TWI586989B - 主動電子掃描陣列，用以提供動態方位掃描之方法，及非暫態機器可讀取媒體 - Google Patents

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Description

主動電子掃描陣列，用以提供動態方位掃描之方法，及非暫態機器可讀取媒體
本發明關於一種用於旋轉主動電子掃描陣列雷達之動態方位掃描。
旋轉三維監視雷達通常使用涵蓋監視範圍之高度幅度(elevation extent)且被操縱至天線之機械方位的搜尋光束之樣板(template)或扇形物(fan)。此方法提供雷達能量及偵測之機率的均勻分佈作為當以方位角對稱的環境條件來呈現的方位之功能。然而，若環境條件並非方位角對稱時，例如特定方位角存在局部強雜波或天氣狀況，則此掃描方式導致在那些角度有局部減少的偵測機率與目標範圍。微波區域中之雨滴干擾可為飛行器或任何物件的追蹤變得困難之此種強度，若非不可能的話。
為了補償這些類型狀況，低頻帶已被使用，因為降水與雲的損失在較低頻率中明顯較低(例如超高頻(UHF)、特 高頻(VHF)、L頻帶、S頻帶)。然而，在旋轉三維(3D)監視雷達中每單元方位所花費的能源之量通常由旋轉率所限制，例如12RPM天線、13.8毫秒的雷達資源可用於在旋轉期間每1度的方位。
若暴雨胞存在於孤立的方位區域中，則目標SNR降低及減少在該方位的偵測機率(probability of detection；Pd)。假設一任務限制，僅僅使用較高的能源樣板以抵銷額外損失是沒有效果的。更多能量增加樣板持續時間及方位間隔。然而，增加的方位間隔會增加波束外形損失且增加的波外形損失會抵銷增加的所施加能源。結果是，目標偵測範圍在有風暴胞的方位角明顯地降低而在其他地方仍維持高。
現有旋轉3D監視雷達設計使用靜態方位掃描角偏離側邊(static azimuth scan angle off broadside)及以高度電子地掃描。其他選項的雷達設計折衷會考量搜尋高度幅度之縮小以允許每個時間單元每個立體角(steradian)在其中降級條件存在所在之方位角有更多能量。再者，對於最差情況風暴方位之設計系統敏感度導致其在別處超出界限，亦即增加成本。此外，限制大雨中之最大高度使得更多能量可被排程於低高度會削減搜尋範圍。
於本發明之一觀點中，一種主動電子掃描陣列包含：複數個輻射元件，一輻射元件包括一傳送接收模組，用於 對各輻射元件提供傳送器與接收器功能；及一控制器，耦接至該複數個傳送接收模組，該控制器係被設置以提供動態電子方位波束轉向以利用其中暫流時間係增加所在的方位之累進回掃旋轉(progressive scan back rotation)及利用其中減少的暫流時間係被使用以維持一實質恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃旋轉作為在不均勻損失的存在下的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率。
該陣列可進一步包括一或多個以下特徵：該動態電子方位波束轉向提供以根據一方位偏移剖面(azimuth offset profile)所識別的方位角之一前掃或後掃速率、根據該方位偏移剖面所識別的方位角之該前掃或後掃速率控制於任何給定方位區域內傳送所花費之一時間量及以方位的功能允許雷達能量之不均勻分佈，用以在不均勻天氣損失情況的存在下提供更均勻的可偵測機率(Pd)、該控制器基於一機械速率與該方位偏移剖面來使用具有達成搜尋波束之一預設方位間隔的持續時間之樣板、該控制器對於所有360度方位使用一單一樣板，其中方位間隔係根據前掃與後掃速率成比例增加與減少、該控制器使用多個樣板、該控制器藉由在該累進前掃期間使用具有較一般樣板寬的間隔之一累進前掃樣板來使用該等多個樣板，且在一累進回掃期間使用具有一般間隔之一較高能量樣板、該控制器在該累進前掃中使用較一般掃描寬的間隔，且在該累進回掃中使用較多波束重疊之較密間隔、及/或該方位偏移剖面對應至操作者定義式增益特性(operator-defined gain characteristics)。
於本發明之另一觀點中，一種用以提供動態方位掃描之方法，包含下列步驟：基於來自以從方位損失資訊導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用之一天線陣列的一雷達波束之能量的量來決定增益改良；基於所決定的增益改良來產生一增益剖面，用以識別將被應用的方位角之增益；及使用該增益剖面來導出一方位偏移剖面，其中該方位偏移剖面界定在環境損失的一區域中之累進回掃所使用的方位角，用以提供額外的功率以補償損失，及界定在低損失的區域中之累進前掃所使用的方位角。
該方法可進一步包括一或多個以下特徵：提供動態電子方位波束轉向以利用其中額外的暫流時間係被使用所在的方位之累進回掃旋轉及利用其中減少的暫流時間係被允許維持一實質恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃作為以存在不均勻損失的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率；導出一方位偏移剖面更包含：產生一初始方位偏移剖面；按比例增減該初始方位偏移剖面以確保對於一雷達之一完全旋轉週期的一淨電子掃描係實質為零，其係藉由計算各扇形中電子掃描的量之總和並接著對各扇形中電子掃描採用一線性修正用以移除斜率；偏移(biasing)經按比例增減的方位偏移剖面以確保該電子掃描係有關於一名義上電子監督掃描角度偏離方位側邊(nominal electronic surveillance scan angle off azimuth broadside)，其係藉由減去一方位掃描偏移中數及加上該名義上監督方位角；及 按比例增減經偏移的方位偏移剖面，使得一最大累積電子偏.移係在一預定值被加上；將按比例增減的、經偏移的方位偏移剖面對映至機械側邊方位角之一功能，以當一雷達旋轉時在該雷達排程器中使用；提供動態電子方位波束轉向更包含對於所有360度方位使用一單一樣板，該方位間隔係根據前掃與後掃速率成比例增加與減少；提供動態電子方位波束轉向更包含在該累進前掃中使用較一般掃描寬的間隔，且在該累進回掃中使用較多波束重疊之較密間隔；提供動態電子方位波束轉向更包含使用多個樣板；使用多個樣板更包含在該累進前掃期間使用具有較一般樣板寬的間隔之一累進前掃樣板來使用該等多個樣板，且在一累進回掃期間使用具有一般間隔之一較高能量樣板；提供動態電子方位波束轉向更包含提供於存在不均勻損失的情況下接近均勻的目標範圍效能之動態掃描，其中於暴風雨地區中之損失係藉由本來會在晴朗天氣地區所使用之功率來補償；及/或基於來自以從方位損失資訊導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用的一雷達波束之能量的量來決定增益改良包含使用天氣調查測量用以以方位角的方式來估計環境損失，其係藉由使用一專屬天氣調查暫流樣板用以在各方位角偵測及將下雨分類。
於本發明之另一觀點中，至少一非暫態機器可讀取媒體，包含指令，當其由該機器執行時，會造成該機器執行下列操作：基於來自以從方位損失資訊導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用的一雷達波束之能量增加的量來決 定增益改良；基於所決定的增益改良來產生一增益剖面，用以識別將被應用的方位角之增益；及使用該增益剖面來導出一方位偏移剖面，其中該方位偏移剖面界定在環境損失的一區域中之累進回掃所使用的方位角，用以提供額外的功率以補償損失，及界定在低損失的區域中之累進前掃所使用的方位角，用以允許該雷達波束趕上；及提供動態電子方位波束轉向以利用其中額外的暫流時間係被使用所在的方位之累進回掃旋轉及利用其中減少的暫流時間係被允許維持一接近恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃作為在不均勻損失的存在下的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率。
該機器可讀取媒體可進一步包括一或多個以下特徵：導出一方位偏移剖面更包含：產生一初始方位偏移剖面；按比例增減該初始方位偏移剖面以確保對於一雷達之一完全旋轉週期的一淨電子掃描係實質為零，其係藉由計算各扇形中電子掃描的量之總和並接著對各扇形中電子掃描採用一線性修正用以移除斜率；偏移(biasing)經按比例增減的方位偏移剖面以確保該電子掃描係有關於一名義上電子監督掃描角度偏離方位側邊(nominal electronic surveillance scan angle off azimuth broadside)，其係藉由減去一方位掃描偏移中數及加上該監督方位角；及按比例增減經偏移的方位偏移剖面，使得一最大累積電子偏移係在一預定值被加上；將按比例增減的、經偏移的方位偏移剖面對映至機械側邊方位角之一功能，以當一雷達旋轉時 在該雷達排程器中使用；提供動態電子方位波束轉向更包含對於所有360度方位使用一單一樣板，該方位間隔係根據前掃與後掃速率成比例增加與減少；提供動態電子方位波束轉向更包含在該累進前掃中使用較一般掃描寬的間隔，且在該累進回掃中使用較多波束重疊之較密間隔；提供動態電子方位波束轉向更包含使用多個樣板；使用多個樣板更包含在該累進前掃期間使用具有較一般樣板寬的間隔之一累進前掃樣板來使用該等多個樣板，且在一累進回掃期間使用具有一般間隔之一較高能量樣板；提供動態電子方位波束轉向更包含於不均勻損失的存在下提供接近均勻的目標範圍效能之動態掃描，其中於暴風雨地區中之損失係藉由本來會在晴朗天氣地區所使用之功率來補償；及/或基於來自以從方位損失資訊導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用的一雷達波束之能量的量來決定增益改良包含使用天氣調查測量用以以方位角的方式來估計環境損失，其係藉由使用一專屬天氣調查暫流樣板用以在各方位角偵測及將下雨分類。
100‧‧‧主動電子掃描陣列(AESA)雷達系統
110‧‧‧訊號產生模組
120‧‧‧波束形成器
130‧‧‧傳送/接收(TR)模組
132‧‧‧傳送訊號
134‧‧‧接收訊號
136‧‧‧機械視軸
140‧‧‧天線陣列
150‧‧‧接收器
152‧‧‧經降頻傳換的接收訊號
160‧‧‧訊號處理器
170‧‧‧接收測量
180‧‧‧控制器
200‧‧‧主動電子掃描陣列(AESA)
210‧‧‧輻射體
220‧‧‧電子模組
310‧‧‧恆定偏移
320‧‧‧機械視軸方位
350‧‧‧累進前掃
360‧‧‧累進回掃
370‧‧‧累進前掃
400‧‧‧單一樣板
420‧‧‧角度
430‧‧‧恆定偏移
440‧‧‧機械視軸方位
450‧‧‧單一行
460‧‧‧恆定方位間隔
500‧‧‧單一樣板
510‧‧‧高度掃描樣板
520‧‧‧累進前掃
522‧‧‧較一般稍寬的間隔
530‧‧‧累進回掃
532‧‧‧有更多重疊之較密間隔
540‧‧‧累進前掃
542‧‧‧稍寬的間隔
600‧‧‧多個樣板
610‧‧‧累進前掃
612‧‧‧一般樣板
614‧‧‧稍寬的間隔
620‧‧‧累進回掃
622‧‧‧較高能量樣板
624‧‧‧一般間隔
700‧‧‧現有系統
710‧‧‧晴朗天氣地區
712‧‧‧最大目標範圍
720‧‧‧縮小
730‧‧‧暴風雨地區
740‧‧‧晴朗天氣最大目標範圍
750‧‧‧動態掃描
760‧‧‧實質均勻的目標範圍效能
770‧‧‧最大範圍
780‧‧‧暴風雨地區
790‧‧‧沒有動態掃描之最大範圍
800‧‧‧動態掃描偏移處理
810‧‧‧增益改良
820‧‧‧能量增加
830‧‧‧功率增加
850‧‧‧方位偏移剖面
860‧‧‧累進回掃
870‧‧‧累進前掃
900‧‧‧暫流時間幾何
910‧‧‧寬度
912‧‧‧量
914‧‧‧天線旋轉角度
920‧‧‧量
922‧‧‧天線旋轉角度
930‧‧‧總電子掃描
1000‧‧‧第一範例增益剖面
1100‧‧‧掃描偏移剖面
1110‧‧‧初始掃描偏移剖面
1120‧‧‧具有被應用以移除斜率之線性修正的掃描偏移剖面
1130‧‧‧具有中數被移除及名義上監視角度被調整之掃描偏移剖面
1140‧‧‧按比例增減至最大偏移之最終掃描偏移剖面
1200‧‧‧最終掃描偏移剖面
1210‧‧‧機械側邊方位角
1300‧‧‧增益剖面的比較
1310‧‧‧最終達成的掃描增益剖面
1320‧‧‧原始增益目標
1400‧‧‧映射於波束方位空間中之線性增益因子
1410‧‧‧因子
1420‧‧‧度方位
1430‧‧‧方位角
1440‧‧‧線性增益因子
1450‧‧‧約60度之總跨度
1460‧‧‧線性增益因子
1500‧‧‧作為波束方位的函數之掃描剖面產生處理步驟
1510‧‧‧初始掃描偏移剖面
1520‧‧‧具有被應用以移除斜率之線性修正的掃描偏移剖面
1530‧‧‧具有中數被移除及名義上監視角度被調整之掃描偏移剖面
1540‧‧‧按比例增減至最大偏移之最終掃描偏移剖面
1600‧‧‧最終增益剖面
1710‧‧‧所達成的掃描增益
1720‧‧‧原始目標掃描增益
1800‧‧‧流程圖
1810‧‧‧步驟
1820‧‧‧步驟
1830‧‧‧步驟
1840‧‧‧步驟
1850‧‧‧步驟
1900‧‧‧機器
1902‧‧‧處理器
1904‧‧‧主記憶體
1906‧‧‧靜態記憶體
1908‧‧‧內部鏈路
1910‧‧‧顯示單元
1912‧‧‧輸入裝置
1914‧‧‧使用者介面(UI)導航裝置
1916‧‧‧儲存裝置
1918‧‧‧訊號產生裝置
1920‧‧‧網路介面裝置
1921‧‧‧感測器
1922‧‧‧機器可讀取媒體
1924‧‧‧指令
1926‧‧‧通訊網路
1928‧‧‧輸出控制器
第1圖顯示根據一實施例之主動電子掃描陣列(AESA)雷達系統；第2圖顯示根據一實施例之主動電子掃描陣列(AESA)；第3a-b圖提供根據一實施例之標稱掃描與動態掃描 間的比較；第4圖顯示使用單一樣板之先前技術掃描；第5圖顯示根據一實施例使用單一樣板之動態掃描；第6圖顯示根據一實施例使用多個樣板之動態掃描；第7a-b圖顯示根據一實施例之動態方位掃描的好處；第8a-b圖提供根據一實施例動態掃描偏移處理之概要；第9圖顯示根據一實施例之暫流時間幾何；第10圖顯示根據一實施例之第一範例增益剖面；第11圖顯示根據一實施例之以不同波束方位的掃描偏移剖面；第12圖顯示根據一實施例之最終掃描偏移剖面；第13圖顯示根據一實施例之增益剖面的比較；第14圖顯示根據一實施例之對於第二範例下雨環境中映射於波束方位空間中之線性增益因子；第15圖顯示根據一實施例之作為波束方位的功能之掃描剖面產生處理步驟；第16圖顯示根據一實施例之作為機械側邊方位角之功能的最終增益剖面；第17圖顯示所達成的掃描增益與原始目標掃描增益；第18圖為用以對於旋轉主動電子掃描陣列雷達執行動態方位掃描的方法之流程圖；及 第19圖為根據一實施例用以對於旋轉主動電子掃描陣列雷達提供動態方位掃描的範例機器之方塊圖。
以下說明與圖式充分說明特定實施例以使所屬技術領域中具有通常知識者實現之。其他實施例可結合結構的、邏輯的、電氣的、處理、及其他改變。某些實施例之部份與特徵可被包含於其他實施例中，或由其他實施例所取代。申請專利範圍中所提出的實施例包含申請專利範圍之可用的等效。根據一實施例，電子方位波束轉向係被決定將改變淨方位波束掃描速率(機器加電子的和)，利用在其中額外暫流時間係被使用所在的方位來減速，例如補償暴雨損失，及利用在其中減少的暫流時間係被允許所在來加速，例如在小雨扇形中可用的界限。下雨損失係藉由處理來自天氣調查暫流(weather survey dwell)之延伸的目標偵測來決定。因此，電子方位掃描策略係被提供用於旋轉主動電子轉向相位陣列監視雷達，用以補償局部增加的方位區域之損失。根據一實施例之電子方位掃描策略包含估計環境的損失與產生偏移剖面。所估計之環境的損失可包含下雨的損失。方位損失調查測量(例如天氣調查測量)可被使用以估計這些損失以作為方位的功能。方位偏移剖面係被使用以設定關於機器方位側邊前掃或後掃之量以作為側邊方位角之功能。搜尋光束之樣板或扇形物係被界定於涵蓋監視範圍之高度幅度之高度。方位角係關於機器陣列側 邊角而被電子掃描，同時使用方位角於偏移剖面中旋轉。前掃或後掃速率允許控制於任何給定方位區域內傳送所花費之一時間量及以方位的功能允許雷達能量之不均勻分佈，用以在存在不均勻天氣損失情況下提供更均勻的可偵測機率(Pd)。
根據一實施例之電子方位掃描策略可使較高頻帶雷達(例如C頻帶)被使用於長範圍監視任務(藉由克服因雨所致的損失)。使用較高頻帶意指較高品質資料與更多性能以供戰士用、較佳準確度以支援火力控制任務、支援C頻帶、X頻帶等之較佳角解析度與較寬帶寬以供辨別與電子保護。樣板基於機械速率以達成預先設定之搜尋光束的方位間隔之持續時間來開發(例如以3dB Az光束寬來間隔)。
第1圖顯示根據一實施例之主動電子掃描陣列(AESA)雷達系統100。於第1圖中，AESA雷達系統100包含訊號產生模組110、波束形成器120、傳送/接收(TR)模組130及天線陣列140。TR模組130提供由天線陣列所發出之傳送的訊號132之訊號強度及持續時間。第1圖顯示當天線陣列140在沒有波束轉向的情況下正發射傳送訊號132時之機械視軸136。對於大部分的天線，視軸為天線之對稱的軸。然而，主動電子掃描陣列(AESA)雷達系統100可電子地導向波束，關於天線陣列140之平面來改變所導向的雷達波束之角度。接收訊號134係被提供至接收器150(其對接收訊號134之頻率進行降頻轉換以供訊 號處理)。訊號處理器160從經降頻傳換的接收訊號152產生接收測量170。舉例來說，訊號處理器160可使用已知處理方法來處理經降頻傳換的接收訊號152，以提取位置、速度、移動之方向、及目標之類型。控制器180可被提供以控制AESA雷達系統100之傳送與接收功能。
第2圖顯示根據一實施例之主動電子掃描陣列(AESA)200。AESA 200係被架設至360度旋轉台座(未圖示於第2圖)。主動電子掃描陣列(AESA)天線200為包含多個輻射體210之天線。各輻射體210之相關振幅與相位可被控制，使得傳送或接收波束可被電子地導向而不須使用實體地或機械地移動天線。此天線包含用以傳送或接收在自由空間中移動的波之孔洞且可包含具有電子模組220之後端電路，用以產生待傳送的訊號及用以處理所接收訊號。
第3a-b圖提供根據一實施例之標稱掃描與動態掃描間的比較。第3a圖顯示恆定偏移310，例如與機械視軸方位320呈0度。第3b圖顯示其中方位偏移係在旋轉期間被修改之所在的動態掃描。於第3b圖中，累進前掃350係被從0°提供至約240°。累進回掃360係被從240°提供至約300°。接著，從300°至360°，再次進行累進前掃370。
名義上在沒有動態掃描下，波束方位間隔等於樣板持續時間乘上機器旋轉率。在動態掃描下，若單一樣板係被使用於所有360度方位，則方位間隔按前/後掃之掃描速 率而比例增加或減少。較密方位間隔意指更多重疊及偵測之較高累進機率。在動態掃描下，若後掃速率在特定臨界之上時，則樣板可被切換成較高能量樣板以輸出更多功率。然而，較高能量波形花費更多時間，而動態掃描相較於標稱操作(nominal operation)允許每單位方位更多時間花費。具有高能量樣板之方位間隔係類似於沒有動態掃描之標稱方位間隔。第4圖顯示使用單一樣板400之先前技術掃描。於第4圖中，使用單一樣板400之一般掃描在所有角度420提供固定的電子方位角與相同的高度掃描樣板。使用單一樣板400之一般掃描提供恆定偏移430，例如與機械視軸方位440呈0度。單一行450表示單一高度掃描。相同樣板係被使用於所有方位。再者，恆定方位間隔460係被提供於各高度掃描之間，例如15度。
第5圖顯示根據一實施例使用單一樣板500之動態掃描。於第5圖中，相同的高度掃描樣板510係被使用於所有角度。然而，在累進前掃520期間，較一般稍寬的間隔522係被提供。在累進回掃530期間，有更多重疊之較密間隔532係被使用。接著，間隔係再次被改變成稍寬的間隔542以用於累進前掃540。
第6圖顯示根據一實施例使用多個樣板600之動態掃描。在累進前掃610期間，第一樣板係被使用，例如一般樣板612。用於累進前掃之一般樣板612具有較第4-5圖所示之一般樣板稍寬的間隔614。在累進回掃620期間，較高能量樣板622係被使用，其具有一般間隔624。較高 能量樣板622可提供較長脈衝寬度與更多脈衝於每個樣板之較長的持續時間。
第7a-b圖顯示根據一實施例之動態方位掃描的好處。第7a圖顯示現有系統700。於晴朗天氣地區710，最大目標範圍712係被達到。然而，目標範圍在暴風雨地區730中縮小720。第7a圖顯示在暴風雨地區730中，晴朗天氣最大目標範圍740會是如何。
第7b圖顯示根據一實施例之動態掃描750之效果。第7b圖中所示之動態掃描750提供在不均勻損失的情況下實質均勻的目標範圍效能760。動態掃描之最大範圍770係小於沒有動態掃描之最大範圍790。因此，動態掃描750使用本來會在晴朗天氣地區710所使用的功率來補償在暴風雨地區780中的損失。
第8a-b圖提供根據一實施例的動態掃描偏移處理800之概要。於第8a圖中，天氣調查係被使用以測量下雨損失。增益改良810係基於在360°機器旋轉的不同方位所使用之能量增加的量而被決定。如第8a圖所示，3.8dB能量增加820係被使用於暴風雨中心，以克服因暴風雨所致損失。1.3dB功率增加830係被使用於暴風雨邊緣。
增益剖面係接著被使用以導出於第8b圖中所示之方位偏移剖面850。累進回掃860係被使用於暴風雨地區中，以提供額外的功率來補償下雨損失。累進前掃870係被使用於低損失區域中，以允許波束趕上，亦即波束之方位係進行前掃以調整累進回掃。
再者，所達成增益剖面係使用以決定在較高能量(較長持續時間)樣板中切換同時保持最大方位間隔。多個樣板變體可被使用，例如小、中、大雨，對於各種級階(step)之所達成的增益。舉例來說，0-1.5dB=小雨、1.5-3db=中雨、>3db=大雨。各樣板提供與級階同等的能量之增加的量(例如大雨樣板，其係被使用於>3db增益)提供雙倍的總傳送能量及雙倍的持續時間。所達成的增益剖面係超過所分配的樣板能量增加時(例如2.5dB增益剖面使用於提供1.5dB更多能量之樣板)，方位間隔係被降低。較低方位間隔降低整體波束外形損失及改良偵測之累積機率Pd。
更具體言之，天氣調查能力使用專屬天氣調查暫流樣板(dedicated weather survey dwell template)，用以在各方位角偵測及分類下雨。此調查每10分鐘完成一次。對於各暫流，訊號處理器提供雷達截面積、範圍、及各下雨偵測之範圍延伸。資料處理器接著使用此資訊來對各偵測延伸計算降雨率及損失。於給定方位之總損失係藉由於給定暫流方位角計算所有偵測之損失的總和來計算。損失係被離散化(discretized)成方位筐且接著被反相(inverted)以解決G(i)，其係被使用於動態掃描偏移。G(i)為逆增益，其為下雨損失的反相。
對於各天氣調查暫流，訊號處理器對各下雨偵測提供雷達截面積(RCS)與範圍(R)。該方位係被假設等於暫流傳送中心方位。偵測之延伸係等於可由雷達資料處理器與訊 號處理器存取的系統可調整參數(SAP)值，於此參照為EXTENT，單位為公尺。
各偵測之降雨率可由下列方程式從RCS導出：rainrate=(RCS/(K f4))0.625，其中RCS=正規化的下雨RCS(線性單位m2/m3)、K=7x10-48、f=使用於天氣調查暫流之頻率(Hz)、及rainrate=降雨率(mm/hr)。一旦一給定偵測之降雨率為已知，則降水衰減可由下式來估計：γ=k rα，其中γ=衰減係數，單位為dB/km，而k值(dB/km)係提供於表1，作為線性內插至監視操作頻帶之中間的頻率之函數。
此外，α=係數(無單位)、而r=降雨率，所偵測的降雨率(mm/hr)。對於下雨偵測的降水之總損失Lprecip可由下式得到：Lprecip=γ EXTENT/1000(單位為dB)，其中EXTENT/1000為下雨偵測延伸系統可調整參數(SAP)從單位為公尺轉換至公里。
除了降水衰減以外，其係假設亦有雲層衰減。若一偵測之降雨率係低於4mm/hr，則雲層衰減係數A係被假設 等於表2中低率列(至監視中間頻率)中的A值之線性內插。若一偵測之降雨率係大於或等於4mm/hr，則雲層衰減係數A係被假設等於表2中高率列(至監視中間頻率)中的A值之線性內插。
於一給定偵測中損失係來自雲，其中Lclouds等於：Lclouds=A EXTENT/1000。(單位為dB)。
一偵測之總下雨損失等於Ldet=Lprecip+Lclouds。(單位為dB)。天氣調查暫流之總下雨損失Ltotal(正值，單位為dB)係等於暫流中所有下雨偵測之Ldet的總和。此損失係被轉換至線性，以解決被使用以克服損失的線性增益：Gmeas=10^(Ltotal/10)。
天氣地圖包含N個方位扇形且對於各個別扇形儲存：
‧是否下雨已被偵測之布林指示器
‧如以下所計算之經對映的增益值Gmap
‧如本文件第三段所述的對於扇形邊緣之動態掃描偏移值
‧如本文件第三段所述的經排程的增益值Gsched
‧天氣樣板選擇(小、中、或大)
若於該扇形中之所有天氣調查暫流有對於目前天氣調查循環之一或多個下雨偵測，則對於天氣地圖之各扇形，i，天氣偵測指示器係被設置為真。對於目前天氣調查循環，各扇形i之Gmeas值係被設置為該扇形中之所有暫流的平均Gmeas值。對於具有下雨偵測指示器被設置為真之所有扇形，Gmeas值係藉由一常數按比例增減，以說明下雨環境之範圍緩和，且受限至最小與最大值。這些尺度參數(SCALE_SAP)與限制(MIN_SAP、MAX_SAP)為SAP可調整的值。用以計算最終儲存Gmap值之方程式係如下：Gmap(i)=MAX(MIN(Gmeas(i)/SCALE_SAP,MAX_SAP),MIN_SAP)，其中SCALE_SAP係被名義上設置為1.5線性(linear)、或1.8dB，其為當下雨時對於靈敏度縮減之可調整的雷達系統分配；MIN_SAP係被名義上設置為0.91線性、或-0.4dB，其匹配小分佈的雨之10%掃描加速；及MAX_SAP係被名義上設置為2.22線性、或3.4dB，其匹配大雨中所使用的減速(0.45x標稱掃描)。若在目前天氣調查循環中對於給定扇形，雨並未在所有天氣調查暫流中偵測到，則Gmap(i)係被設至1.0且天氣偵測指示器係被設置為假(false)。
每當天氣調查完成時，對於動態掃描偏移之掃描剖面係從Gmap(參照後文中之G)被計算。排程器接著基於暫流來使用掃描剖面，以決定關於側邊(broadside)之方位偏移。旋轉天線暫流時間係對該率(其中波束以方位來掃過)按相反比例增減，其為恆定機器旋轉率加上電子掃描於方 位之率之總和。第9圖顯示根據一實施例之暫流時間幾何900。於第9圖中，寬度△Az 910之方位扇形係被顯示。電子掃描角度係在扇形的開始處以一量△θ 1 912前進，其中天線旋轉角度為Ω 1 914。波束係以恆定率後掃過該扇形，使得電子掃描角度係在扇形的結束處以一量△θ 2 920後退，其中天線旋轉角度為Ω 2 922。總機器旋轉△Ω 係等於Ω 2-Ω 1。總電子掃描△θ 930係等於△θ 1+△θ 2。於方位扇形中之總暫流時間係以如方程式1所給定的關於沒有電子掃描之標稱時間的一因子G來增加。方程式2對於總掃描角度△θ解決之，以對於特定扇形寬度達成特定增益。需要給定增益的方位扇形之寬度係被如方程式3所給定之可接受的掃描損失所允許的最大掃描角度所限制。表1與第10圖有一些範例。
天氣調查能力將決定下雨嚴重性作為波束方位角之功能，使得因子G(下雨損失的反相)可被對映作為波束方位之功能。假設N個均等大小的扇形分割所有的方位空間，天氣調查能力將對於各扇形i產生寬度△Az_i=360/N之G(i)。G(i)將被限制小於或等於Gmax(被設為SAP)，其表示可被以動態掃描復原的損失之量的限制。G(i)=MAX(G(i),Gmax)。
若雷達係使用某些方位之天氣扇形(Weather sectors)及其他方位的標稱(Nominal)或雜波(Clutter)之混合扇形，則標稱(Nominal)與雜波(Clutter)扇形將使用1.0的G。其假設沒有界限(margin)。由於沒有涵蓋整個360度方位的監視扇形界定，沒有輻射(radiation)被命令所在之扇形表示一特殊情形。其在當監視扇形沒有跨過所有360度的情況下(及同樣的，每當RF(射頻)空白扇形被使用時)發生。於沒有輻射之這些扇形中，有一機會供以掃描角度向前跳躍來彌補時間。可被增益於這些扇形中之掃描的量理論上為扇形的寬度，雖然實際上該演算法限制此值以避免過度的掃描損失。對於沒有輻射的任何扇形，0.91的G將被假設(1/1.1)以視其如同小雨。於其他實施例中，空白扇形係被利用。
藉由平衡所有扇形以嘗試及儘可能接近目標G剖面目的，動態掃描偏移起作用。在使用後掃之量的情況下，符合下雨效能是不可達成的，後掃剖面被扭曲以對包含下雨之所有扇形均勻地降級後掃斜率。目前，如上所述，提供掃描時間界限之扇形為小雨扇形(~1mm/hr)及沒有輻射之扇形。於極端範例情形，大雨呈現於方位之180度(G=2.2，最大值)，且標稱(nominal)係在另一180度(G=1)，此處理將關於理想G值降級各扇形，且在所有按比例增減及限制完成之後，大雨扇形將具有1.22的G且標稱扇形將具有0.78的G。主要限制器是掃描偏移限制，其於此範例係被設置至20度。大雨扇形將為2.5dB 短於其目標且該標稱將為1.1dB短於其目標。
在設定G(i)之後，使用於各扇形的電子掃描之量係由方程式4所給定。
△θi_initial=(G(i)-1)* 360/N (方程式4)
為了確保動態掃描剖面作為方位之功能可被排程，該剖面係被按比例增減以確保對於雷達之完整旋轉期間的淨電子掃描為零。其係藉由將於各扇形中電子掃描的量加總而完成(如方程式5)，且接著將一線性修正施加至各扇形中電子掃描作為i的功能，如方程式6，其中i=1...N
其中cumsum為陣列中元素之累積總和(cumulative sum)。0之值係被連結(concatenated)至一開始以表示第一筐之0度方位邊緣。值之目前的陣列表示於各扇形邊緣位置之角度偏移(i*360/N，從i=0至i=N)。
方程式7中所計算的剖面為均勻的，其中於i=0(0角度方位)之電子掃描角度係等於電子掃描角度，對於i=N(360度)。該掃描剖面接下來被偏向(biased)以確保電子掃描係關於名義上電子監督掃描角度偏離方位側邊(nominal electronic surveillance scan angle off azimuth broadside)。 其係藉由如方程式8減去掃描偏移中數(mean)及加上名義上監督角度αnominal而完成。
其產生現在為均勻的一剖面(每個旋轉回到相同掃描角度而沒有間隙)，且係被適當地集中於名義上監視轉向角度αnominal(被設置為系統可調整參數)。此剖面之最終調整係按比例增減該剖面，使得最大累積電子偏移θ max係被加蓋(capped)於θ limit(被設置為系統可調整參數)。其係被完成以防止過度電子掃描偏離側邊，其將違反雷達之電子掃描限制或造成過度掃描損失。
θi_final=θi_corr2 * MIN(θmax,θlimit)/θmax (方程式10)
最後的步驟係提供一方程式以對於任何給定暫流使用線性內插來計算確實電子掃描偏移作為波束方位角之功能。給定落於扇形n之一般雷達方位角Az，扇形邊緣係於方位角(n-1)*360/N及n*360/N，暫流之電子掃描偏移給定於方程式11：若n不等於N，
θ(Azbeam)=f1(Azbeam) (方程式12)
然而，雷達資料處理器排程器不使用該偏移作為波束 方位之功能。而是，其使用該波束偏移作為機械側邊角度之功能。機械Az係有關於波束方位，如以下方程式13。
Azmechanical=Azbeam-f1(Azbeam) (方程式13)
作為機械側邊方位之功能的偏移係藉由將方程式13取代方程式12而得出，且接著包裹該結果以確保其係被集中於+/-180間隔。
θ(Azmechanical)=mod(f1(Azbeam-f1(Azbeam))+180,360)-180 (方程式12)
關於波束方位角的最終剖面之衍生(derivative)係被使用以決定最終剖面已達成多少增益及係被使用以幫助樣板選擇。較高增益剖面意指每方位角所花費更多暫流時間且因此較長樣板可被使用。對於機械側邊方位角之各AZSTEP度增加m(AZSTEP名義上被設置至1度)，有關一般掃描的增益所實現的量係從偏移對機械側邊方位角的剖面之第一差來計算：
此值Gsched表示將被排程的掃描剖面之實際增益。樣板選擇係基於此參數如下做出：若Gsched(m)小於LIGHT_SAP，則Light天氣樣板係被使用。否則，若Gsched(m)小於MEDIUM_SAP，則Medium天氣樣板係被使用。否則，使用Heavy天氣樣板。當於各扇形排程樣板時，為了確保沒有高度角度係在其中樣板改變之所在的扇形間之轉換中被跳過，來自先前扇形的樣板之高度掃描係 被允許在下個扇形中開始來自不同樣板的高度掃描之前運行至完成。
第10圖顯示根據一實施例之第一範例增益剖面1000。於第10圖中，第一範例增益剖面1000為由1x增益(名義上-無雨)、0.9x增益(小雨)、2x增益(中雨)、及3x增益(大雨)扇形所組成之波束方位的函數。此剖面範例使用各寬5度之72個扇形。圖中各點表示單一扇形之增益值。此增益資料G(i)係被以方程式4-11轉換至角度偏移。
第11圖顯示根據一實施例之以不同波束方位的掃描偏移剖面1100。於第11圖中，初始掃描偏移剖面1110、具有被應用以移除斜率1120之線性修正的掃描偏移剖面、具有中數被移除及名義上監視角度被調整1130之掃描偏移剖面、及被按比例增減至最大偏移1140之最終掃描偏移剖面係被繪出。於方位扇形中之總暫流時間係以如方程式1所給定的關於沒有電子掃描之標稱時間的一因子G來增加。在計算初始掃描偏移剖面1110之後，很明顯的，在360度方位之掃描角度在0度不等於掃描偏移。其係藉由應用線性修正來修正(如方程式6)以產生具有被應用以移除斜率1120的線性修正之掃描偏移剖面，之後，進行中數之移除及名義上監視角度之調整(如方程式8)以產生移除中數的掃描偏移剖面1130。最後，掃描偏移係被按比例增減至最大偏移(如方程式10)以產生最終掃描偏移剖面1140。於第11圖中，負掃描偏移意指電子波束轉 向係滯緩(lag)機械視軸，而正偏移意指電子波束轉向係引導機械視軸。
第12圖顯示最終掃描偏移剖面1200，於第12圖中，最終掃描偏移剖面1200係被映射成機械側邊方位角1210之函數，以當雷達旋轉時使用於雷達排程器。當比較第11、12圖時，機械方位係等於波束方位減去掃描偏移。
第13圖顯示增益剖面的比較1300。根據一實施例之最終達成的掃描增益剖面1310係被比較至第10圖之原始增益目標1320。應注意的是，最終達成的掃描增益剖面1310係稍微低於原始增益目標1320。稍微低的增益是斜率移除及被使用以在受限的掃描損失及最大電子方位掃描角度限制的情況下確保均勻排程的按比例增減之處理的結果。
第14圖顯示根據一實施例之對於第二範例下雨環境中映射於波束方位空間中之線性增益因子1400。於第二範例中，下雨環境具有2個風暴胞被佈置於單一方位角而在其他地方是小雨。當徹底觀看風暴胞時，約有3.5dB額外的平均損失無法由1.8dB下雨範圍緩和來彌補。其等於2.2的因子1410線性及覆蓋約15度方位1420之區域。此區域之稍左與右為方位角1430，其中鄰近下雨胞係存在於輻射路徑。於那些區域中，約有1dB額外的損失並未就由1.8dB範圍緩和或1.25線性增益因子1440來補償。此胞區域覆蓋約60度之總跨度1450。其餘區域為小雨。於 小雨中，在進行1.8dB範圍緩和之後，有約0.4dB界限之過剩。其等於0.9線性增益因子1460。
第15圖顯示根據一實施例之作為波束方位的函數之掃描剖面產生處理步驟1500。於第15圖中，初始掃描偏移剖面1510、具有被應用以移除斜率1520之線性修正的掃描偏移剖面、具有中數被移除及名義上監視角度被調整1530之掃描偏移剖面、及被按比例增減至最大偏移1540之最終掃描偏移剖面係被繪出。然而，於此情形中所見，最小修正係從其係指示此環境損失剖面可被以動態掃描來補償之最初剖面而被使用。
第16圖顯示根據一實施例之作為機械側邊方位角之功能的最終增益剖面1600。
第17圖顯示所達成的掃描增益1710與原始目標掃描增益1720。從動態掃描所達成的增益係幾乎等於原始目標掃描增益。
雖然動態電子方位掃描以使用下雨及天氣調查來說明，動態方位掃描可被應用至一操作者界定的增益剖面以用於改良的監視扇形。舉例來說，操作者可界定其中其會喜歡較高偵測機率Pd或較長目標範圍之所在的方位之扇形。其將允許操作者專注於感興趣地區之資源。
第18圖為用以提供根據一實施例之動態方位掃描的方法之流程圖1800。方位損失調查測量(例如天氣調查測量)係被執行以估計環境損失以作為方位角度的功能1810。增益改良係基於來自以從該天氣調查測量所導出之 不同方位角來使用之能量增加的量而被決定1820。增益剖面係基於所決定的增益改良來產生1830。方位偏移剖面係使用該增益剖面來導出，用以界定在環境損失的一地區中之累進回掃所使用的方位角以提供被使用以補償損失之額外的功率，及界定在低損失的區域中之累進前掃所使用的方位角以允許該波束趕上1840。動態電子方位波束轉向係被提供以利用方位之累進回掃旋轉及利用維持一接近恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃作為以存在不均勻損失的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率1850。旋轉係對應至所輻射的能量而被加速與減速以達成實質恆定的平均目標偵測範圍。
累進回掃提供額外的功率以補償損失且累進前掃係被使用於低損失之區域以允許該波束趕上零1840。
第19圖顯示根據一實施例用以對於旋轉主動電子掃描陣列雷達提供動態方位掃描的範例之機器1900之方塊圖，其中任何一或多個於此所討論的技術(方法)可執行於其上。於替代實施例中，機器1900可操作為獨立裝置或可被連接(經由網路)至其他機器。於經由網路的利用中，機器1900可操作於在伺服器-客戶端網路環境中之客戶端機器及/或伺服器機器的能力中。於一範例中，機器1900可作為同級間(P2P)(或其他分散式)網路環境之同級機器(peer machine)。機器1900可為個人電腦(PC)、平板PC、機上盒(STB)、個人數位助理(PDA)、行動電話、網路裝置、網路路由器、交換器或橋接器、或能執行指明由該機 器所進行之動作的指令(序列地或其他)之任何機器。再者，雖然顯示的是單一機器，用語「機器」亦可包含個別地或共同地執行一組(或多組)指令以執行任何一或多個此處所述的方法(例如雲端計算、軟體即服務(SaaS)、其他計算叢集組態)之任何機器的組合。
如此處所述之範例可包含(或可操作於)邏輯或一數量的組件、模組、或機械。模組為能執行特定操作之實體的個體(例如硬體)且可被以特定方式組構或設置。於一範例中，電路可被以作為模組之特定方式(例如內部地或關於外部個體，例如其他電路)來設置。於一範例中，至少一部分一或多個電腦系統(例如獨立的電腦、客戶端或伺服器電腦系統)或一或多個硬體處理器1902可被藉由韌體或軟體(例如指令、應用程式部份、或應用程式)來組構作為操作以執行特定操作的模組。於一範例中，軟體可存在於至少一機器可讀取媒體上。於一範例中，當軟體藉由模組之下伏的硬體來執行時，會造成該硬體執行特定操作。因此，用語「模組」係被理解以包含實體個體，其為被實際建構、具體組構(例如硬線化)、或暫時地(例如短暫地)組構(例如程式化)以在特定方式下操作或以至少部份的此處所述任何操作來執行之個體。考慮到其中模組係被暫時地組構之範例，模組可不為在時間上的任一時刻被實例化(instantiated)。舉例來說，其中模組包含使用軟體來組構之通用硬體處理器1902之情形；通用硬體處理器可在不同時間被組構為個別不同的模組。軟體可因此組構硬體處 理器，例如在時間之一情況下組成特定模組，及在時間之不同情況下組成不同模組。用語「應用程式」或其變體係被於此擴張地使用以包括常式、程式模組、程式、組件、及類似物，且可被實現於各種系統組態，包括單一處理器或多處理器系統、微處理器式電子、單核心或多核心系統、其組合、及諸如此類。因此，用語「應用程式」可被使用以參照軟體之一範例或設置以執行至少部份的此處所述之任何操作之硬體。
機器(例如電腦系統)1900可包括硬體處理器1902(例如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、硬體處理器核心、或任何其組合)、主記憶體1904及靜態記憶體1906，其中之至少一些可經由內部鏈路(例如匯流排)1908與其他者通訊。機器1900可進一步包括顯示單元1910、文數之輸入裝置1912(例如鍵盤)、及使用者介面(UI)導航裝置1914(例如滑鼠)。於一範例中，顯示單元1910、輸入裝置1912與UI導航裝置1914可為觸碰螢幕顯示器。機器1900可額外地包括儲存裝置(例如碟機單元)1916、訊號產生裝置1918(例如揚聲器)、網路介面裝置1920、及一或多個感測器1921，例如全球定位系統(GPS)感測器、羅盤、加速器、或其他感測器。機器1900可包括輸出控制器1928，例如串列(例如通用串列匯流排(USB))、並列、或其他有線或無線(例如紅外線(IR))連接以通訊或控制一或多個週邊裝置(例如印表機、讀卡機等)。
儲存裝置1916可包括至少一機器可讀取媒體1922， 其上係儲存藉由此處所術之任何一或多個技術或功能具體化或利用之一或多組的資料結構或指令1924(例如軟體)。指令1924亦可在機器1900其執行期間存在(至少部份地)額外的機器可讀取記憶體(例如主記憶體1904、靜態記憶體1906)，或在硬體處理器1902內。於一範例中，硬體處理器1902、主記憶體1904、靜態記憶體1906、或儲存裝置1916之一或任何組合可組成機器可讀取媒體。
雖然機器可讀取媒體1922係被顯示為單一媒體，用語「機器可讀取媒體」可包括經組構以儲存一或多個指令1924之單一媒體或多個媒體(例如集中式或分散式資料庫、及/或相關聯的快取與伺服器)。用語「機器可讀取媒體」可包括能儲存、編碼、或攜帶指令以藉由機器1900來執行且造成機器1900執行本揭露之任何一或多個技術、或能儲存、編碼、或攜帶由指令所使用或相關聯的資料結構或之任何媒體。非限制用的機器可讀取媒體範例可包括固態記憶體、及光學與磁性媒體。機器可讀取媒體之特定範例可包括：非揮發性記憶體，例如半導體記憶體裝置(例如電氣可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電氣可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)及快閃記憶體裝置)；磁碟，例如內部硬碟與可移除碟機；磁光碟；及精簡碟片唯讀記憶體(CD-ROM)與數位視訊碟片唯讀記憶體(DVD-ROM)碟機。
指令924可進一步透過通訊網路1926使用傳送媒體經由網路介面裝置1920利用一數量的傳送協定(例如訊框 中繼、網際網路協定(IP)、傳輸控制協定(TCP)、用戶資料元協定(UDP)、超文件傳送協定(HTTP)等)其中之任何一者而被傳送或接收。範例通訊網路可包括區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、封包資料網路(例如網際網路)、行動電話網路((例如碼分多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分頻多重存取(FDMA)、及正交分頻多重存取(OFDMA))及胞狀網路，例如全球行動通信系統(GSM)、通用行動電信系統(UMTS)、CDMA 2000 1x*標準及長程演進(LTE))、簡易舊式電話(POTS)網路、及無線資料網路(例如美國電機暨電子工程師學會(IEEE)802家族之標準，包含IEEE 802.11標準(WiFi)、IEEE 802.16標準(WiMax®)及其他)、同級間(P2P)網路、或目前已知或之後開發之其他協定。
舉例來說，網路介面裝置1920可包括一或多個實體塞孔(例如網際網路、同軸電纜、或聽筒塞孔(phone jack))或一或多個天線以連接至通訊網路1926。於一範例中，網路介面裝置1920可包括複數個天線以使用至少一單輸入多輸出(SIMO)、多輸入多輸出(MIMO)、多輸入單輸出(MISO)技術來無線地通訊。用語「傳送媒體」應包括任何非實體媒體，能儲存、編碼、或攜帶指令以供機器1900執行，且包括數位或類比通訊訊號或其他非實體媒體亦幫助與此軟體通訊。
以上詳述說明包括所附圖式之參照，其為詳細說明之一部份。圖式例示地顯示可被實現之特定實施例。這些實 施例亦於此稱為「範例」。此等範例可包括除了所顯示或說明的那些元件以外的元件。然而，亦考慮的是包括所顯示或說明的元件之範例。再者，亦考慮的是使用所顯示或說明的那些元件之任何組合或交換(或一或多個其觀點)，或是特定範例(或一或多個其觀點)、或關於於此顯示或說明之其他範例(或一或多個其觀點)。
參照於此文件之公開案、專利案、及專利文件係以其全部結合於此作為參考，如同個別地結合作為參考。在此文件與結合作為參考之那些文件之間不一致的使用之情形中，於所結合的參考中之使用為此文件的使用之補充；對於矛盾的不一致，以此文件中之使用為準。
於此文件中，用語「一(a或an)」係被使用(在專利文件中很普遍)以包括一或多於一個，獨立於「至少一個」或「一或多個」中之任何其他範例或使用。於此文件中，用語「或」係被使用以參照非排外的(nonexclusive)或使得「A或B」包括「A但無B」、「B但無A」、及「A及B」，除非另有說明。於後附申請專利範圍中，用語「包括(including)」及「其中(in which)」係被使用作為用語「包含(comprising)」及「其中(wherein)」之等效之簡明的英語。同樣地，於以下申請專利範圍中，用語「包括」與「包含」是開放的，亦即，包括除了那些在申請專利範圍中此一用語之後所列出者以外的元件之系統、裝置、物件、或處理仍被認為落於該申請專利範圍之範疇中。再者，於以下申請專利範圍中，用語「第一」、「第二」、 及「第三」係被使用僅作為標示，且非意欲用以建議於其物件上之數字次序。以上說明僅為例示用而非限制用。舉例來說，上述範例(或一或多個其觀點)可結合其他者被使用。其他實施例可例如藉由閱讀以上說明的所屬技術領域中具有通常知識者而被使用。摘要是用來讓讀者迅速確定本技術揭露之本質，例如，以符合美國37 C.F.R.§ 1.72(b)。所提出之摘要並非用以解釋或限制申請專利範圍之範疇或意義。同樣的，於以上實施方式中，各種特徵可被集合在一起以合理化(streamline)此揭露。然而，申請專利範圍可能沒有提出於此所揭露之特徵，因為實施例可包括該等特徵之子集。再者，實施例可包括較在特定範例中所揭露之特徵為少的特徵。因此，以下申請專利範圍並結合至詳細說明中，且請求項各自為單獨實施例。於此所揭露之實施例的範疇係參照後附申請專利範圍與該等申請專利範圍所稱的等效之全部範疇一起而被決定。
360‧‧‧累進後掃
500‧‧‧單一樣板
510‧‧‧高度掃描樣板
520‧‧‧累進前掃
522‧‧‧較平常稍寬的間隔
530‧‧‧累進回掃
532‧‧‧有更多重疊之較密間隔
540‧‧‧累進前掃
542‧‧‧稍寬的間隔

Claims (20)

  1. 一種主動電子掃描陣列，包含：複數個輻射元件，一輻射元件包括一傳送接收模組，用於對各輻射元件提供傳送器與接收器功能；及一控制器，耦接至該複數個傳送接收模組，該控制器係被設置以提供動態電子方位波束轉向以利用其中暫流時間係增加所在的方位之累進後掃旋轉(progressive scan back rotation)及利用其中減少的暫流時間係被使用以維持一實質恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃旋轉作為在不均勻損失的存在下的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率。
  2. 如申請專利範圍第1項之主動電子掃描陣列，其中該動態電子方位波束轉向提供以根據一方位偏移剖面(azimuth offset profile)所識別的方位角之一前掃或後掃速率。
  3. 如申請專利範圍第2項之主動電子掃描陣列，其中根據該方位偏移剖面所識別的方位角之該前掃或後掃速率控制於任何給定方位區域內傳送所花費之一時間量及以方位的功能允許雷達能量之不均勻分佈，用以在不均勻天氣損失情況的存在下提供更均勻的可偵測機率(Pd)。
  4. 如申請專利範圍第2項之主動電子掃描陣列，其中該控制器基於一機械速率與該方位偏移剖面來使用具有達成搜尋波束之一預設方位間隔的持續時間之樣板。
  5. 如申請專利範圍第4項之主動電子掃描陣列，其中 該控制器對於所有360度方位使用一單一樣板，其中方位間隔係與前掃與後掃速率成比例增加與減少。
  6. 如申請專利範圍第4項之主動電子掃描陣列，其中該控制器使用多個樣板。
  7. 如申請專利範圍第6項之主動電子掃描陣列，其中該控制器藉由在該累進前掃期間使用具有較一般樣板寬的間隔之一累進前掃樣板，且在一累進後掃期間使用具有一般間隔之一較高能量樣板，來使用該等多個樣板。
  8. 如申請專利範圍第1項之主動電子掃描陣列，其中該控制器在該累進前掃中使用較一般掃描寬的間隔，且在該累進後掃中使用較多波束重疊之較密間隔。
  9. 如申請專利範圍第1項之主動電子掃描陣列，其中該方位偏移剖面對應至操作者定義式增益特性(operator-defined gain characteristics)。
  10. 一種用以提供動態方位掃描之方法，包含下列步驟：基於來自以從方位損失資訊導出之360º機械旋轉的不同方位角來使用之一天線陣列的一雷達波束之能量的量來決定增益改良；基於所決定的增益改良來產生一增益剖面，用以識別在方位角將被應用的增益；及使用該增益剖面來導出一方位偏移剖面，其中該方位偏移剖面界定在環境損失的一區域中之累進後掃被使用的方位角，用以提供額外的功率以補償損失，及界定在低損 失的區域中之累進前掃被使用的方位角。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，更包含提供動態電子方位波束轉向以利用其中額外的暫流時間係被使用所在的方位之累進後掃及利用其中減少的暫流時間係被允許維持一實質恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃作為在不均勻損失的存在下的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中導出一方位偏移剖面更包含：產生一初始方位偏移剖面；按比例增減該初始方位偏移剖面以確保對於一雷達之一完全旋轉週期的一淨電子掃描係實質為零，其係藉由計算各扇形中電子掃描的量之總和並接著對各扇形中該電子掃描採用一線性修正用以移除斜率；偏移(biasing)經按比例增減的方位偏移剖面以確保該電子掃描係有關於一名義上電子監督掃描角度偏離方位側邊(nominal electronic surveillance scan angle off azimuth broadside)，其係藉由減去一方位掃描偏移中數及加上該名義上監督方位角；及按比例增減經偏移的方位偏移剖面，使得一最大累積電子偏移係在一預定值被加上。
  13. 如申請專利範圍第10項之方法，更包含將按比例增減的、經偏移的方位偏移剖面對映至機械側邊方位角之一功能，以當一雷達旋轉時在該雷達排程器中使用。
  14. 如申請專利範圍第10項之方法，其中提供動態電子方位波束轉向更包含對於所有360度方位使用一單一樣板，該方位間隔係與前掃與後掃速率成比例增加與減少。
  15. 如申請專利範圍第10項之方法，其中提供動態電子方位波束轉向更包含在該累進前掃中使用較一般掃描寬的間隔，且在該累進後掃中使用較多波束重疊之較密間隔。
  16. 如申請專利範圍第10項之方法，其中提供動態電子方位波束轉向更包含使用多個樣板。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中使用多個樣板更包含在該累進前掃期間使用具有較一般樣板寬的間隔之一累進前掃樣板，且在一累進後掃期間使用具有一般間隔之一較高能量樣板。
  18. 如申請專利範圍第10項之方法，其中提供動態電子方位波束轉向更包含於不均勻損失的存在下提供接近均勻的目標範圍效能之動態掃描，其中於暴風雨地區中之損失係藉由使用本來會在晴朗天氣地區所使用之功率來補償。
  19. 如申請專利範圍第10項之方法，其中基於以從方位損失調查測量所導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用的一雷達波束之能量的量來決定增益改良包含使用天氣調查測量用以以方位角的方式來估計環境損失，其係藉由使用一專屬天氣調查暫流樣板用以在各方位角偵測及將下雨分類。
  20. 一種非暫態機器可讀取媒體，包含指令，當其由該機器執行時，會造成該機器執行下列操作：基於以從方位損失資訊導出之360°機械旋轉的不同方位角來使用的一雷達波束之能量增加的量來決定增益改良；基於所決定的增益改良來產生一增益剖面，用以識別在各方位角將被應用的增益；使用該增益剖面來導出一方位偏移剖面，其中該方位偏移剖面界定在環境損失的一區域中之累進後掃被使用的方位角，用以提供額外的功率以補償損失，及界定在低損失的區域中之累進前掃被使用的方位角，用以允許該雷達波束趕上；及提供動態電子方位波束轉向以利用其中額外的暫流時間係被使用所在的方位之累進後掃及利用其中減少的暫流時間係被允許維持一接近恆定的平均目標偵測範圍之累進前掃作為以不均勻損失存在的方位之功能來改變一淨方位波束掃描速率。
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