[发明专利]低层大气的声雷达探测

权利要求书

1、一种用于生成关于一定高度范围上大气参数的信息的收发合置声雷达系统，其中：

至少有3个外围发射机-接收机对，大致等距地配置在一圆周上，

每个所述外围对中的发射机和接收机以与铅垂线成一定角度关于所述圆周沿径向向外倾斜，

每个发射机和接收机均包括声换能器、声反射器和环境隔音器，以便由一个发射机的声传输引起的从大气返回的回声相对于其它所有接收机来说，优先被相应发射机-接收机对中的那个接收机接收，以及

信号处理装置，连接至每个发射机-接收机对，并适于：

使发射机-接收机对中的至少一个发射机将具有至少100ms持续时间的编码的声啁啾发射至大气中，

在所述啁啾的传输期间以及此后的一定时间间隔内，处理相应对中的那个接收机所接收的信号，从而得出表示所述大气参数关于高度的信息。

2、根据权利要求1所述的声雷达系统，其中所述与铅垂线所成的角度小于10度。

3、根据权利要求1或2所述的声雷达系统，其中：

中心接收机-发射机对被配置在所述圆周的中心附近，

所述中心对中的发射机和接收机大致指向铅垂线，以及

所述中心对中的发射机和接收机各自包括声换能器、声反射器和环境隔音器，以便由所述中心对中的那个中心发射机进行声传输引起的从大气返回的回声相对于其它所有接收机来说，优先被所述中心对中的那个接收机接收。

4、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述信号处理装置可操作地使多个所述发射机同时发射并同时处理相应发射机-接收机对中的那些接收机所接收的信号。

5、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

每个发射机-接收机对的特征在于，所述发射机具有主中心发射天线波瓣，而且所述接收机具有主中心接收天线波瓣，以及

所述发射机波瓣和所述接收机波瓣在整个范围内彼此大致重叠。

6、根据权利要求5所述的声雷达系统，其中：

每个所述天线波瓣向外并向上传播，从而使其对着相应接收机或发射机附近的不超过10度的夹角。

7、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述声啁啾通过频率调制进行编码，使得所述啁啾的频率随着时间线性变化。

8、根据权利要求1-6中任一项所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾通过数字调制进行编码。

9、根据权利要求8所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾通过二进制相移键控进行编码。

10、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾的持续时间为至少10秒。

11、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾具有小于0.35的带宽与中心频率比。

12、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾具有在0.04和0.2之间的带宽与中心频率比。

13、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述啁啾具有小于500Hz的带宽。

14、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述信号处理装置包括匹配滤波器，该匹配滤波器适于参照对所述啁啾的编码来处理所接收的信号。

15、根据上述任一权利要求所述的声雷达系统，其中：

所述信号处理装置适于：

处理由一个所述发射机-接收机对中的发射机发射的啁啾，从而生成所发射信号的图像，

处理由所述那个发射机-接收机对的接收机接收的信号，从而生成所接收信号的图像，以及

将所述发射信号图像与所述接收信号图像进行相关，以便得出所述信息。