디지털화된 정보와 상이한 시간 시프트를 조합함으로써 적어도 상기 감시 영역의 순시 커버를 위해 각 라인 어레이로부터 생성된다.
타겟 식별 단계(1003)에서 타겟들은 레이더 시스템의 안테나 장치에 대해 그 속도와 거리에 의해 각 빔에 대해 식별된다. 거리는 각 빔의 송신된 신호와 수신된 신호 사이의 시간 차이에 의해 계산되며 타겟의 속도는 복귀된 신호의 도플러 시프트에 의해 계산된다. 이 계산들은 레이더 시스템에 사용되는 종래의 수단에 의해 이루어진다.
타겟 데이터 조합 단계(1004)에서 각 타겟이 보이는 모든 빔, 즉 타겟 반사가 수신되는 모든 빔들을 식별하기 위해 범위와 속도가 사용된다. 타겟은 1개 라인 어레이로부터 1개 또는 수 개의 인접한 빔들로부터 검출될 수 있다. 타겟이 1개 라인 어레이로부터 1개를 초과하는 빔에서 검출될 때 가장 강한 수신된 신호를 갖는 빔은 교차 영역 계산을 위해 선택되며 인접한 빔으로부터의 정보는 하기의 타겟 위치 계산 단계(1005)에서 서술하는 바와 같이 타겟 위치를 한정하는 데 있어서의 정확도를 개선하기 위해 사용된다.
타겟 위치 계산 단계(1005)에서 각 타겟의 위치는 계산된다. 타겟 조합 단계(1004)가 단지 1개의 라인 어레이로부터 빔들을 식별한다면 그 위치는 원(또는 알려진 빔 제한들에 따라 원의 일부)이 될 것이다. 그러나 안테나 장치의 구성이 적어도 2개의 라인 어레이로부터 타겟까지 항상 자유로운 시야 라인이 존재하도록 되어 있으므로 이 대안은 제외된다. 따라서 2개 라인 어레이의 2개 빔들에서 타겟이 항상 보일 것이다. 2개 라인 어레이로부터의 빔들이 이용가능할 때 그 위치는 도 4에 따른 예와 관련하여 설명된 바와 같이 상이한 라인 어레이들로부터의 빔들 사이의 공간의 1개 또는 2개 교차 영역(알려진 빔 제한이 1개의 선택권을 배제하면 1개 교차 영역)내에 있을 것이다. 3개 또는 그 이상의 라인 어레이로부터의 빔들이 이용가능할 때 그 위치는 상이한 라인 어레이들로부터의 빔들 사이의 공간의 단일 교차 영역 내에 있을 것이다. 전술한 바와 같이 교차 영역 내 위치의 정확도는 인접하는 빔들로부터의 정보와 송신 안테나 장치로부터 송신되고 안테나 요소에 의해 수신된 수 개의 펄스로부터의 정보를 조합함으로써 증진될 수 있다.
타겟 위치들은 보통 예를 들어 타겟 오버 타임을 추적하고, 가능한 불명료성을 해결하며 투사 궤도를 계산할 목적으로 정보를 다른 센서들과 조합하기 위해 더 평가된다(1006). 이 별개의 시스템은 본 발명의 부분이 아니다. 불명료성을 해결하기 위해 사용될 수 있는 추가적인 정보는, 위에서 설명한 바와 같이,
Figure 112013065480821-pct00016
지형 정보
Figure 112013065480821-pct00017
전술 정보,
Figure 112013065480821-pct00018
추적 오버타임 및
Figure 112013065480821-pct00019
데이터 융합
을 포함한다.
요약하면 본 발명은 타겟의 위치를 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 계산하기 위한 방법을 제공하며 상기 위치는 특허 청구의 범위 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 갖는 레이더 시스템을 사용함으로써 감시 영역 내 타겟에 대하여 계산될 수 있다. 상기 방법은,
Figure 112013065480821-pct00020
각 라인 어레이의 각 안테나 요소(1000)로부터 수신된 신호가 디지털 형태로 변환되는 디지털화 단계(1001),
Figure 112013065480821-pct00021
각 라인 어레이의 각 안테나 요소로부터의 디지털화된 정보와 상이한 타임 시프트를 조합함으로써 적어도 감시 영역을 순시 커버하기 위해 각 라인 어레이로부터 다수의 인접하고 부분적으로 중첩된 빔들이 상이한 방향으로 생성되는 디지털 빔 성형 단계(1002),
Figure 112013065480821-pct00022
레이더 시스템의 안테나 장치에 대해 그 속도 및 거리에 의해 각 빔에 대해 타겟들이 식별되는 타겟 식별 단계(1003),
Figure 112013065480821-pct00023
각 타겟이 보이는 모든 빔들을 식별하기 위해 거리와 속도를 사용하는 타겟 데이터 조합 단계(1004) 및
Figure 112013065480821-pct00024
각 타겟의 위치가 상이한 라인 어레이들로부터 빔들 사이의 공간의 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 계산되는 타겟 위치 계산 단계(1005)를 포함한다.
본 발명은 또한 특허 청구의 범위 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 갖는 레이더 시스템을 제공한다.
본 발명은 전술한 실시예들과 예들로 제한되지 않지만 첨부된 특허 청구의 범위의 범위 내에서 자유롭게 변할 수 있다.

Claims (18)

  1. 감시 영역을 커버하기 위해 배치되며 안테나 요소(106)를 포함하는 레이더 시스템용 안테나 장치로서, 상기 안테나 요소가 송신 안테나 장치의 송신 안테나로부터 송신되며 안테나 장치를 향해 타겟에 의해 반사된 신호를 수신하기 위해 배치되는 것인, 레이더 시스템용 안테나 장치로서,
    Figure 112016116557770-pct00025
    상기 레이더 시스템용 안테나 장치는 적어도 3개의 라인 어레이(200, 304, 401, 402, 501, 502, 601 내지 603)를 포함하되, 각각의 라인 어레이는 테트라에더(tetraeder, 700)의 제1에지(701), 제2에지(702) 및 제3에지(703)의 적어도 일부를 따라 정렬되고, 적어도 2개의 안테나 요소(221)를 포함하며, 적어도 2개의 라인 어레이(200, 304, 401, 402, 501, 502, 601 내지 603)가 비 평행이며,
    Figure 112016116557770-pct00026
    각각의 안테나 요소(221)는 수신기에 연결되어, 각각의 라인 어레이가 적어도 상기 감시 영역을 순시 커버하기 위해 디지털 빔 성형을 사용함으로써 다수의 인접하고 부분적으로 중첩된 빔(201-217, 301)을 생성하기 위해 배치되며,
    Figure 112016116557770-pct00027
    상기 감시 영역 내에 적어도 2개의 라인 어레이로부터 타겟까지 자유로운 시야 라인이 항상 있도록 상기 라인 어레이들이 배치됨으로써, 타겟 위치를, 타겟 반사가 수신되는 상이한 라인 어레이들로부터 적어도 2개의 빔들 사이의 1개 또는 2개의 교차 영역(405, 406, 604)으로 제한시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 안테나 장치의 송신 안테나(704)는 별개의 광각 안테나인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 송신 안테나 장치의 송신 안테나(704)는 실질적으로 전 방향성 방사를 제공하는 수직 지향 다이폴 안테나인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 라인 어레이의 안테나 요소(221)는 송신과 수신의 둘 모두를 위해 사용되며, 각 안테나 요소는 수신기 및 송신기에 연결되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 성형 빔(201 내지 217, 301)들의 각각은 콘(cone)의 측방향 표면(302)의 적어도 일부를 따라서 연장되며, 상기 측방향 표면과 빔의 폭을 한정하는 부분은 콘 축(303)을 향해 표면각(α)을 가지며, 상기 표면각은 빔 방향을 한정하고, 콘 정점(305)은 라인 어레이(200, 304, 401, 402, 501, 502, 601 내지 603)에 위치하며, 상기 측방향 표면이 회전 대칭을 이루는 상기 콘 축은 콘 정점을 통과하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안테나 요소(221)는 다이폴인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 안테나 요소(221)의 감도 패턴이 실질적으로 전 방향성인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 안테나 요소(221)는 패치인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 2개의 라인 어레이(501, 502)는 패널(504) 상에 위치하며, 해당 라인 어레이 축들은 상기 패널의 연장 면내 또는 연장면과 평행한 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 2개의 라인 어레이(501, 502)는 서로 교차하며, 해당 라인 어레이 축들이 서로에 대해 직교하고, 1개 안테나 요소(503)는 양 라인 어레이들에 대해 공통인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 안테나 요소를 갖는 상기 3개의 에지는 정점(705)에서 만나는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  14. 제1항에 있어서, 적어도 4개의 라인 어레이(200, 304, 401, 402, 501, 502, 601 내지 603)가 있고, 각각의 라인 어레이는 피라미드(800)의 제1에지(801), 제2에지(802), 제3에지(803) 및 제4에지(804)의 적어도 일부를 따라 정렬되며, 안테나 요소를 갖는 상기 에지들은 정점(805)에서 만나는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  15. 제13항에 있어서, 정점에서 만나는 라인 어레이(200, 304, 401, 402, 501, 502, 601 내지 603)는 정점(705, 805)에 위치하는 공통의 안테나 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  16. 제1항에 있어서, 라인 어레이의 1개 또는 수개의 안테나 요소는 1개 또는 수개의 서브 안테나 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템용 안테나 장치.
  17. 타겟의 위치가 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 계산하기 위한 방법으로서,
    제1항에 따른 레이더 시스템용 안테나 장치를 갖는 레이더 시스템을 사용함으로써 상기 위치들이 감시 영역 내 타겟들에 대해 계산될 수 있으며, 상기 방법은,
    Figure 112016116557770-pct00028
    각 라인 어레이의 각 안테나 요소(1000)로부터 수신된 신호가 디지털 형태로 변환되는 디지털화 단계(1001),
    Figure 112016116557770-pct00029
    각 라인 어레이의 각 안테나 요소로부터의 디지털화된 정보와 상이한 타임 시프트를 조합함으로써 적어도 감시 영역을 순시 커버하기 위해 각 라인 어레이로부터 다수의 인접하고 부분적으로 중첩된 빔들이 상이한 방향으로 생성되는 디지털 빔 성형 단계(1002),
    Figure 112016116557770-pct00030
    레이더 시스템의 안테나 장치에 대해 속도 및 거리에 의해 각 빔에 대해 타겟들이 식별되는 타겟 식별 단계(1003),
    Figure 112016116557770-pct00031
    각 타겟이 보이는 모든 빔들을 식별하기 위해 거리와 속도를 사용하는 타겟 데이터 조합 단계(1004) 및
    Figure 112016116557770-pct00032
    각 타겟의 위치가 상이한 라인 어레이들로부터 빔들 사이의 공간의 1개 또는 2개의 교차 영역 내에 있도록 계산되는 타겟 위치 계산 단계(105)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 타겟 위치의 계산방법.
  18. 청구항 제1항에 따른 레이더 시스템용 안테나 장치를 포함하는 레이더 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014014864A1 (de) * 2014-10-06 2016-04-07 Astyx Gmbh Abbildender Radarsensor mit horizontaler digitaler Strahlformung und vertikaler Objektvermessung durch Phasenvergleich bei zueinander versetzten Sendern
CN107592977B (zh) * 2015-05-08 2021-04-02 索尼公司 对波束形成进行控制的方法和无线电通信装置
WO2021106590A1 (ja) * 2019-11-26 2021-06-03 ソニーグループ株式会社 映像送信装置、及び、表示装置
CN111479224B (zh) * 2020-03-09 2022-01-11 深圳市广道高新技术股份有限公司 高精度轨迹恢复方法、系统及电子设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100141527A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-10 Farzin Lalezari Orthogonal linear transmit receive array radar

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667201A (en) 1983-11-29 1987-05-19 Nec Corporation Electronic scanning antenna
US5959570A (en) * 1997-11-21 1999-09-28 Raytheon Company Automotive forward looking sensor blockage detection system and related techniques
US20070159922A1 (en) * 2001-06-21 2007-07-12 Zimmerman Matthew J 3-D sonar system
GB2387053B (en) 2001-11-12 2006-02-01 Telstra Corp Ltd Surface wave radar
US7280068B2 (en) * 2005-07-14 2007-10-09 Agilent Technologies, Inc. System and method for microwave imaging with suppressed sidelobes using a sparse antenna array
AU2006314463B2 (en) 2005-11-21 2011-04-14 Plextek Limited Frequency scanning antenna
JP5514156B2 (ja) * 2011-06-06 2014-06-04 株式会社東芝 レーダ装置及び受信データ処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100141527A1 (en) * 2008-10-31 2010-06-10 Farzin Lalezari Orthogonal linear transmit receive array radar

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