LT6622B - Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas - Google Patents

Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas Download PDF

Info

Publication number
LT6622B
LT6622B LT2017517A LT2017517A LT6622B LT 6622 B LT6622 B LT 6622B LT 2017517 A LT2017517 A LT 2017517A LT 2017517 A LT2017517 A LT 2017517A LT 6622 B LT6622 B LT 6622B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
radar
angles
angle
scanning beam
beam segment
Prior art date
Application number
LT2017517A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2017517A (lt
Inventor
Saulius RUDYS
Domantas BRUČAS
Tomas RUDYS
Original Assignee
Vilniaus Universitetas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vilniaus Universitetas filed Critical Vilniaus Universitetas
Priority to LT2017517A priority Critical patent/LT6622B/lt
Priority to PCT/IB2018/054840 priority patent/WO2019003194A1/en
Publication of LT2017517A publication Critical patent/LT2017517A/lt
Publication of LT6622B publication Critical patent/LT6622B/lt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Išradimas skirtas gauti objekto padėties atstumo ir aukščio duomenis trimatėje erdvėje naudojant įprastinio radaro aparatines priemones, apimančias bent anteną, siųstuvą, imtuvą ir kitus prietaisus bei įrenginius, būtinus įprastinių radarų veikimui, taip pat papildomą įrenginį, skirtą gautos radaru informacijos apdorojimui ir pateikimui.

Description

Išradimas yra susijęs su trijų matavimų radarų sistemų veikimu, o tiksliau su objektų buvimo padėties nustatymo horizontalioje ir vertikalioje plokštumoje būdu, atliekant skenavimą aplink vienos krypties ašį.
Technikos lygis
Įprastiniai radarai, aprūpinti siųstuvu ir imtuvu, antena ir kita būtina įprastine įranga, skleidžia elektromagnetines bangas ir jas priima joms atsispindėjus nuo objektų. Šiam tikslui įprastai naudojamas radaras su apie vertikalią ašį besisukančia kryptine antena, kurios kryptingumo diagrama yra siaura horizontalioje ir plati vertikalioje plokštumoje (1 pav.).
Norint nustatyti objekto aukštį radaro atžvilgiu kartu su objekto aptikimo ir atstumo nustatymo radaru yra naudojamas aukštimatis, radaras, turintis apie horizontalią ašį svyruojančią antena. Apie horizontalią ašį svyruojanti radaro antena gali skenuoti tik siaurą sritį, todėl tokios sistemos veikimo greitis yra iš esmės apribotas tik tuo metu aptiktų objektų buvimo kryptimi. Taip pat sistema apima bent du nepriklausomus radarus, dėl ko ji tampa sudėtinga eksploatuoti ir brangu įrengti.
Siekiant atpiginti anteną, gali būti naudojamos antenos, kurių spindulio elevacija priklauso nuo dažnio (kaip aprašyta JAV patentinėje paraiškoje nr. US 13/299,986). Keičiant signalo dažnį galima nustatyti aukštį, tačiau radaro sistema, dėl antenos ir signalo apdorojimo specifikos, tampa sudėtingesnė.
Krypties nustatymui gali būti naudojamos monopulsinės antenos (kaip aprašyta JAV patentinėje paraiškoje nr. US 13/976,550). Jas galime interpretuoti, kaip fazuotos gardelės ribinį atvejį. Jų krypties nustatymo tikslumas yra nedidelis ir jos tinkamos esant tik vienam taikiniui.
Gali būti naudojamos antenų sistemos, turinčios 2 vienas virš kito esančius spindulius (kaip aprašyta JAV patentinėje paraiškoje nr. US 13/976,550). Aukštis nustatomas pagal signalų, patenkančių j skirtingus spindulius amplitudės ar fazes. Šio metodo aukščio nustatymo tikslumas nedidelis.
Pagrindinis analogas yra aprašytas JAV patentinėje paraiškoje Nr. US 14/125,358. Atskleista trimačio stebėjimo radarų sistema apimanti įprastinę radarų aparatinę įrangą. Azimutui nustatyti yra naudojami bent du radarai, kurie skenuoja skirtingais azimutų kampais ir yra sukami apie vertikalią bendrą ašį. Aukščiui nustatyti yra naudojamas atskiras radaras, kuris yra sukamas apie vertikalią ašį. Aptikus objektą vienu iš azimuto radarų, aukščio nustatymo radaras yra pozicionuojamas taip, kad skenuotų to azimuto radaro apžvalgos sritį ir nustatytų objekto aukštį. Šios sistemos ir būdo pagrindiniai trūkumai yra keleto atskirų radarų naudojimas, siaura aukščio nustatymo sritis, lėtas veikimas, ribota objekto aukščio nustatymo sritis, ši sistema reikalauja sukimo mechanizmo dviem ašimis.
Išradimas neturi dalies įprastiniams trimačio skenavimo radarams būdingų trūkumų, ir gali būti taikomas radaruose, sonaruose ar lidaruose priimant nuo objektų atspindėtas bangas, naudojant bangų spinduliavimo šaltinius su skirtingu spinduliavimo paskleidimu (su skirtingomis kryptingumo diagramomis) skirtingose plokštumose, naudojant skirtingą spinduliavimo šaltinių orientaciją dviejų statmenų ašių atžvilgiu, esant skirtingiems pokrypio kampams.
Trumpas išradimo aprašymas
Radarą sudaro bent viena išilginio tipo antena (kurios vienas apertūros matmuo yra didesnis už kitą matmenį), siųstuvas, imtuvas ir kitos aparatinės priemonės. Antenos kryptingumo diagrama yra siaura vienoje ir plati antroje, statmenoje pirmajai plokštumai plokštumoje. Toje plokštumoje, kur antenos apertūros matmenys yra didesni - kryptingumo diagrama yra siauresnė. Viena antena, arba pirmoje vienos antenos padėtyje, antena yra pasukta vienu kampu apie posvyrio ašį, sutampančia su pagrindine signalo sklidimo kryptimi. Skenavimo (skenavimas - signalų siuntimas ir atsako priėmimas kiekvieną kartą skirtinga kryptimi) metu antena ar antenos sukasi apie pokrypio ašį. Bent viena kita antena arba viena antena antroje vienos antenos padėtyje yra pasukta antru kampu apie posvyrio ašį, sutampančia su pagrindine signalo sklidimo kryptimi. Skenavimo metu antena sukasi apie pokrypio ašį. Erdvė skenuojama bent vieną kartą, esant bent dviem skirtingiems radaro antenos posvyrio padėties kampams. Dėl skirtingų antenų arba vienos antenos kryptingumo diagramų posvyrio, tas pats objektas bus aptinkamas esant skirtingiems pokrypio kampams. Žinant šį pokrypio kampų skirtumą, atstumą iki aptikto objekto ir antenos pasvirimo kampą - galima apskaičiuoti taikinio aukštį.
Trumpas brėžinių aprašymas
Kiti išradimo požymiai ir privalumai yra aprašomi detaliame išradimo aprašyme su nuoroda į žemiau pateiktus brėžinius:
pav. yra pavaizduotas įprastinio radaro kryptingumo diagrama su viena antena.
pav. yra pavaizduotas įprastinio radaro kryptingumo diagrama su dviem antenomis pasvirusiomis žemės paviršiaus plokštumos atžvilgiu.
pav. yra pavaizduotos orlaivio judėjimo ašys skrydžio metu.
pav. yra pavaizduotas kampų, naudojamų aukščio skaičiavimui, išdėstymas bent vienos antenos posvyrio kampų atžvilgiu.
pav. yra pavaizduotas kampų, naudojamų aukščio skaičiavimui, išdėstymas dviejų antenų posvyrio kampų atžvilgiu.
6. pav. pavaizduota taikinio aptikimo azimuto kampai, esant skirtingiems posvyrio kampams.
pav. pavaizduota antenų vieta orlaiviuose.
pav. yra pavaizduotas radaro taikymas orlaiviuose.
Prieš pateikiant detalų išradimo aprašymą su nuoroda į išradimo įgyvendinimo pavyzdžių brėžinius, atkreipiame dėmesį, kad identiški elementai yra pažymėti tokiais pačiais skaitmenimis visuose brėžiniuose.
Išsamus išradimo aprašymas
Radaras, apimantis bent vieną j šonus pakreipiamą anteną (1), kurios spindulių ruožas (S) (kryptingumo diagrama kaip 1 pav.) ortogonaliose plokštumose yra skirtingo pločio, arba dvi tokias antenas (T, 1“), kurios yra išdėstytos vienoje plokštumoje arba lygiagrečiose plokštumose, nelygiagrečiai viena kitos atžvilgiu, ir kurių spindulių ruožai (S‘, S“) (kryptingumo diagrama kaip 2 pav.) ortogonaliose plokštumose yra skirtingo pločio. Radaras taip pat apima ir kitą standartinę radarų aparatinę įrangą (brėžiniuose neparodyta), kaip pavyzdžiui bent vieną siųstuvą ir bent vieną imtuvą, radarų signalų siuntimą, gavimą, apdorojimą ir išvedimą užtikrinančią įrangą, taip pat ir specialią įranga, skirtą apdoroti radaro teikiamiems duomenims, apskaičiuoti ir atvaizduoti taikinių vietai ir parametrams.
Būdas nustatyti objekto, kuris yra tam tikru atstumu R nuo radaro (kaip pavaizduota 4 pav. ir 5 pav), tam tikru azimuto kampu a ir tam tikrame aukštyje H, aukštį, naudojant radarą, apimantį bent vieną į šonus pakreipiamą anteną (1), kurios spindulių ruožas (S) ortogonaliose plokštumose yra skirtingo pločio, arba dvi tokias antenas (T, 1“), kurios yra išdėstytos vienoje plokštumoje arba lygiagrečiose plokštumose, nelygiagrečiai viena kitos atžvilgiu, ir kurių spindulių ruožai (S‘, S“) ortogonaliose plokštumose yra skirtingo pločio; taip pat apimantį ir kitą standartinę radarų aparatinę įrangą, kaip pavyzdžiui bent vieną siųstuvą ir bent vieną imtuvą, radarų signalų siuntimą, gavimą, apdorojimą ir išvedimą užtikrinančią įrangą, taip pat ir specialią įranga, skirtą apdoroti radaro teikiamiems duomenims, apskaičiuoti ir atvaizduoti taikinių vietai ir parametrams, apima erdvės, kurioje yra ieškoma objekto, apima skenavimą nesimetrišku radaro spindulių ruožu (S, S‘, S“), tokiu, kurio aukštis yra didesnis negu plotis arba plotis didesnis negu aukštis, kada antena (1, T) yra pakreipta pirmu posvyrio kampu <p‘ žemės paviršiaus plokštumos (P) atžvilgiu ir kada antena (1, 1“) yra pakreipta antru posvyrio kampu φ“ į žemės paviršiaus plokštumos (P) atžvilgiu. Posvyrio kampai φ1 ir φ“ yra kampai tarp statmens i anteną ir žemės paviršiaus plokštumos, kaip parodyta 6 pav. Kada posvyrio kampai φ' ir φ yra vienodi skaitine reikšme bet pakrypę priešingomis kryptimis, tada a yra pusė kampo tarp taikinių krypčių pagal azimutą, gautų naudojant pirmu kampu φ“ ir antru kampu φ“ pasvirusias antenų kryptingumo diagramas ( |φ“|=| φ“|= φ).. Tokiu atveju, aptikto objekto aukštis H yra apskaičiuojamas pagal formulę:
jj R tan φ sin a ..
.............T J
V (tan <p sin a)2 +1
Jeigu vienas iš kampų φ' ir φ yra 90° kampas, tuomet antras kampas, kurį pažymėsime φ, gali būti bet koks kitas, nelygus 0 laipsnių, kampas. Tokiu atveju, aptikto objekto aukštis H taip pat yra apskaičiuojamas pagal formulę 1). a yra kampas tarp taikinių krypčių pagal azimutą, gautų naudojant nepasvirusią (esančią 90° kampu) ir antru kampu φ pasvirusią antenų kryptingumo diagramas.
Kampo φ kitimo ribos yra +- 90 laipsnių.
Aukštį galima apskaičiuoti ir kai posvyrio kampai |φ“| ir |<p‘| nėra lygūs arba nei vienas iš jų nėra 90 laipsnių kampas. Tada aukštį H galima apskaičiuoti pagal formule:
H__Rtan<p'tan<psiny___________________
7tan2<p' +tanz<p+2tanę>' tan<p cosy+(tan<p' tan<p siny)2 kur y yra kampas tarp taikinių krypčių pagal azimutą, gautų naudojant pirmu kampu φ1 ir antru kampu φ pakrypusias antenas (1, T, 1“), o tiksliau antenų (1, T, 1“) kryptingumo diagramas (kaip parodyta 4 pav. ir 5 pav). Kampą BOC ar BOD (kaip pavaizduota 5 pav.) .kuris reikalingas, norint nustatyti taikinio azimutą, žinodami H, galime apskaičiuoti ir naudojant formulę 1). Tada kampas BOC būtų lygus kampui α, o φ-φ, arba kampas BOD būtų lygus kampui α, o φ“=φ.
Pagal pirmą išradimo aspektą, radaras apima vieną anteną (1), kurios spindulio ruožas (S) nėra simetriškas spindulio sklidimo kryptimi, ir priemonę (2‘, 2“), skirtą ją pakreipti kampu į vieną arba į kitą pusę. Tokia priemonė gali būti valdomai pasukamas stovas (2‘), kuris vienu metu suka minėtą anteną (1) aplink vertikalią ašį (3) keičiant pokrypio kampą nuo φ1 iki φ“. Suformuojamas skenuojantis antenos (1) spindulio ruožas (S) aplinkos skenavimui bent vienu pirmu antenos posvyrio į žemės paviršiaus plokštumą (P) kampu φ“ ir bent vienu antru antenos (1) posvyrio į žemės paviršiaus plokštumą (P) kampu φ“ (kaip parodyta 4 pav. ir 5 pav.).
Minėta vienos antenos (1) pakreipimo kampu j vieną arba j kitą šoną priemonė gali būti orlaivis (2“), kuriame lygiagrečiai sparnams arba juose yra sumontuojama viena antena (1) arba keletas, kurių kryptingumo diagrama yra siaura vienoje ir plati antroje, statmenoje pirmajai plokštumai plokštumoje. Orlaiviui (2“) skrendant jo pakrypimas vertikaliąja (pokrypio) ašimi ir/arba išilgine (posvyrio) ašimi, keičia lygiagrečiai sparnams sumontuotų antenų (1) signalų sklidimo erdvės (antenos kryptingumo diagramos) pasvyrimo kampą nuo φ' iki φ“. Ir skrendant sudaro galimybę skenuoti bent dviem posvyrio kampais φ' ir φ“ taip nustatant atstumą R iki objekto ir jo pakilimo aukštį H, orlaivyje 2“ sumontuoto radaro atžvilgiu.
Pagal antrą išradimo aspektą, radaras apima dvi antenas (T, 1“), kurių kiekvienos spindulio ruožas (S‘, S“) yra siauras vienoje ir platus antroje, statmenoje pirmajai plokštumai plokštumoje, ir kurios yra išdėstytos vienoje plokštumoje arba lygiagrečiose viena kitai plokštumose, ir vienos antenos kryptingumo diagramos posvyrio kampas φ' ir kitos antenos posvyrio kryptingumo diagramos kampas φ“ į žemės paviršiaus plokštumą OCB (P), pagal 5 pav., skiriasi arba yra tokios pačios skaitinės vertės. Radaras taip pat apima ir jos sukimo apie bendrą antenų (T, 1“) ašį (z) vieną arba į kitą kryptį priemonę (2‘, 2“). Tokia priemonė gali būti valdomai pasukamas stovas (2‘), kuris vienu metu suka minėtas antenas (T, 1“) aplink vieną bendrą ašį (z) (kaip pavaizduota 2 pav.). Tokiu būdu yra suformuojami du skenuojantys spindulių ruožai (S‘, S“) aplinkos skenavimui bent dviem antenų pasvirimo j žemės paviršiaus plokštumą (P) kampais φ* ir φ“, kurie gali skirtis arba būti tokios pačios vertės.
Dviejų antenų (T, 1“), sudarančių X, arba V formą, pasukimo j vieną arba j kitą kryptį priemonė gali būti orlaivis (2), kuriame lygiagrečiai sparnams arba juose yra sumontuojamas minėtas dviejų antenų (1‘, 1“) X, arba V formos derinys (7 pav.), kurių kiekvienos spindulio ruožas (S‘, S“) yra siauras vienoje ir platus antroje, statmenoje pirmajai plokštumai plokštumoje. Orlaiviui (2“) skrendant ir keičiant skridimo kryptį bet kaip orientuotos ašies atžvilgiu, panaudojus išradimo būdą, sudaroma galimybė skenuoti erdvės sektorių, taip nustatant atstumą R iki objekto ir jo pakilimo aukštį H orlaivyje 2“ sumontuoto radaro atžvilgiu, arba azimuto ir elevacijos kampus.
Pagal naudojamų imtuvų/siųstuvų skaičių gali būti naudojamas vienas siųstuvas/imtuvas (šiuo atveju reikia atlikti bent du skenavimus, arba perjunginėti antenas), arba daugiau nei vienas siųstuvas/imtuvas (galima nenaudoti antenų perjungimo).
Pagal siųstuvų naudojimo laiką - siųstuvai gali siųsti vienu metu, ar pakaitomis.
Pagal spinduliavimo kryptį - antenos gali būti nukreiptos ta pačia kryptimi, arba priešingomis kryptimis.
Pagal skenavimo metodą - skenuojama keičiant antenos kryptį, arba(ir) keičiant antenos kryptingumo diagramos kryptį antenos atžvilgiu naudojant žinomus metodus, pvz.: signalų fazės postūmį antenos elementuose.
Galimai pats paprasčiausias radaro, naudojant išradimą realizavimas būtų kai naudojamas vienas siųstuvas/imtuvas kartu su dviem perjungiamomis antenomis, kurios išdėstytos X , ar V raidės pavidalu.
Pirmas būdo naudojimo pavyzdys
Tarkime aptikti numatytas objektas yra atstumu R, aukštyje H šiaurės kryptimi (taškas A) nuo radaro (kaip pavaizduota 4 pav.). Radaro antena vienu atveju yra a) horizontalioje padėtyje (spindulio energija didžiausia plokštumoje OAB), kitu atveju yra b), c) pakreipta kampu φ, žemės paviršiaus plokštumos OCB (P) atžvilgiu (spindulio energija didžiausia pokštumoje OAC, kur plokštuma OAB yra statmena plokštumai OBC, plokštuma OAC yra pasvirusi kampu φ plokštumos OBC atžvilgiu, kaip nurodyta 4 pav. ir 6 pav.
Atlikus skenavimą (signalo siuntimą ir atspindžio priėmimą įvairiomis kryptimis) atveju a), (kaip pavaizduota 6 pav.) anteną (1) sukant apie vertikalią ašį taikinys bus aptinkamas šiaurės kryptimi, ir bus nustatomas atstumas iki aptikto objekto.
Atlikus skenavimą atveju b), arba c) - objektas bus aptinkamas skenavimo spinduliui skenuojant erdvę kitokiu kampu negu atveju a) - t.y. kampu a.
Žinant atstumą iki taikinio R, gautą po skenavimo atveju a) , b), ar c), antenos pasvirimo kampą φ, ir kampą a- galima apskaičiuoti taikinio aukštį H, ir elevaciją (kampą tarp krypties į taikinį ir horizontalios plokštumos) β (kaip pavaizduota 4 pav.).
Naudojant dvi antenas (T, 1“), kurios yra vienodai pasvirusios priešingomis kryptimis, centrinės vertikalaus antenų pasukimo (posvyrio) ašies atžvilgiu (z), yra atliekamas bent vienas skenavimas nekeičiant antenų posvyrio į žemės paviršiaus plokštumą (P) kampų. Tokiu atveju, atlikus bent vieną skenavimą šiaurėje esančio taikinio vaizdai radaro ekrane (4), gaunami kiekvienos antenos atžvilgiu, būtų išsidėstę simetriškai šiaurės krypties atžvilgiu, o kampas tarp jų būtų 2a ,kaip pavaizduota 6 pav..
Naudojant dvi antenas (T, 1“), kurių viena yra apsvirusi 90° kampu, o kita bet kokiu kitu kampu, kuris nėra lygus 0°, centrinės vertikalaus antenų pasukimo (posvyrio) ašies atžvilgiu (z‘), yra atliekamas bent vienas skenavimas nekeičiant antenų posvyrio į žemės paviršiaus plokštumą (P) kampų. Tokiu atveju, atlikus bent vieną skenavimą šiaurėje esančio taikinio vaizdai, gaunami nepasvirusios antenos atžvilgiu, būtų išsidėstę a kampu i šiaurės krypties atžvilgiu.
Naudojant šią metodiką galima vienu metu nustatyti keleto taikinių aukščius ar elevacijos kampus radarui ištisai skenuojant erdvę antenas sukant aplink vertikalią radaro ašį.
Jei dalis taikinių vaizdų persidengtų (tai įmanoma, kai taikiniai yra vienodu atstumu iki radaro, bet skirtinguose aukščiuose ir/arba skirtingomis kryptimis nuo radaro) - šią problemą galime išspręsti atlikę papildomą skenavimą pakeitus antenos pasvirimo kampą φ apie posvyrio ašį.
Antras būdo naudojimo pavyzdys
Vienos antenos (1) radaras gali būti realizuotas patalpinant radaro anteną (1) į lėktuvo (2“) sparno priekinę dalį (kaip pavaizduota 7 pav.). Antenos (1, T, 1“) gali būti išskirstytos ir po skirtingus sparnus. Tai galėtų būti naudinga FMCVV radaro atveju, kai yra įprasta naudoti atskiras antenas siuntimui ir priėmimui. Skenavimas vyktų keičiant lėktuvo skridimo kryptį (K). Darant posūkį skrendant - lėktuvas natūraliai pasvyra. Skrendant vingiuota trajektorija (VT), būtų skenuojamas erdvės sektorius. Darant posūkį laikrodžio rodyklės kryptimi, lėktuvas būtų pasviręs į vieną pusę - sukantis prieš laikrodžio rodyklę, lėktuvas būtų pasviręs į kitą pusę (kaip pavaizduota 8 pav.).
Taigi, atlikus vingį, sektorius būtų nuskenuotas du kartus, esant skirtingiems antenos (1, T, 1“) posvyriams horizontalios plokštumos atžvilgiu. Taip radaro ekrane (4) būtų gaunami taikinio vaizdai (5, 5‘) kiekvienos antenos atžvilgiu, būtų išsidėstę simetriškai šiaurės krypties atžvilgiu, o kampas tarp jų būtų 2a Jei kokio nors taikinio negalima išskirti iš kitų - lengvai galime pakeisti lėktuvo ir, atitinkamai, antenos (1, T, 1“) posvyrio kampą φ' arba φ“ apie posvyrio ašį.
Tokiu būdu, būtų realizuotas taikinio aukščio (ar elevacijos kampo) nustatymas (realizuotas 3D radaras) naudojant paprasto 2D apžvalginio radaro aparatinę įrangą.
Šis techninis sprendimas gerai tinkamas bepiločiams orlaiviams, kadangi antenos integracija į sparną ir antenos sukimo mechanizmo nebuvimas mažina radaro masę, o skenavimas vingiuojant, nevargina ekipažo, kadangi jo bepiločiame orlaivyje nėra.
Pagrindinis taikymas yra antžeminių ar orlaivių radarų srityje, tačiau gali būti taikomas ir sonarams ar lidarams.
Nors išradimo aprašyme buvo išvardinta daugybė charakteristikų ir privalumų, kartu su išradimo struktūrinėmis detalėmis ir požymiais, aprašymas yra pateikiamas kaip pavyzdinis išradimo išpildymas. Gali būti atlikti pakeitimai detalėse, ypatingai medžiagų formoje, dydyje ir išdėstyme nenutolstant nuo išradimo principų, vadovaujantis plačiausiai suprantamomis apibrėžties punktuose naudojamų sąvokų reikšmėmis.

Claims (15)

  1. Išradimo apibrėžtis
    1. Trimačio skenavimo radaras, apimantis įprastinio dvimačio skenavimo radaro aparatinę įrangą, besiskiriantis tuo, kad apima bent du radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampus (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) ir tokių kampų formavimo priemonę (2‘, 2“).
  2. 2. Radaras pagal 1 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), tik vienas radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampas (φ1) į žemės paviršiaus plokštumą (P) yra 90°.
  3. 3. Radaras pagal 1 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), du radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) yra vienodi skaitine reikšme bet pakrypę priešingomis kryptimis.
  4. 4. Radaras pagal 1 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), du radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) yra skirtingi skaitine reikšme.
  5. 5. Radaras pagal bet kurį ankstesnį punktą, kur radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ*, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) formavimo priemonė yra valdomai pasukamas stovas (2‘).
  6. 6. Radaras pagal bet kurį 1-4 punktą, kur radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) formavimo priemonė yra orlaivis (2“).
  7. 7. Radaras pagal bet 6 punktą, kur radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) antenos (1, T, 1“) yra sumontuotos orlaivio (2“) bent viename sparne.
  8. 8. Būdas skenuoti aplinką dvimačio skenavimo radaru trimačiam skenavimui, naudojant radarą pagal bet kurį ankstesnį punktą, kur objektui aptikti yra naudojamas radaras pagal bet kurį ankstesnį punktą, apima aplinkos skenavimą skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) bent dviem posvyrio kampais (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P).
  9. 9. Būdas pagal 8 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), tik vienas radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampas (φ1) j žemės paviršiaus plokštumą (P) yra 90°.
  10. 10. Būdas pagal 8 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), du radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) j žemės paviršiaus plokštumą (P) yra vienodi skaitine reikšme bet pakrypę priešingomis kryptimis.
  11. 11. Būdas pagal 8 punktą, kur iš minėtų bent dviejų radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampų (φ1, φ“), du radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) yra skirtingi skaitine reikšme.
  12. 12. Būdas pagal bet kurį 8-11 punktą, kur radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) j žemės paviršiaus plokštumą (P) yra formuojami valdomai pasukamu stovu (2‘).
  13. 13. Būdas pagal bet kurį 8-11 punktą, kur radaro skenuojančių spindulių ruožo (S, S‘, S“) posvyrio kampai (φ1, φ“) į žemės paviršiaus plokštumą (P) yra formuojami orlaivio (2“) skridimo trajektorija.
  14. 14. Būdas pagal 9 arba 10 punktą, kur aptikto objekto aukštis H yra apskaičiuojamas pagal formulę:
    _ J?tanysin« 7(tan^sin a)2 +1 kur pagal 10 punktą,a yra pusė kampo tarp taikinių krypčių pagal azimutą, gautų naudojant pirmu kampu <p‘ ir antru kampu φ“ pasvirusias antenų kryptingumo diagramas ir |φ“|=| φ'|= φ;
    kur pagal 9 punktą , a yra kampas tarp taikinių krypčių pagal azimutą, gautų naudojant nepasvirusią (esančią 90° kampu) ir antru kampu φ pasvirusią antenų kryptingumo diagramas; o kampo φ kitimo ribos yra +- 90 laipsnių.
  15. 15. Būdas pagal 11 punktą, kur aptikto objekto aukštis H yra apskaičiuojamas pagal formulę:
    Η ______________________Rt3n<įa,tan<įosiny_____________________
    7t3n2^>' +t3n2<p+2t3n<pz tanęj cosy+(tan^z ten<p siny)2 kur y yra kampas tarp taikinių krypčių pagal azimutą; o kampų <p‘ ir φ“ kitimo ribos yra +- 90 laipsnių.
LT2017517A 2017-06-30 2017-06-30 Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas LT6622B (lt)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2017517A LT6622B (lt) 2017-06-30 2017-06-30 Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas
PCT/IB2018/054840 WO2019003194A1 (en) 2017-06-30 2018-06-29 3D SCANNING RADAR AND METHOD OF DETERMINING ALTITUDE OF PRESENT OBJECT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2017517A LT6622B (lt) 2017-06-30 2017-06-30 Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2017517A LT2017517A (lt) 2019-01-10
LT6622B true LT6622B (lt) 2019-05-10

Family

ID=63080232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2017517A LT6622B (lt) 2017-06-30 2017-06-30 Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas

Country Status (2)

Country Link
LT (1) LT6622B (lt)
WO (1) WO2019003194A1 (lt)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021124012A1 (de) 2021-09-16 2023-03-16 Neura Robotics GmbH Radarsystem sowie Verfahren zur Bestimmung eines Objektes im Raum

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3559236B2 (ja) * 2000-10-13 2004-08-25 三菱電機株式会社 レーダ信号処理方法およびこの方法を用いたレーダ装置
US7095364B1 (en) * 2005-08-04 2006-08-22 The Boeing Company Altitude measurement system and associated methods
US7463187B2 (en) * 2006-09-27 2008-12-09 Honeywell International Inc. Method and system of improving altimeter accuracy by use of a separate peak return signal tracking

Also Published As

Publication number Publication date
LT2017517A (lt) 2019-01-10
WO2019003194A1 (en) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506775B2 (en) Mechanically assisted phased array for extended scan limits
JP7493312B2 (ja) 受信した信号の偏光に基づく材料カテゴリの判定
KR0157250B1 (ko) 3차원 이미지 밀리미터파 추적 및 유도 시스템
JP2016042075A (ja) バイスタティックレーダシステムの送信器の位置を特定するためのシステム及び方法
US7504985B2 (en) Multi-dimensional real-array radar antennas and systems steered and focused using fast fourier transforms
KR102593466B1 (ko) 다각도 합성개구레이다 영상 처리 방법 및 이를 위한장치
JP4166600B2 (ja) 地中探知装置
US8212710B2 (en) Radar image generation system
US2472212A (en) Method of locating beacons
US11385324B2 (en) System and methodologies for air surveillance and weather measurement
US9270020B2 (en) Antenna arrangement for a radar system
KR102188596B1 (ko) 배열 안테나의 회전을 이용한 레이다 및 이의 3차원 영상 획득 방법
US3611376A (en) Radar system with beam splitter and synthetic stabilization
US4814779A (en) Radar system with auxiliary scanning for more dwell time on target
US20250298121A1 (en) Ground clutter mitigation with half-duplex circularly polarized aesa radar
LT6622B (lt) Trimačio skenavimo radaras ir objektų buvimo aukščio nustatymo būdas
US3242491A (en) Inverted v-beam antenna system
JP3559236B2 (ja) レーダ信号処理方法およびこの方法を用いたレーダ装置
US3366960A (en) Microwave radiometric navigation system
RU2559203C1 (ru) Способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией
US3197776A (en) Receiver-indicator system for radar apparatus
RU2316021C2 (ru) Многоканальная радиолокационная система летательного аппарата
Shejbal et al. Active antenna array concepts for precision approach radar
US3568185A (en) Mapping signal display apparatus
US3213451A (en) Airborne contour-sensing radar

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20190110

FG9A Patent granted

Effective date: 20190510

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20240630